الكشف غير الإتلافي عن الشقوق بالتصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية
- يُعدّ التصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية (المعروف أيضًا باسم التصوير الحراري الاهتزازي) طريقة متفوقة للكشف عن الشقوق في الألواح والصفائح والأسطح الخشبية.
- يوفر التصوير الحراري بالموجات فوق الصوتية كشفًا سريعًا يتسم بدرجة عالية من الدقة والإحكام دون إتلاف المادة التي تُفحص.
- بوصفه طريقة كشف غير إتلافية، يتفوق التصوير الحراري الاهتزازي بالموجات فوق الصوتية على التصوير الحراري على خط الإنتاج من حيث الدقة.
الكشف عن الشقوق والعيوب بالتصوير الحراري بالموجات فوق الصوتية
مزايا الكشف بالتصوير الحراري بالموجات فوق الصوتية:
- دقة وإحكام عاليان
- فحص سريع (في بضع ثوانٍ أو أقل)
- نطاق فحص يصل إلى أعماق كبيرة
- اختبار غير إتلافي
تعتمد طرق التصوير الحراري على تقنية الأشعة تحت الحمراء، ويمكنها توفير بيانات عن بنية المادة تحت سطحها من خلال رصد الاختلافات في الانبعاث الحراري من السطح باستخدام كاميرات الأشعة تحت الحمراء لتسجيل البيانات. ويعتمد الانبعاث على التوصيل الحراري في المادة. وتُقسَّم طرق التصوير الحراري إلى سلبية ونشطة بحسب كيفية توليد انتقال الحرارة. في التصوير الحراري النشط، يمكن بدء انتقال الحرارة بالتحفيز بطاقة خارجية باستخدام الإشعاع الكهرومغناطيسي أو الموجات فوق الصوتية (المعروفة أيضًا باسم الاهتزازات فوق الصوتية)، ويعتمد انتقال الحرارة على الخصائص الفيزيائية للمادة، مثل الموصلية الحرارية والانتشارية الحرارية والكثافة ومحتوى الرطوبة وما إلى ذلك. وإذا كانت خصائص العزل لعيب تحت السطح أفضل من خصائص بقية المادة، فإن العيب يعمل حاجزًا أمام انتقال الحرارة، فتكون انبعاثية السطح فوق العيب أعلى (Meinlschmidt, 2005).
![استُخدم الجهاز بالموجات فوق الصوتية UIP1000 للكشف عن العيوب والشقوق في الهياكل الخشبية. [ Popovic D. (2015): الكشف عن الشقوق في صفائح البلوط وتصنيفها باستخدام التصوير الحراري على خط الإنتاج والتصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية. رسالة ماجستير 2015 ]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-excited-thermography-experimental-setup-UIP1000-D.Popovic-MasterThesis-2015-1.jpg)
الترتيب التجريبي للتصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية – بحث أجراه D. Popovic عام 2015
التصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية (UET) هو أحد أشكال التصوير الحراري الاهتزازي (Maldague 2001). وعلى خلاف معظم طرق التصوير الحراري، فإن التصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية طريقة تلامسية. يُوضَع سونوترود في تلامس مباشر مع قطعة اختبار لتحفيز الجسم بموجة ميكانيكية. وتتولد الحرارة موضعيًا في الشقوق و/أو مواضع انفصال الترابط الأخرى بفعل الاحتكاك، حيث يحدث تحويل مباشر للطاقة الميكانيكية إلى طاقة حرارية (Maldague 2001). ويؤدي انتقال الحرارة الذي يبدأ بهذه الطريقة إلى انبعاث الحرارة من سطح الجسم. وتحدث زيادة موضعية في درجة الحرارة خلال أجزاء من الألف من الثانية، وتُصوِّرها كاميرا الأشعة تحت الحمراء على هيئة مصدر ساطع للأشعة تحت الحمراء على خلفية داكنة. (Cho et al. 2007).
جهاز بالموجات فوق الصوتية UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
![التصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية للكشف غير الإتلافي عن الشقوق ومواضع انفصال الترابط في الهياكل الخشبية. [المرجع: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): الكشف عن الشقوق في صفائح البلوط وتصنيفها باستخدام التصوير الحراري على خط الإنتاج والتصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية. Pro Ligno, 11(4): 464-470.]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-thermography-precision-Popovic-et-al.-ProLigno-2015.png)
مقارنة الدقة والإحكام مع هوامش الخطأ للطريقتين، التصوير الحراري على خط الإنتاج والتصوير الحراري بالموجات فوق الصوتية. بحث أجراه Popovic وآخرون عام 2015.
المصادر والمراجع
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): الكشف عن العيوب داخل أنبوب باستخدام التصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية. Nuclear Engineering and Technology 37:637-646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): التصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية للوصلات الخشبية الملصقة – تطوير طريقة اختبار. Holztechnologie 49:42-47.
- Meinlschmidt P. (2005): الكشف بالتصوير الحراري عن العيوب في الخشب والمواد القائمة على الخشب. وقائع الندوة الدولية 14 للاختبارات غير الإتلافية للخشب، هانوفر، ألمانيا.
- Popovic D. (2015): الكشف عن الشقوق في صفائح البلوط وتصنيفها باستخدام التصوير الحراري على خط الإنتاج والتصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية. رسالة ماجستير – Lula University of Technology، السويد، 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): الكشف عن الشقوق في صفائح البلوط وتصنيفها باستخدام التصوير الحراري على خط الإنتاج والتصوير الحراري المحفَّز بالموجات فوق الصوتية. Pro Ligno, 11(4): 464-470.