Використання електромагнітних хвиль для контролю процесів вологопереносу в матеріалах художніх виробів

Abstract

Для контролю процесів вологопереносу в експонатах, які розміщені в музеях (наприклад, у картинах майстрів минулих століть, гобеленах, скульптурах тощо), запропоновано використовувати метод поглинання енергії електромагнітних хвиль (НВЧ(SHF) – радіочастотного й КВЧ(EHF) – міліметрових) нетеплової інтенсивності. Контроль за процесом вологопереносу в експозиційних приміщеннях даним способом заснований на тому, що поглинання енергії НВЧ/КВЧ електромагнітних хвиль нетеплової інтенсивності при їхньому проходженні через дисперсні системи (саме такою є полотно художньої картини, фарби, нанесені на нього, захисні прошарки (лакування) тощо) визначається кількістю вільної води та питомою електропровідністю досліджуваного об’єкту. При експонуванні художніх виробів об’ємний вміст води в системі та її питома електропровідність збільшуються і досягають інколи таких значень, при яких може бути порушена цілісність експонату – з’являються тріщини, згини полотна, що, у кінцевому випадку, призводить до його руйнування. При цьому електромагнітні хвилі мають нетеплову інтенсивність саме для того, щоб електромагнітний сигнал, який зондує, не створював пошкодження матеріалу при поглинанні в тонкому поверхневому шарі. Додатковий вологоперенос всередину експонатів музею викликаний наявністю в приміщенні музею (у картинній галереї) потоку відвідувачів, особливо в ті дні, коли проводяться виставки. Якщо наявна стабілізація поглинання НВЧ/КВЧ енергії, котру можна отримати за допомогою спеціальних систем контролю мікроклімату музейних приміщень, тоді процес руйнування художніх картин/експонатів можна призупинити (або, принаймні, суттєво зменшити). На точність визначення даним методом параметрів НВЧ/КВЧ енергії, яка поглинається, суттєво впливає низка факторів (зокрема, робоча частота генератора електромагнітних хвиль, точність її налаштування, ширина частотної смуги випромінювання тощо), котрі пов’язані як з точністю вимірювання послаблення НВЧ/КВЧ сигналу (методом НВЧ/КВЧ рефлектометрії), так і з особливостями експонату/картини, що досліджується.

In order to control of moisture transfer in museum’s exhibits (for example, in pictures by masters of past centuries, hobbles, sculptures etc.), it is proposed to use the method of electromagnetic energy absorption (UHF – radio frequency range and EHF – range o millimeter waves) with a very low level of heat intensity of these waves. The control of moisture transfer in museum’s exhibits with a help of such method is based on a phenomenon of UHF/EHF electromagnetic waves absorption, when they have non-heat intensity, during the process of transmission of such waves along dispersive systems (canvases of pictures, paints, protective layer on canvases (polish), etc.). This value of absorption is determined by the quantity of free water and by the conductivity of researched object, as well. When canvases are exhibited at museum’s rooms (painting galleries), the volume content of a water in the system and its conductivity are increased, and that’s why they may have such values which can destroy the canvases’ condition of being intact (for example, their materials), there are cracks in a canvases, their bending and so on. All these phenomena destroy canvases during a certain period of time. By the way, UHF/EHF electromagnetic waves of non-heat intensity have such values of it in order to no destroy the exhibit/canvas surface during the act of absorption of incident/reflected electromagnetic search signal in the thin surface layer. The additive moisture transfer into museum’s exhibits is due to the flow of visitors at museum’s rooms (at painting gallery) just during those days when exhibitions are. If one has the stabilization of UHF/EHF energy absorption, which may be obtained with the help of a special control system of microclimate of museum’s rooms, then the process of destroying of canvases/exhibits may be suspended (or may be substantially decreased). The accuracy of determination of absorption parameters of UHF/EHF energy with the help of this method substantially depends on some factors (for example, the working frequency of electromagnetic waves generator, the accuracy of its tuning, the bandwidth of frequency range of emission, etc.). These factors are connected with accuracy of measuring of UHF/EHF signal attenuation (with the help of UHF/EHF reflectometer method) and with characteristic properties of the researching exhibit/canvas.