Rikkomaton halkeamien havaitseminen ultraäänitermografialla
- Ultraäänellä herätetty termografia (tunnetaan myös vibrotermografiana) on ylivertainen menetelmä halkeamien havaitsemiseen puulaudoissa, levyissä ja pinnoissa.
- Ultraäänitermografia mahdollistaa erittäin tarkan, täsmällisen ja nopean havaitsemisen rikkomatta tarkastettavaa materiaalia.
- Rikkomattomana havaitsemismenetelmänä ultraäänivibrotermografia päihittää tuotantolinjalla tehtävän termografian tarkkuudessa.
Halkeamien ja vikojen havaitseminen ultraäänitermografialla
Ultraäänitermografialla tehtävän havaitsemisen edut:
- Suuri tarkkuus ja täsmällisyys
- Nopea tarkastus (muutamassa sekunnissa tai nopeammin)
- Suuri tarkastussyvyys
- Rikkomaton testaus
Termografiamenetelmät perustuvat infrapunatekniikkaan, ja ne voivat tuottaa tietoa materiaalin pinnanalaisesta rakenteesta havainnoimalla pinnan lämpösäteilyn eroja infrapunakameroilla, joilla tiedot tallennetaan. Säteily riippuu lämmön johtumisesta materiaalissa. Termografiamenetelmät jaetaan passiivisiin ja aktiivisiin sen mukaan, miten lämmönsiirto synnytetään. Aktiivisessa termografiassa lämmönsiirto voidaan käynnistää ulkoisella energiaherätteellä käyttämällä sähkömagneettista säteilyä tai ultraääntä (eli ultraäänivärähtelyä), ja se riippuu materiaalin fysikaalisista ominaisuuksista, kuten lämmönjohtavuudesta ja lämpödiffusiviteetista, tiheydestä, kosteuspitoisuudesta jne. Jos pinnanalaisen vian lämmöneristysominaisuudet ovat paremmat kuin muun materiaalin, vika toimii lämmönsiirron esteenä, jolloin vian yläpuolella olevan pinnan emissiivisyys on suurempi (Meinlschmidt, 2005).
Ultraäänellä herätetyn termografian koejärjestely – D. Popovicin tutkimus 2015
Ultraäänellä herätetty termografia (UET) on vibrotermografian muunnelma (Maldague 2001). Toisin kuin useimmat termografiamenetelmät, ultraäänellä herätetty termografia on kontaktimenetelmä. Sonotrodi saatetaan fyysiseen kosketukseen koekappaleen kanssa, jotta kappaleeseen saadaan aikaan heräte mekaanisella aallolla. Halkeamissa ja/tai muissa liitosten irtoamiskohdissa syntyy paikallisesti lämpöä kitkan vaikutuksesta, jolloin mekaaninen energia muuttuu suoraan lämpöenergiaksi (Maldague 2001). Käynnistetty lämmönsiirto saa aikaan lämpösäteilyä kappaleen pinnasta. Paikallinen lämpötilan nousu tapahtuu millisekunneissa, ja se kuvataan infrapunakameralla kirkkaana infrapunasäteilyn lähteenä tummaa taustaa vasten. (Cho et al. 2007).
Ultraäänilaite UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
![Ultraäänellä herätetty termografia halkeamien ja liitosten irtoamiskohtien rikkomattomaan havaitsemiseen puurakenteissa. [Viite: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Tammilamellien halkeamien havaitseminen ja luokittelu tuotantolinjalla tehtävällä ja ultraäänellä herätetyllä termografialla. Pro Ligno, 11(4): 464–470.]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-thermography-precision-Popovic-et-al.-ProLigno-2015.png)
Kahden menetelmän, tuotantolinjalla tehtävän termografian ja ultraäänitermografian, tarkkuuden ja täsmällisyyden vertailu virhemarginaaleineen. Popovicin ja muiden tutkimus 2015.
Kirjallisuus ja lähteet
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): Vikojen havaitseminen putken sisällä ultraäänellä herätetyllä termografialla. Nuclear Engineering and Technology 37:637–646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Ultraäänellä herätetty termografia puun liimaliitoksissa – testausmenetelmän kehittäminen. Holztechnologie 49:42–47.
- Meinlschmidt P. (2005): Vikojen termografinen havaitseminen puussa ja puupohjaisissa materiaaleissa. Puun rikkomatonta testausta käsittelevän 14. kansainvälisen symposiumin julkaisu, Hannover, Saksa.
- Popovic D. (2015): Tammilamellien halkeamien havaitseminen ja luokittelu tuotantolinjalla tehtävällä ja ultraäänellä herätetyllä termografialla. Maisterintutkielma – Lula University of Technology, Ruotsi, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Tammilamellien halkeamien havaitseminen ja luokittelu tuotantolinjalla tehtävällä ja ultraäänellä herätetyllä termografialla. Pro Ligno, 11(4): 464–470.