Niet-destructieve detectie van scheuren met ultrageluid-thermografie
- Thermografie met ultrageluid (ook bekend als vibrothermografie) is een superieure methode voor het detecteren van scheuren in houten platen, panelen en oppervlakken.
- Ultrasone thermografie biedt een zeer nauwkeurige, precieze en snelle detectie zonder het geïnspecteerde materiaal te beschadigen.
- Als niet-destructieve detectiemethode overtreft de ultrasone vibrothermografie de nauwkeurigheid van de online thermografie.
Opsporen van scheuren en gebreken met ultrasone thermografie
Voordelen van ultrasone thermografische detectie:
- Hoge nauwkeurigheid en precisie
- Snelle inspectie (in een paar seconden of minder)
- Diep inspectiebereik
- Niet-destructief testen
Thermografiemethoden zijn gebaseerd op infraroodtechnologie en kunnen gegevens verschaffen over de suboppervlaktestructuur van een materiaal door verschillen in thermische emissie van het oppervlak waar te nemen met behulp van infraroodcamera's om de gegevens op te nemen. De emissie is afhankelijk van de warmtegeleiding in het materiaal. Afhankelijk van de manier waarop de warmteoverdracht wordt gegenereerd, worden thermografiemethoden onderverdeeld in passief en actief. Bij actieve thermografie kan de warmteoverdracht worden geïnitieerd door externe energieprikkeling met elektromagnetische straling of ultrasoon geluid (ook ultrasone trillingen genoemd) en is deze afhankelijk van de fysische eigenschappen van het materiaal, zoals warmtegeleiding en -diffusie, dichtheid, vochtgehalte enz. Als een defect onder het oppervlak betere isolerende eigenschappen heeft dan de rest van het materiaal, werkt het defect als een barrière voor de warmteoverdracht, zodat de emissiviteit van het oppervlak boven het defect hoger is (Meinlschmidt, 2005).
Ultrasone opgewekte thermografie (UET) is een variant van vibrothermografie (Maldague 2001). In tegenstelling tot de meeste thermografiemethoden is ultrasone thermografie een contactmethode. Een sonotrode wordt in fysiek contact gebracht met een teststuk om het object te prikkelen met een mechanische golf. Door wrijving wordt lokaal warmte opgewekt in de scheuren en/of andere disbindingen waar een directe omzetting van mechanische in thermische energie plaatsvindt (Maldague 2001). De geïnitieerde warmteoverdracht resulteert in warmteafgifte van het oppervlak van het voorwerp. Een lokale temperatuurstijging wordt binnen milliseconden bereikt en wordt door een infraroodcamera afgebeeld als een heldere IR-bron op een donkere achtergrond. (Cho et al. 2007).

Ultrasoon apparaat UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
![Ultrasoon geëxiteerde thermografie voor niet-destructieve detectie van scheuren en disbindingen in houtconstructies. [Referentie: 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-2015-600x73.png)
Vergelijking van nauwkeurigheid en precisie met foutmarges voor de twee methoden, online en ultrasone thermografie. Onderzoek door Popovic et al. 2015.
Literatuur/referenties
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): Defectdetectie binnen een pijp met behulp van ultrasone thermografie. Nuclear Engineering and Technology 37:637-646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Ultraschallangeregte Thermographie an Holzverklebungen – Ontwikkeling van een Prüfmethode. Holztechnologie 49:42-47.
- Meinlschmidt P. (2005): Thermografische detectie van gebreken in hout en materialen op houtbasis. Proc. van het 14e internationale Symposium over niet-destructief onderzoek van hout, Hannover, Duitsland.
- Popovic D. (2015): Scheurdetectie en classificatie van eiken lamellen met behulp van online en ultrageluid opgewekte thermografie. Masterproef – Lula University of Technology Zweden, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Scheurdetectie en classificatie van eiken lamellen met behulp van online en ultrageluid opgewekte thermografie. Pro Ligno, 11(4): 464-470.