การตรวจหารอยร้าวแบบไม่ทำลายด้วยการถ่ายภาพความร้อนโดยใช้อัลตราซาวนด์
- การถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ (หรือที่เรียกว่าการถ่ายภาพความร้อนจากการสั่น) เป็นวิธีที่เหนือกว่าสำหรับการตรวจหารอยร้าวในกระดานไม้ แผ่นไม้ และพื้นผิวไม้
- การถ่ายภาพความร้อนด้วยอัลตราซาวนด์ช่วยให้ตรวจหาได้อย่างถูกต้องและเที่ยงตรงสูง ทั้งยังรวดเร็ว โดยไม่ทำลายวัสดุที่ตรวจสอบ
- ในฐานะวิธีตรวจหาแบบไม่ทำลาย การถ่ายภาพความร้อนจากการสั่นด้วยอัลตราซาวนด์มีความถูกต้องเหนือกว่าการถ่ายภาพความร้อนแบบออนไลน์
การตรวจหารอยร้าวและข้อบกพร่องด้วยการถ่ายภาพความร้อนโดยใช้อัลตราซาวนด์
ข้อดีของการตรวจหาด้วยการถ่ายภาพความร้อนโดยใช้อัลตราซาวนด์:
- ความถูกต้องและความเที่ยงสูง
- ตรวจสอบได้รวดเร็ว (ภายในไม่กี่วินาทีหรือน้อยกว่า)
- ตรวจสอบได้ลึก
- การทดสอบแบบไม่ทำลาย
วิธีการถ่ายภาพความร้อนอาศัยเทคโนโลยีอินฟราเรด และสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างใต้พื้นผิวของวัสดุได้ โดยสังเกตความแตกต่างของการแผ่รังสีความร้อนจากพื้นผิว และใช้กล้องอินฟราเรดบันทึกข้อมูล การแผ่รังสีนี้ขึ้นอยู่กับการนำความร้อนภายในวัสดุ วิธีการถ่ายภาพความร้อนแบ่งเป็นแบบพาสซีฟและแบบแอกทีฟตามวิธีที่ทำให้เกิดการถ่ายเทความร้อน ในการถ่ายภาพความร้อนแบบแอกทีฟ สามารถเริ่มการถ่ายเทความร้อนได้ด้วยการกระตุ้นจากพลังงานภายนอกโดยใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรืออัลตราซาวนด์ (หรือที่เรียกว่าการสั่นด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์) และการถ่ายเทความร้อนนี้ขึ้นอยู่กับสมบัติทางกายภาพของวัสดุ เช่น สภาพนำความร้อนและสัมประสิทธิ์การแพร่ความร้อน ความหนาแน่น ปริมาณความชื้น เป็นต้น หากข้อบกพร่องใต้พื้นผิวมีสมบัติเป็นฉนวนดีกว่าส่วนอื่นของวัสดุ ข้อบกพร่องนั้นจะทำหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางการถ่ายเทความร้อน ทำให้สภาพเปล่งรังสีจากพื้นผิวเหนือข้อบกพร่องสูงกว่า (Meinlschmidt, 2005)
การถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ (UET) เป็นรูปแบบหนึ่งของการถ่ายภาพความร้อนจากการสั่น (Maldague 2001) การถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีแบบสัมผัส ซึ่งแตกต่างจากวิธีการถ่ายภาพความร้อนส่วนใหญ่ โดยนำโซโนโทรดมาสัมผัสกับชิ้นทดสอบโดยตรง เพื่อกระตุ้นวัตถุด้วยคลื่นเชิงกล ความร้อนเกิดขึ้นเฉพาะจุดในรอยร้าวและ/หรือบริเวณอื่นที่พันธะยึดติดหลุดออกจากกันเนื่องจากแรงเสียดทาน ซึ่งเป็นบริเวณที่พลังงานกลเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อนโดยตรง (Maldague 2001) การถ่ายเทความร้อนที่เริ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดการแผ่รังสีความร้อนจากพื้นผิวของวัตถุ อุณหภูมิเฉพาะจุดเพิ่มขึ้นภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที และกล้องอินฟราเรดจะถ่ายภาพบริเวณนั้นเป็นแหล่งรังสีอินฟราเรดที่สว่างบนพื้นหลังมืด (Cho et al. 2007)
เครื่องอัลตราซาวนด์ UIP1000hdT (1kW, 20kHz)
การเปรียบเทียบความถูกต้องและความเที่ยง พร้อมขอบเขตความคลาดเคลื่อนของทั้งสองวิธี ได้แก่ การถ่ายภาพความร้อนแบบออนไลน์และการถ่ายภาพความร้อนด้วยอัลตราซาวนด์ งานวิจัยโดย Popovic และคณะ 2015.
วรรณกรรม/เอกสารอ้างอิง
- Cho J., Seo Y., Jung S., Kim S., Jung H. (2007): การตรวจหาข้อบกพร่องภายในท่อโดยใช้การถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ Nuclear Engineering and Technology 37:637-646.
- Lukowsky D., Meinlschmidt P., Grote W. (2008): การถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับรอยต่อไม้ที่ยึดด้วยกาว – การพัฒนาวิธีทดสอบ Holztechnologie 49:42-47.
- Meinlschmidt P. (2005): การตรวจหาข้อบกพร่องในไม้และวัสดุที่มีไม้เป็นส่วนประกอบด้วยการถ่ายภาพความร้อน รายงานการประชุมวิชาการนานาชาติครั้งที่ 14 ว่าด้วยการทดสอบไม้แบบไม่ทำลาย ฮันโนเวอร์ เยอรมนี
- Popovic D. (2015): การตรวจหาและจำแนกรอยร้าวในแผ่นไม้โอ๊กโดยใช้การถ่ายภาพความร้อนแบบออนไลน์และการถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ วิทยานิพนธ์ปริญญาโท – Lula University of Technology ประเทศสวีเดน, 2015.
- Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): การตรวจหาและจำแนกรอยร้าวในแผ่นไม้โอ๊กโดยใช้การถ่ายภาพความร้อนแบบออนไลน์และการถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ Pro Ligno, 11(4): 464-470.
![เครื่องอัลตราซาวนด์ UIP1000 ถูกใช้เพื่อตรวจหาข้อบกพร่องและรอยร้าวในโครงสร้างไม้ [ Popovic D. (2015): การตรวจหาและจำแนกรอยร้าวในแผ่นไม้โอ๊กโดยใช้การถ่ายภาพความร้อนแบบออนไลน์และการถ่ายภาพความร้อนที่กระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ วิทยานิพนธ์ปริญญาโท 2015 ]](https://www.hielscher.com/wp-content/uploads/Ultrasound-excited-thermography-experimental-setup-UIP1000-D.Popovic-MasterThesis-2015-1-600x513.jpg)