Nieniszczące wykrywanie pęknięć za pomocą termografii ultradźwiękowej
- Termografia wzbudzana ultradźwiękami (znana również jako wibrotermografia) jest metodą o przewadze nad innymi metodami wykrywania pęknięć w deskach, panelach i powierzchniach drewnianych.
- Termografia ultradźwiękowa zapewnia wysoce dokładne, precyzyjne i szybkie wykrywanie bez niszczenia badanego materiału.
- Jako nieniszcząca metoda wykrywania wibrotermografia ultradźwiękowa przewyższa termografię on-line pod względem dokładności.
Wykrywanie pęknięć i wad za pomocą termografii ultradźwiękowej
Zalety wykrywania za pomocą termografii ultradźwiękowej:
- Wysoka dokładność i precyzja
- Szybka kontrola (w ciągu kilku sekund lub krócej)
- Duża głębokość badania
- Badania nieniszczące
Metody termograficzne opierają się na technologii podczerwieni i mogą dostarczać danych o strukturze materiału pod powierzchnią poprzez obserwację różnic w emisji cieplnej z powierzchni przy użyciu kamer podczerwieni do rejestracji danych. Emisja zależy od przewodzenia ciepła w materiale. W zależności od sposobu wywoływania przepływu ciepła metody termograficzne dzielą się na pasywne i aktywne. W termografii aktywnej przepływ ciepła można zainicjować poprzez wzbudzenie energią zewnętrzną z wykorzystaniem promieniowania elektromagnetycznego lub ultradźwięków (zwanych również drganiami ultradźwiękowymi) i zależy on od właściwości fizycznych materiału, takich jak przewodność cieplna i dyfuzyjność cieplna, gęstość, zawartość wilgoci itp. Jeżeli wada pod powierzchnią ma lepsze właściwości izolacyjne niż pozostała część materiału, stanowi ona barierę dla przepływu ciepła, przez co emisyjność powierzchni nad wadą jest wyższa (Meinlschmidt, 2005).
Termografia wzbudzana ultradźwiękami (UET) jest odmianą wibrotermografii (Maldague 2001). W przeciwieństwie do większości metod termograficznych termografia wzbudzana ultradźwiękami jest metodą kontaktową. Sonotrodę doprowadza się do fizycznego kontaktu z badaną próbką, aby wzbudzić obiekt falą mechaniczną. Ciepło powstaje lokalnie w pęknięciach i/lub innych miejscach utraty połączenia wskutek tarcia, gdzie zachodzi bezpośrednia przemiana energii mechanicznej w energię cieplną (Maldague 2001). Zainicjowany przepływ ciepła powoduje emisję ciepła z powierzchni obiektu. Lokalny wzrost temperatury następuje w ciągu milisekund i jest obrazowany przez kamerę podczerwieni jako jasne źródło promieniowania podczerwonego na ciemnym tle. (Cho i in. 2007).
Urządzenie ultradźwiękowe UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
Porównanie dokładności i precyzji z marginesami błędu dla dwóch metod: termografii on-line i termografii ultradźwiękowej. Badania Popovic i in. 2015.
Literatura / źródła
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): Wykrywanie wad wewnątrz rury za pomocą termografii wzbudzanej ultradźwiękami. Nuclear Engineering and Technology 37:637–646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Termografia wzbudzana ultradźwiękami w badaniu połączeń klejonych drewna – opracowanie metody badawczej. Holztechnologie 49:42–47.
- Meinlschmidt P. (2005): Termograficzne wykrywanie wad w drewnie i materiałach drewnopochodnych. Materiały 14. międzynarodowego sympozjum dotyczącego badań nieniszczących drewna, Hanower, Niemcy.
- Popovic D. (2015): Wykrywanie i klasyfikacja pęknięć w lamelach dębowych za pomocą termografii on-line i termografii wzbudzanej ultradźwiękami. Praca magisterska – Lula University of Technology, Szwecja, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Wykrywanie i klasyfikacja pęknięć w lamelach dębowych za pomocą termografii on-line i termografii wzbudzanej ultradźwiękami. Pro Ligno, 11(4): 464–470.
![Urządzenie ultradźwiękowe UIP1000 wykorzystano do wykrywania wad i pęknięć w strukturach drewnianych. [ Popovic D. (2015): Wykrywanie i klasyfikacja pęknięć w lamelach dębowych za pomocą termografii on-line i termografii wzbudzanej ultradźwiękami. Praca magisterska 2015 ]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-excited-thermography-experimental-setup-UIP1000-D.Popovic-MasterThesis-2015-1-600x513.jpg)