Плесень — одна из самых серьезных проблем для домовладельцев, и как только она появится, избавиться от нее будет невероятно сложно. Предотвращение появления плесени — лучший подход, а краеугольным камнем профилактики плесени является контроль влажности. Теперь исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) разработали метод с использованием микроволнового радара для мониторинга содержания влаги в древесине внутри стен.

«Мы знаем, что микроволновый радар подает большие надежды в этом вопросе, поскольку хорошо известно, что он может измерять влажность в образцах древесины», — сказал Филип Будро из ORNL. «Но может ли он измерить влажность древесины внутри стены, чтобы обнаружить проблемы с высокой влажностью до того, как они станут серьезной проблемой? Это вызов».

В домах распространена конструкция с деревянным каркасом, но если стены повреждены или плохо спроектированы, водяной пар может просачиваться сквозь них, повышая уровень влажности. Эта влага впитывается древесиной, создавая идеальные условия для роста плесени. Со временем ограждающие конструкции зданий могут разрушаться, что еще больше увеличивает восприимчивость к плесени.

Использование радара для оценки материалов не ново. Например, георадар уже давно используется для обнаружения зарытых инженерных коммуникаций или археологических объектов. Он работает, излучая волны, которые генерируют отражения, проникая в материалы. В этом случае эти отражения используются для оценки уровня влажности.

«Вы можете обнаружить воду в древесине с помощью микроволновой энергии, которая отражается от материала с помощью радара», — сказал Будро. «Вы также можете измерить влажность более чем одного типа материала внутри стены».

Команда протестировала эту технику на образцах древесины толщиной один сантиметр, сначала полностью высушив их, а затем выдерживая различные уровни влажности. Используя микроволновый радар, они измерили содержание влаги с поразительной точностью.

«Результаты доказали, что технология микроволнового радара может обнаруживать и измерять влажность внутри оболочки и делать это с точностью до 3% по сравнению с обычными портативными измерительными приборами», — сказал он. Чтобы метод работал в зданиях, команде Будро нужно было сначала выяснить, может ли микроволновый радар видеть обшивку за гипсокартоном.

«Итак, мы поместили кусок гипсокартона перед обшивкой на расстоянии трех с половиной дюймов и сразу увидели, что да, радар видит обшивку», — сказал он.

В этом реалистичном сценарии микроволновый радар также оказался надежным.

Эта технология обещает стать практичным и широко доступным инструментом. Фактически, исследователи рассматривали такую ​​возможность, когда начали работать над радаром.

«При разработке детектора мы создали систему, специально применимую для стен жилых домов и для общего доступа», — сказал Будро. «Он небольшой, портативный, легкий, легко настраивается и может быть адаптирован для передачи в пределах регламента частоты».

Команда ORNL работает над лицензированием технологии для производства, стремясь сделать систему коммерчески доступной. Кроме того, они тестируют радар на различных покрытиях стен, таких как виниловый сайдинг и кирпич. Если это станет общедоступным, это может сэкономить домовладельцам много усилий и много денег.

«При раннем обнаружении небольшая проблема может быть устранена до того, как произойдет серьезный ущерб», — сказал он. «Мы нашли то, что может помочь обнаружить эту влагу на ранней стадии, но нам еще предстоит поработать, а также больше материалов для тестирования и больше границ для исследования с помощью отражения микроволнового радара».

Стивен Киллоу и др. «Измерение содержания влаги в деревянной обшивке с помощью радаров непрерывного действия», Конференция IEEE по радиолокации 2024 года (RadarConf24) (2024). DOI: 10.1109/RadarConf2458775.2024.10548546