גילוי סדקים ללא הרס באמצעות תרמוגרפיה אולטרסונית
- תרמוגרפיה בעירור אולטרסוני (המוכרת גם כוויברותרמוגרפיה) היא שיטה עדיפה לגילוי סדקים בלוחות עץ, בפנלים ובמשטחים.
- תרמוגרפיה אולטרסונית מאפשרת גילוי מדויק, דייקני ומהיר ביותר, בלי להרוס את החומר הנבדק.
- כשיטת גילוי ללא הרס, ויברותרמוגרפיה אולטרסונית עולה בדיוק שלה על תרמוגרפיה מקוונת.
גילוי סדקים ופגמים באמצעות תרמוגרפיה אולטרסונית
יתרונות הגילוי באמצעות תרמוגרפיה אולטרסונית:
- דיוק ודייקנות גבוהים
- בדיקה מהירה (בתוך שניות ספורות או פחות)
- טווח בדיקה לעומק רב
- בדיקה ללא הרס
שיטות תרמוגרפיה מבוססות על טכנולוגיית תת־אדום ויכולות לספק נתונים על המבנה שמתחת לפני השטח של חומר באמצעות בחינת הבדלים בפליטה התרמית מפני השטח ושימוש במצלמות תת־אדום לתיעוד הנתונים. הפליטה תלויה בהולכת החום בחומר. בהתאם לאופן שבו נוצרת העברת החום, שיטות התרמוגרפיה נחלקות לסבילות ולפעילות. בתרמוגרפיה פעילה, ניתן ליזום העברת חום באמצעות עירור באנרגיה חיצונית, תוך שימוש בקרינה אלקטרומגנטית או באולטרסאונד (המוכר גם כתנודות אולטרסוניות), והיא תלויה בתכונות הפיזיקליות של החומר, כגון מוליכות תרמית ודיפוזיביות תרמית, צפיפות, תכולת לחות וכו'. אם לפגם שמתחת לפני השטח יש תכונות בידוד טובות יותר מאלה של שאר החומר, הפגם משמש מחסום להעברת החום, כך שהאמיסיביות של פני השטח שמעל הפגם גבוהה יותר (Meinlschmidt, 2005).
![המכשיר האולטרסוני UIP1000 שימש לגילוי פגמים וסדקים במבני עץ. [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)
מערך ניסוי לתרמוגרפיה בעירור אולטרסוני – מחקר מאת D. Popovic 2015
תרמוגרפיה בעירור אולטרסוני (UET) היא גרסה של ויברותרמוגרפיה (Maldague 2001). בניגוד לרוב שיטות התרמוגרפיה, תרמוגרפיה בעירור אולטרסוני היא שיטת מגע. סונוטרודה מובאת למגע פיזי עם דגימת הבדיקה כדי לעורר את העצם באמצעות גל מכני. חום נוצר באופן מקומי בסדקים ו/או באזורי היפרדות אחרים עקב חיכוך, שבו מתרחשת המרה ישירה של אנרגיה מכנית לאנרגיה תרמית (Maldague 2001). העברת החום שנוצרה גורמת לפליטת חום מפני השטח של העצם. עלייה מקומית בטמפרטורה מתרחשת בתוך אלפיות שנייה, ומצלמת תת־אדום מציגה אותה כמקור תת־אדום בהיר על רקע כהה. (Cho et al. 2007).
מכשיר אולטרסוני UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
![תרמוגרפיה בעירור אולטרסוני לגילוי ללא הרס של סדקים ואזורי היפרדות במבני עץ. [מקור: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): גילוי וסיווג סדקים בלמלות עץ אלון באמצעות תרמוגרפיה מקוונת ותרמוגרפיה בעירור אולטרסוני. Pro Ligno, 11(4): 464-470.]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-thermography-precision-Popovic-et-al.-ProLigno-2015.png)
השוואת הדיוק והדייקנות, עם שולי שגיאה, בין שתי השיטות: תרמוגרפיה מקוונת ותרמוגרפיה אולטרסונית. מחקר מאת Popovic ועמיתיו, 2015.
ספרות ומקורות
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): גילוי פגמים בתוך צינור באמצעות תרמוגרפיה בעירור אולטרסוני. Nuclear Engineering and Technology 37:637-646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): תרמוגרפיה בעירור אולטרסוני בחיבורי עץ מודבקים – פיתוח שיטת בדיקה. Holztechnologie 49:42-47.
- Meinlschmidt P. (2005): גילוי תרמוגרפי של פגמים בעץ ובחומרים מבוססי עץ. קובץ מאמרי הסימפוזיון הבינלאומי ה־14 לבדיקות עץ ללא הרס, הנובר, גרמניה.
- Popovic D. (2015): גילוי וסיווג סדקים בלמלות עץ אלון באמצעות תרמוגרפיה מקוונת ותרמוגרפיה בעירור אולטרסוני. עבודת תזה לתואר שני – Lula University of Technology, שוודיה, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): גילוי וסיווג סדקים בלמלות עץ אלון באמצעות תרמוגרפיה מקוונת ותרמוגרפיה בעירור אולטרסוני. Pro Ligno, 11(4): 464-470.