Oförstörande sprickdetektering med ultraljudstermografi
- Ultraljudsexciterad termografi (även kallad vibrotermografi) är en överlägsen metod för att detektera sprickor i träbrädor, paneler och ytor.
- Ultraljudstermografi ger snabb detektering med mycket hög riktighet och precision utan att förstöra det undersökta materialet.
- Som oförstörande detekteringsmetod överträffar ultraljudsvibrotermografi onlinetermografi i riktighet.
Detektering av sprickor och defekter med ultraljudstermografi
Fördelar med detektering med ultraljudstermografi:
- Hög riktighet och precision
- Snabb inspektion (på några sekunder eller mindre)
- Stort inspektionsdjup
- Oförstörande provning
Termografiska metoder bygger på infraröd teknik och kan ge information om ett materials struktur under ytan genom att observera skillnader i värmestrålning från ytan med hjälp av infraröda kameror som registrerar informationen. Strålningen beror på värmeledningen i materialet. Beroende på hur värmeöverföringen genereras delas termografiska metoder in i passiva och aktiva. Vid aktiv termografi kan värmeöverföringen initieras genom extern energitillförsel med elektromagnetisk strålning eller ultraljud (även kallat ultraljudsvibrationer) och är beroende av materialets fysikaliska egenskaper, såsom värmeledningsförmåga och termisk diffusivitet, densitet, fukthalt etc. Om en defekt under ytan har bättre isolerande egenskaper än resten av materialet fungerar defekten som en barriär för värmeöverföringen, så att emissiviteten från ytan ovanför defekten är högre (Meinlschmidt, 2005).
![Ultraljudsapparaten UIP1000 användes för att detektera defekter och sprickor i träkonstruktioner. [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)
Försöksuppställning för ultraljudsexciterad termografi – Forskning av D. Popovic 2015
Ultraljudsexciterad termografi (UET) är en variant av vibrotermografi (Maldague 2001). Till skillnad från de flesta termografiska metoder är ultraljudsexciterad termografi en kontaktmetod. En sonotrod förs i fysisk kontakt med en provkropp för att excitera objektet med en mekanisk våg. Värme genereras lokalt i sprickorna och/eller andra bindningssläpp genom friktion, där mekanisk energi omvandlas direkt till värmeenergi (Maldague 2001). Den initierade värmeöverföringen resulterar i värmestrålning från objektets yta. En lokal temperaturökning uppnås inom millisekunder och avbildas av en infraröd kamera som en ljus IR-källa mot en mörk bakgrund. (Cho et al. 2007).
Ultraljudsapparat UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
![Ultraljudsexciterad termografi för oförstörande detektering av sprickor och bindningssläpp i träkonstruktioner. [Referens: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Detektering och klassificering av sprickor i eklameller med onlinetermografi och ultraljudsexciterad termografi. Pro Ligno, 11(4): 464–470.]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-thermography-precision-Popovic-et-al.-ProLigno-2015.png)
Jämförelse av riktighet och precision med felmarginaler för de två metoderna, onlinetermografi och ultraljudstermografi. Forskning av Popovic et al. 2015.
Litteratur/referenser
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): Detektering av defekter inuti ett rör med ultraljudsexciterad termografi. Nuclear Engineering and Technology 37:637–646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): Ultraljudsexciterad termografi på limfogar i trä – Utveckling av en provningsmetod. Holztechnologie 49:42–47.
- Meinlschmidt P. (2005): Termografisk detektering av defekter i trä och träbaserade material. Konferenspublikation från det 14:e internationella symposiet om oförstörande provning av trä, Hannover, Tyskland.
- Popovic D. (2015): Detektering och klassificering av sprickor i eklameller med onlinetermografi och ultraljudsexciterad termografi. Masteruppsats – Lula University of Technology Sverige, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Detektering och klassificering av sprickor i eklameller med onlinetermografi och ultraljudsexciterad termografi. Pro Ligno, 11(4): 464–470.