超音波サーモグラフィによる非破壊亀裂検出
- 超音波励起サーモグラフィ(振動サーモグラフィとも呼ばれます)は、木製の板材、パネル、表面の亀裂を検出する優れた方法です。
- 超音波サーモグラフィは、検査対象の材料を破壊することなく、高い正確さと精度で迅速に検出できます。
- 非破壊検出法である超音波振動サーモグラフィは、正確さにおいてオンラインサーモグラフィを上回ります。
超音波サーモグラフィによる亀裂および欠陥の検出
超音波サーモグラフィによる検出の利点:
- 高い正確さと精度
- 迅速な検査(数秒以内)
- 深部まで検査可能
- 非破壊検査
サーモグラフィ法は赤外線技術に基づいており、赤外線カメラでデータを記録しながら表面からの熱放射の違いを観察することで、材料の表面下の構造に関するデータを得ることができます。この放射は、材料内の熱伝導に依存します。熱移動を生じさせる方法に応じて、サーモグラフィ法はパッシブ法とアクティブ法に分けられます。アクティブサーモグラフィでは、電磁放射または超音波(超音波振動とも呼ばれます)を用いた外部エネルギーによる励起によって熱移動を開始でき、その熱移動は、熱伝導率、熱拡散率、密度、含水率などの材料の物理的特性に依存します。表面下の欠陥が材料の他の部分よりも高い断熱性を持つ場合、その欠陥は熱移動を妨げる障壁として作用するため、欠陥の上にある表面の放射率が高くなります(Meinlschmidt, 2005)。
超音波励起サーモグラフィ(UET)は、振動サーモグラフィの一種です(Maldague 2001)。多くのサーモグラフィ法とは異なり、超音波励起サーモグラフィは接触式の方法です。機械波によって対象物を励起するために、ソノトロードを試験片に物理的に接触させます。亀裂および/またはその他の接合剥離箇所では、摩擦によって局所的に熱が発生し、機械エネルギーが熱エネルギーに直接変換されます(Maldague 2001)。こうして開始された熱移動により、対象物の表面から熱が放射されます。局所的な温度上昇はミリ秒単位の時間内に生じ、赤外線カメラによって、暗い背景上の明るい赤外線源として画像化されます。(Cho et al. 2007)。
超音波装置 UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
文献・参考資料
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): 超音波励起サーモグラフィによる管内部の欠陥検出。Nuclear Engineering and Technology 37:637–646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): 木材接着部の超音波励起サーモグラフィ – 検査方法の開発。Holztechnologie 49:42–47.
- Meinlschmidt P. (2005): 木材および木質材料の欠陥のサーモグラフィによる検出。第14回木材の非破壊検査国際シンポジウム論文集、ハノーファー、ドイツ。
- Popovic D. (2015): オンラインサーモグラフィおよび超音波励起サーモグラフィによるオーク材ラメラの亀裂検出と分類。修士論文 – Lula University of Technology、スウェーデン、2015。
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): オンラインサーモグラフィおよび超音波励起サーモグラフィによるオーク材ラメラの亀裂検出と分類。Pro Ligno, 11(4): 464–470.
![超音波装置UIP1000は、木材構造の欠陥と亀裂の検出に使用されました。[Popovic D. (2015): オンラインサーモグラフィおよび超音波励起サーモグラフィによるオーク材ラメラの亀裂検出と分類。修士論文 2015 ]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-excited-thermography-experimental-setup-UIP1000-D.Popovic-MasterThesis-2015-1-600x513.jpg)
![木材構造の亀裂および接合剥離を非破壊で検出するための超音波励起サーモグラフィ。[参考文献: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): オンラインサーモグラフィおよび超音波励起サーモグラフィによるオーク材ラメラの亀裂検出と分類。Pro Ligno, 11(4): 464–470.]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-thermography-precision-Popovic-et-al.-ProLigno-2015-600x73.png)