تشخیص غیرمخرب ترک با ترموگرافی فراصوتی
- ترموگرافی با تحریک فراصوتی (که با نام ترموگرافی ارتعاشی نیز شناخته می‌شود) روشی برتر برای تشخیص ترک در تخته‌ها، پنل‌ها و سطوح چوبی است.
- ترموگرافی فراصوتی، تشخیص را با صحت و دقت بسیار بالا و به‌سرعت، بدون تخریب مادهٔ تحت بازرسی، امکان‌پذیر می‌کند.
- ترموگرافی ارتعاشی فراصوتی، به‌عنوان یک روش تشخیص غیرمخرب، از نظر صحت از ترموگرافی برخط عملکرد بهتری دارد.
تشخیص ترک و عیب با ترموگرافی فراصوتی
مزایای تشخیص با ترموگرافی فراصوتی:
- صحت و دقت بالا
- بازرسی سریع (در چند ثانیه یا کمتر)
- عمق بازرسی زیاد
- آزمون غیرمخرب
روش‌های ترموگرافی بر فناوری فروسرخ مبتنی هستند و می‌توانند با مشاهدهٔ تفاوت‌های گسیل حرارتی از سطح و استفاده از دوربین‌های فروسرخ برای ثبت داده‌ها، اطلاعاتی دربارهٔ ساختار زیرسطحی یک ماده ارائه کنند. این گسیل به رسانش گرما در ماده بستگی دارد. روش‌های ترموگرافی، بسته به نحوهٔ ایجاد انتقال گرما، به دو دستهٔ غیرفعال و فعال تقسیم می‌شوند. در ترموگرافی فعال، انتقال گرما را می‌توان با تحریک به‌وسیلهٔ انرژی خارجی، با استفاده از تابش الکترومغناطیسی یا فراصوت (که ارتعاشات فراصوتی نیز نامیده می‌شود)، آغاز کرد؛ این انتقال به خواص فیزیکی ماده، مانند رسانندگی و پخشایی حرارتی، چگالی، میزان رطوبت و غیره وابسته است. اگر عیبی در زیر سطح، خواص عایق‌کنندگی بهتری نسبت به سایر بخش‌های ماده داشته باشد، آن عیب به‌صورت مانعی در برابر انتقال گرما عمل می‌کند، به‌طوری‌که گسیلندگی سطح بالای عیب بیشتر است (Meinlschmidt, 2005).
![از دستگاه فراصوتی UIP1000 برای تشخیص عیب‌ها و ترک‌ها در سازه‌های چوبی استفاده شد. [Popovic D. (2015): Crack Detection and Classification of Oak Lamellas Using Online and Ultrasound Excited Thermography. Master Thesis 2015 ]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-excited-thermography-experimental-setup-UIP1000-D.Popovic-MasterThesis-2015-1.jpg)
چیدمان آزمایشی ترموگرافی با تحریک فراصوتی – پژوهش D. Popovic در 2015
ترموگرافی با تحریک فراصوتی (UET) گونه‌ای از ترموگرافی ارتعاشی است (Maldague 2001). برخلاف بیشتر روش‌های ترموگرافی، ترموگرافی با تحریک فراصوتی یک روش تماسی است. برای تحریک جسم با یک موج مکانیکی، سونوتْرود در تماس فیزیکی با قطعهٔ مورد آزمون قرار می‌گیرد. در ترک‌ها و/یا سایر نواحی جداشدگی اتصال، بر اثر اصطکاک، گرما به‌صورت موضعی تولید می‌شود؛ در این نواحی، انرژی مکانیکی مستقیماً به انرژی حرارتی تبدیل می‌شود (Maldague 2001). انتقال گرمای آغازشده به گسیل حرارتی از سطح جسم منجر می‌شود. افزایش موضعی دما در عرض چند میلی‌ثانیه رخ می‌دهد و دوربین فروسرخ آن را به‌صورت یک منبع روشن فروسرخ (IR) روی زمینه‌ای تیره به تصویر می‌کشد. (Cho et al. 2007).
دستگاه فراصوتی UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
![ترموگرافی با تحریک فراصوتی برای تشخیص غیرمخرب ترک‌ها و جداشدگی‌های اتصال در سازه‌های چوبی. [Reference: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Crack Detection and Classification of Oak Lamellas Using Online and Ultrasound Excited Thermography. Pro Ligno, 11(4): 464-470.]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-thermography-precision-Popovic-et-al.-ProLigno-2015.png)
مقایسهٔ صحت و دقت، همراه با حاشیه‌های خطا، برای دو روش ترموگرافی برخط و فراصوتی. پژوهش Popovic et al. در 2015.
منابع و مراجع
- Cho J.، Seo Y.، Jung S.، Kim S.، Jung H. (2007): تشخیص نقص در یک لوله با استفاده از ترموگرافی برانگیخته شده اولتراسوند. مهندسی و فناوری هسته ای 37: 637-646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Ultraschallangeregte Thermographie an Holzverklebungen – Entwicklung einer Prüfmethode. Holztechnologie 49:42-47.
- Meinlschmidt P. (2005): Thermographic detection of defects in wood and wood-based materials. Proc. of the 14th international Symposium of non-destructive testing of wood, Hannover, Germany.
- Popovic D. (2015): تشخیص و طبقه‌بندی ترک‌ها در تیغه‌های چوب بلوط با استفاده از گرمانگاری برخط و گرمانگاری با تحریک فراصوت. پایان‌نامه کارشناسی ارشد – دانشگاه فناوری لولا، سوئد، 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): تشخیص و طبقه‌بندی ترک‌ها در تیغه‌های چوب بلوط با استفاده از گرمانگاری برخط و گرمانگاری با تحریک فراصوت. Pro Ligno, 11(4): 464-470.