Неразрушающее обнаружение трещин с помощью ультразвуковой термографии
- Термография с ультразвуковым возбуждением (также известная как вибротермография) – более совершенный метод обнаружения трещин в деревянных досках, панелях и поверхностях.
- Ультразвуковая термография обеспечивает высокую точность, прецизионность и быстроту обнаружения без разрушения исследуемого материала.
- Как неразрушающий метод обнаружения ультразвуковая вибротермография превосходит онлайн-термографию по точности.
Обнаружение трещин и дефектов с помощью ультразвуковой термографии
Преимущества обнаружения с помощью ультразвуковой термографии:
- Высокая точность и прецизионность
- Быстрый контроль (за несколько секунд или меньше)
- Большая глубина контроля
- Неразрушающий контроль
Методы термографии основаны на инфракрасной технологии и могут предоставлять данные о подповерхностной структуре материала посредством наблюдения за различиями в тепловом излучении поверхности с использованием инфракрасных камер для регистрации данных. Излучение зависит от теплопроводности материала. В зависимости от способа создания теплопереноса методы термографии подразделяются на пассивные и активные. В активной термографии теплоперенос может быть инициирован внешним энергетическим возбуждением с помощью электромагнитного излучения или ультразвука (также называемого ультразвуковыми колебаниями) и зависит от физических свойств материала, таких как теплопроводность и температуропроводность, плотность, содержание влаги и т. д. Если дефект под поверхностью обладает лучшими теплоизоляционными свойствами, чем остальной материал, он действует как барьер для теплопереноса, поэтому излучательная способность поверхности над дефектом выше (Meinlschmidt, 2005).
Экспериментальная установка для термографии с ультразвуковым возбуждением – исследование D. Popovic, 2015
Термография с ультразвуковым возбуждением (UET) является разновидностью вибротермографии (Maldague 2001). В отличие от большинства методов термографии, термография с ультразвуковым возбуждением является контактным методом. Сонотрод приводят в физический контакт с исследуемым образцом, чтобы возбудить объект механической волной. Тепло образуется локально в трещинах и/или других нарушениях соединения за счёт трения, при котором происходит прямое преобразование механической энергии в тепловую (Maldague 2001). Инициированный теплоперенос приводит к тепловому излучению с поверхности объекта. Локальное повышение температуры достигается за миллисекунды и отображается инфракрасной камерой как яркий источник ИК-излучения на тёмном фоне. (Cho et al. 2007).
Ультразвуковое устройство UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
Сравнение точности и прецизионности с пределами погрешности для двух методов: онлайн-термографии и ультразвуковой термографии. Исследование Popovic et al. 2015.
Литература и источники
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): Обнаружение дефектов внутри трубы с помощью термографии с ультразвуковым возбуждением. Nuclear Engineering and Technology 37:637–646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Термография с ультразвуковым возбуждением для клеевых соединений древесины – разработка метода контроля. Holztechnologie 49:42–47.
- Meinlschmidt P. (2005): Термографическое обнаружение дефектов в древесине и материалах на её основе. Труды 14-го международного симпозиума по неразрушающему контролю древесины, Ганновер, Германия.
- Popovic D. (2015): Обнаружение и классификация трещин в дубовых ламелях с помощью онлайн-термографии и термографии с ультразвуковым возбуждением. Магистерская диссертация – Lula University of Technology, Швеция, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Обнаружение и классификация трещин в дубовых ламелях с помощью онлайн-термографии и термографии с ультразвуковым возбуждением. Pro Ligno, 11(4): 464–470.