RO125258B1 - Autolaborator - Google Patents

Description

Invenția se referă la crearea unui autolaborator mobil, pentru investigarea, diagnosticarea, monitorizarea și restaurarea componentelor de patrimoniu mobile și imobile, care asigură realizarea în timp scurt a unui set de măsurări și analize asupra obiectelor de artă mobile sau imobile, clădirilor istorice, obiectivelor arheologice și altor obiecte de patrimoniu.

Cererea de brevet US 2005227348 (Sukumar V. R., 2005) se referă tot la un laborator mobil de diagnosticare microscopică, capabilă să analizeze specimene de țesut proaspăt și să furnizeze, într-un interval de 20 min, consultare intraoperatorie. Laboratorul este instalat într-o mașină de transport marfă și conține: un criostat, pentru înghețarea specimenelor de țesut proaspăt, mijloace pentru tăierea acestora, mijloace pentru analiza microscopică a probelor în vederea diagnosticării, mijloace pentru indicarea diferitelor porțiuni ale specimenelor, prin marcarea lor cu cerneală, un dispozitiv pentru marcarea probelor, pentru a le face mai vizibile, un radio-telefon pentru comunicarea diagnosticului microscopic către sala de operație. Mașina este dotată cu aer condiționat și iluminare din tavan. Cuprinde și un computer cu sistem de dictare digital, un dispozitiv de sumare a informațiilor despre întregul specimen, precum și un dispozitiv automat de control al umidității, un barometru și un termostat.

Invenția conform cererii de brevet se referă la utilizarea unui vehicul adaptat să fie laborator mobil pentru folosirea tehnicilor optoelectronice în domeniul conservării și restaurării obiectelor de patrimoniu cultural mobil și imobil in situ.

Majoritatea problemelor ce apar în deteriorarea componentelor de patrimoniu exterioare sunt datorate poluanților, noxelor urbane și factorilor antropici. în cazul obiectelor de artă situate în incinta unor clădiri, deteriorarea este în mod egal determinată de particulele din aer, contaminanți și factori antropici. Atât în cazul obiectelor de patrimoniu situate în incinte, cât și în cazul celor situate în exterior, investigarea, diagnosticarea și restaurarea componentelor de patrimoniu se face în laboratoare specializate. De multe ori, transportul acestor componente în laboratoarele de restaurare produce atât întârzierea intervenției, cât și deteriorări ireversibile.

Deoarece această invenție dispune de întreaga aparatură cu care este dotat un laborator fix, rezolvă problema tehnică creată de dezavantajele deplasării obiectelor de patrimoniu în laboratoarele fixe.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este îmbunătățirea mijloacelor de intervenție in situ asupra obiectelor de patrimoniu cultural, pentru conservarea și restaurarea acestora.

Pentru realizarea in situ, în scurt timp, a unui set de analize asupra obiectelor de artă mobile și imobile, s-a adaptat un microbuz cu o cabină de comandă, echipată cu scaune pentru șofer și însoțitori, iar compartimentul de marfă să fie folosit ca laborator. S-au montat pe partea dreaptă a compartimentului de marfă niște rafturi pentru susținerea și fixarea echipamentelor și accesoriilor, care constau din suporturii paravane, paravane de protecție, niște stâlpi de susținere și fixare pentru un laser de tip Nd:YAG pe peretele despărțitor dintre cabina de comandă și compartimentul laboratorului, iar pe partea stângă a șasiului alt tip de rafturi, în care sunt fixate o rețea de senzori fără fir, pentru temperatură, umiditate relativă și noxe, un laptop, cabluri pentru alimentarea laserului, o nișă cu masă de lucru, dotată cu prize montate pe peretele stâng al autolaboratorului. Rafturile de pe partea dreaptă adăpostesc un vibrometru, un pH-metru portabil, o lampă UV, un colorimetru portabil, o termocameră, un scaner laser 3D, o cameră multispectrală, un dispozitiv LI BS, un dispozitiv GPR, un dispozitiv LIF. Pe rafturile din partea stângă se plasează un laptop pentru scanare 3D, un microscop digital portabil, o unitate centrală de calcul, un generator electric portabil, o sursă de alimentare UPS, niște trepiede, un tablou electric pentru conexiuni atât la o rețea electrică aferentă sitului, cât și la un generator electric propriu, dar și la instalația electrică proprie a microbuzului.

RO 125258 Β1

Invenția prezintă următoarele avantaje: 1

- invenția utilizează tehnici optoelectronice, cum ar fi: i) de monitorizare a microclimatului, a calității aerului și a expunerii la lumină; ii) de investigare noninvazivă și nonco- 3 ntact pentru evaluarea calitativă a materialelor prin Ll F (spectrocopie de fluorescență indusă cu laser) și noncontact și microinvazive prin LIBS (spectroscopie laser prin străpungere); iii) 5 microscopie optică de înaltă rezoluție fără prelevare de probe, iv) termoviziune, v) analiză imagistică multispectrală de mare rezoluție (UV-VIS-MR), vi) colorimetrie, vii) scanare laser 7 3D a obiectivelor de mari dimensiuni - inclusiv clădiri istorice și tell-uri (documentație/reconstrucție digitală), viii) analize ce permit investigarea straturilor subterane folosind pulsuri elec- 9 tromagnetice și studierea modului de propagare a acestora în sol;

- tehnicile utilizate implică măsurători noncontact, noninvazive sau microinvazive, 11 lucru favorabil componentelor de patrimoniu cu un puternic grad de deteriorare;

- tehnicile utilizate nu necesită prelevare de probe în vederea prelucrării lor în 13 laborator.

- investigațiile, analizele și diagnozele se fac în scurt timp față de succesiunea de 15 operații clasice.

- datorită designului cu o structură flexibilă, invenția va avea mai multe categorii de 17 utilizatori, cum arfi restauratori, arheologi istorici, documentariști etc.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1...3, care 19 prezintă:

- fig. 1, echipamentul montat pe partea dreaptă a microbuzului; 21

- fig. 2, echipamentul montat pe partea din stângă a microbuzului.

- fig. 3, schema amplasării prizelor de alimentare electrică a compartimentului 23 laboratorului.

Autolaboratorul pentru investigarea, diagnosticarea, monitorizarea și restaurarea 25 componentelor de patrimoniu, conform invenției, este alcătuit dintr-un sașiu A al unui microbuz de transport marfă, la care, în compartimentul marfă, s-au montat rafturile B (fig. 1) și 27 respectiv E (fig. 2), creându-se condiții pentru fixarea tuturor echipamentelor și accesoriilor: suporturi paravane, paravane de protecție 1, vibrometru 2, pH-metru portabil 3, lampă UV 29 4, colorimetru portabil 5, termocameră cu viziune în IR 6, laser YAG:Nd Q-swiched pentru operații de curățare 7, scaner laser 3D 8, cameră multispectrală 9, dispozitiv LIBS 10, dis- 31 pozitiv GPR11, dispozitiv LIF12, rețea de minim 8 senzori de temperatură, umiditate relativă și noxe 13, laptop pentru scanarea 3D, tehnica LIBS și LIF 14, cabluri alimentare laser 15, 33 nișă cu masă de lucru dotată cu prize de 12 și 220 V 16, microscop digital portabil 17, unitatea centrală de calcul 18, generator electric portabil 19, UPS-uri (Uniuterruptible Power 35 Supply) folosite pentru alimentarea unor aparate, atunci când aceasta nu se poate efectua din rețeaua de energie electrică, 20, trepiede 21. Aceste rafturi metalice sunt capitonate cu 37 material buretos pentru evitarea șocurilor și au un sistem de fixare pentru cutiile echipamentelor. De asemenea, au mai fost montați doi stâlpi de susținere și fixare C ai unui laser 39

YAG:Nd de peretele despărțitor dintre cabina de comandă și compartimentul laboratorului.

Toate echipamentele sunt alimentate electric de la rețeaua electrică D, care este compusă 41 dintr-un tablou electric F (fig. 3) în care se pot face conexiuni atât de la o rețea electrică aferentă sitului, cât și de la un generator electric propriu G. Curentul electric este transmis 43 către cinci prize de 220 V H, prin intermediul cablajelor J. Au mai fost montate două prize de 12 V I, legate la instalația electrică proprie a microbuzului. 45

RO 125258 Β1

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu tabelul 1, care prezintă suma tuturor tehnicilor optoelectronice ce se pot aplica utilizând autolaboratorul.

Autolaboratorul pentru investigarea, diagnosticarea, monitorizarea și restaurarea componentelor de patrimoniu, conform invenției, utilizează preponderent tehnici optoelectronice noncontact, noninvazive sau microinvazive și fără prelevare de probe, de foarte înaltă tehnicitate.

Tabelul 1

Tehnica	Caracteristici	Observații
Monitorizare microclimat	Senzori de umiditate relativă și temperatură cu interval de măsură -25...150°C și 0...100% RH	Se amplasează de regulă în incinta muzeelor, galeriilor, arhivelor, expozițiilor în proxima vecinătate a obiectelor studiate și comunică cu unitatea centrală de pe autolaborator prin transmisii radio.
Monitorizare calitate aer	Senzori pentru determinarea noxelor CO, SO2, NOX, NO	Se amplasează de regulă în incinta muzeelor, galeriilor, arhivelor, expozițiilor în proxima vecinătate a obiectelor studiate și comunică cu unitatea centrală de pe autolaborator prin transmisii radio.
Termoviziune	Cameră termică cu viziune în IR cu domeniul de utilizare -2O...25O°C, rezoluție termică de 0,12°C	Permite determinarea temperaturilor de la distanță. Se utilizează în monitorizarea gradului de curățare laser, în monitorizarea anvelopelor clădirilor și siturilor istorice de patrimoniu, cât și în detectarea infiltrațiilor.
Scanare 3D	Scaner laser cu posibilități de scanare 360° x 270°	Tehnică ce folosește proprietățile coerente a radiației laser, pentru a achiziționa, înregistra și apoi a procesa imagini digitale ale obiectelor. Scanarea cu laser de-a lungul sau în jurul obiectului ajută la formarea unei înregistrări tridimensionale a suprafeței țintei.
LIBS	Spectrograf cu domeniul spectral 170 - 1100 nm	Tehnică spectroscopică extrem de puternică pentru analiza structurii chimice a materialelor, cât și a analizelor stratigrafice.
LIF	Spectrograf cu domeniul spectral 200...1100 nm și rezoluția spectrală de -0.14 - 7.7 nm FWHM (Full Width of Half Maximum)	Tehnică utilizată în reconstrucția unei imagini ce reprezintă distribuția de intensitate a radiației fluorescente pentru o anumită bandă spectrală. Aceste benzi fiind caracteristice unui material dat rezultă că această imagine reprezintă distribuția acestui material (pigment).
pH-metrie	Domeniu de măsurare/ rezoluție pH -2,00...+16.00; mV-1999...+1999 mV; temp.- 5.0...+105°C	Tehnică utilizată în realizarea unor analize chimice calitative și cantitative.

RO 125258 Β1

Tabelul 1 (continuare)

Tehnica	Caracteristici	Observații
GPR (Geophysical Phase Reader)	Radar cu penetrare în sol având domeniul spectral 25-2500 MHz	Tehnică noninvazivă ce folosește radiație din spectrul microundelor (UHFA/HF) pentru a explora solul, detectând semnalul reflectat de structurile îngropate.
Vibrometrie	Traductor de viteză, ce funcționează pe baza principiului Doppler	Tehnică noncontact folosită cu precădere în determinarea stadiului de conservare a frescelor și a icoanelor. Tehnica are aplicare în cazul determinării lipsei de aderență între diverse straturi ce alcătuiesc un pachet dorit a fi coerent.
Analiza multispectrală	Cameră multispectrală de tip ARTIST de înaltă rezoluție, ce poate capta imagine în domeniul IR, UV, culori false, fluorescentă. Filtru albastru: 400 - 505 nm Filtru verde: 505 - 585 nm Filtru roșu: 585 - 700 nm Filtru infraroșu 1: 700 - 950 nm Filtru infraroșu 2: 950-1150 nm	Sistemul permite obținerea unor imagini de foarte bună calitate și, totodată, oferă și informații utile domeniului conservării și restaurării operelor de artă. Calitatea imaginilor și felul în care acestea sunt captate permit de altfel și identificarea falsurilor și eventualelor intervenții ulterioare asupra originalului, asigurând de asemenea și informații asupra calității și tipului de materiale utilizate în compunerea operei de artă.
Colorimetrie	Spectrograf cu domeniul spectral 190-900 nm	Necesară pentru caracterizarea diferitor tipuri de materiale prin spectre de reflexie, de trasmisie, precum și culorile definite prin coordonatele E*, L*, a*, b* (în sistemul CIELab) pentru caracterizarea culorii printr-un parametru de luminozitate și două coordonate de culoare de pe diagrama de cromaticitate.
Curățare cu laser	Dispozitiv laser cu mediu activ solid din YAG:Nd, specializat pentru lucrări de curățare/restaurare în situ având 4 lungimi de undă de lucru 1064, 532, 355, 266 nm	Se utilizează în curățarea suprafețelor obiectelor organice (piele, hârtie, pergament) și anorganice (piatră și metal)

Claims (1)

1. Revendicare

   Autolaborator instalat într-un microbuz și cuprinzând un vibrometru, un pH-metru portabil, o lampă UV, un colorimetru portabil, o termocameră cu sensibilitate în IR, un laser Nd:YAG, un scaner laser 3D, o cameră multispectrală, un dispozitiv LIBS, un dispozitiv GPR, un dispozitiv LIF, o rețea de senzori de temperatură, umiditate relativă și noxe, un laptop pentru scanare 3D, un microscop digital portabil, o unitate centrală de calcul, un generator electric portabil și un generator electric propriu, caracterizat prin aceea că, pentru investigarea, diagnosticarea, monitorizarea și restaurarea obiectelor din patrimoniul cultural, asigură realizarea in situ, în timp scurt, a unui set de analize asupra obiectelor de artă mobile și imobile, clădirilor istorice, obiectivelor arheologice și altor obiecte de patrimoniu și are în compunere un microbuz cu o cabină de comandă, echipată cu scaune pentru șofer și însoțitori și o cabină amenajată pentru a fi folosită cu destinație de laborator, astfel încât pe șasiul (A) microbuzului, în compartimentul marfă, s-au montat:

   a) pe partea dreaptă, pe niște rafturi metalice (B), capitonate cu material buretos pentru evitarea șocurilor și prevăzute cu sisteme de fixare pentru susținerea și fixarea cutiilor echipamentelor și accesoriilor, care constau din suporturi paravane, paravane de protecție (1):

   - un vibrometru (2), care folosește o tehnică noncontact pentru determinarea stadiului de conservare a frescelor și a icoanelor prin depistarea lipsei de aderență între diverse straturi;

   - un pH-metru portabil (3) pentru analize chimice calitative și cantitative;

   - o lampă UV (4);

   - un colorimetru portabil (5), care este un spectrograf în domeniul 190...900 nm, pentru caracterizarea diferitelor tipuri de materiale, prin spectre de reflexie și transmisie și culorilor, definite prin coordonatele E*, L*, a*, b*;

   - o termocameră cu viziune în IR (6), folosită pentru monitorizarea gradului de curățare cu laser a clădirilor și siturilor istorice, precum și pentru depistarea infiltrațiilor, având domeniul de utilizare -2O...25O°C, cu rezoluție termică 0,12°C;

   - un laser Nd:YAG Q-swiched (7), pentru operații de curățare, având lungimi de undă de lucru 1064, 532, 355, 266 nm, folosit pentru curățarea obiectelor organice și anorganice, sprijinit de niște stâlpi de susținere și fixare a laserului (C) pe peretele despărțitor dintre cabina de comandă și compartimentul laboratorului;

   - un scaner laser 3D (8), folosit pentru achiziționarea, înregistrarea și procesarea imaginilor digitale ale obiectelor;

   - o cameră multispectrală (9) de înaltă rezoluție în domeniul IR, UV, care permite identificarea falsurilor și eventualelor intervenții ulterioare asupra originalului, furnizând și informații asupra calității și tipului de materiale utilizate în compunerea operei de artă;

   - un dispozitiv LIBS (10), pentru analiza structurii chimice a materialelor și pentru analize strati grafi ce;

   - un dispozitiv GPR (11), având domeniul spectral 25...2500 MHz, pentru explorarea solului și detectarea semnalului reflectat de structurile îngropate;

   - un dispozitiv LIF (12), pentru imagini care reprezintă distribuția de intensitate a radiației fluorescente pentru o anumită bandă spectrală și deci distribuția unui anumit pigment;

   RO 125258 Β1

   b) pe partea stângă a șasiului (A) se află montate pe niște rafturi, de asemenea 1 metalice, capitonate cu material buretos împotriva șocurilor (E), în care sunt fixate:

   - o rețea de minimum opt senzori fără fir, de temperatură, umiditate relativă și noxe 3 (13), pentru monitorizarea microclimatului și calității aerului;

   - un laptop pentru scanare 3D, utilizat și pentru tehnicile LIBS și LIF (14); 5

   - cabluri de alimentare a laserului (15);

   - o nișă cu masă de lucru dotată cu prize de 12 și 220 V (16), montate pe peretele 7 stâng al autolaboratorului;

   - un microscop digital portabil (17); 9

   - o unitate centrală de calcul (18);

   - un generator electric portabil (19); 11

   - surse de alimentare neîntreruptibile UPS (20);

   - niște trepiede (21); 13

   - aparatele fiind alimentate de la o rețea electrică (D), compusă dintr-un tablou electric (F), în care se pot face conexiuni, atât de la o rețea electrică aferentă sitului, cât și de la 15 un generator electric propriu (G), curentul electric fiind transmis către cinci prize de 220 V (H), prin intermediul unor cablări, și două prize de 12 V (I), legate la instalația electrică pro- 17 prie a microbuzului.