Термографическое обследование - Thermographic inspection

Термографическое обследование относится к неразрушающий контроль деталей, материалов или систем посредством визуализации тепловых структур на поверхности объекта. Строго говоря, термин термография Само по себе относится ко всем методам термографического контроля, независимо от физических явлений, используемых для отслеживания тепловых изменений. Например, нанесение термочувствительного покрытия на поверхность для измерения ее температуры является контактной техникой для термографического контроля, основанной на теплопроводности, когда не используется инфракрасный датчик. Инфракрасная термография с другой стороны, это неразрушающее, ненавязчивое, бесконтактное отображение тепловых образов или «термограмм» на поверхности объектов. [1] с помощью какого-то инфракрасного детектора.

Кроме того, существует два подхода к термографическому контролю: (1) пассивный, в которых интересующие объекты имеют естественную температуру выше или ниже, чем фон, например: наблюдение за людьми на месте происшествия; и (2) активный, при котором требуется источник энергии для создания теплового контраста между интересующим элементом и фоном, например: деталь самолета с внутренними дефектами.

По сравнению с другими классическими неразрушающий контроль такие методы, как ультразвуковой контроль или радиографическое исследование, термографический контроль является безопасным, ненавязчивым и бесконтактным, что позволяет обнаруживать относительно мелкие подповерхностные дефекты (глубиной несколько миллиметров) под большими поверхностями (обычно 30x30 см).2 сразу, хотя возможен осмотр больших поверхностей) и быстро (от долей секунды до нескольких минут в зависимости от конфигурации, см. ниже).

Существует много других широко используемых терминов, относящихся к инфракрасной термографии, выбор того или иного термина зависит от биографии и предпочтений автора. Например, видеотермография и тепловидение привлекают внимание к тому факту, что получается последовательность изображений, и ее можно просмотреть как фильм. Эхо-импульсная термография и тепловизионная визуализация[2][3][4][5] приняты, чтобы подчеркнуть волновую природу тепла. Импульсная видеотермография,[6][7] транзиентная термография,[8][9][10] и импульсная термография используются, когда образец стимулируется коротким энергетическим импульсом.[11]

Методы

Техника инфракрасной термографии

Для создания теплового контраста между дефектными и исправными зонами можно использовать самые разные источники энергии, которые можно разделить на внешние, если энергия доставляется к поверхности и затем распространяется через материал, пока не встретит дефект; или внутренний, если энергия вводится в образец, чтобы стимулировать исключительно дефекты. Обычно внешнее возбуждение осуществляется с помощью оптических устройств, таких как фотографические вспышки (для импульсной стимуляции тепла) или галогенные лампы (для периодического нагрева), тогда как внутреннее возбуждение может быть достигнуто с помощью механических колебаний, с помощью звукового или ультразвукового преобразователя.[12] как для импульсной, так и для амплитудно-модулированной стимуляции.[13]

Как показано на рисунке, существует три классических активные термографические методы основанные на этих двух режимах возбуждения: синхронная (или модулированная) термография и импульсная термография, которые представляют собой оптические методы, применяемые извне; и вибротермография,[14] который использует ультразвуковые волны (модулированные по амплитуде или импульсы) для возбуждения внутренних функций. В вибротермографии внешний источник механической энергии вызывает разницу температур между дефектными и исправными участками объекта. В этом случае разница температур является основным фактором, вызывающим излучение широкого электромагнитного спектра инфракрасного излучения, невидимого человеческому глазу. Затем места дефектов могут быть обнаружены инфракрасными камерами в процессе картирования распределения температуры на поверхности объекта.[14]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Maldague XPV, Джонс Т.С., Каплан Х., Маринетти С. и Пристей М. «Глава 2: Основы инфракрасных и тепловых испытаний: Часть 1. Принципы инфракрасных и тепловых испытаний» в Справочнике по неразрушающему контролю, Инфракрасные и тепловые испытания, Том 3 , X. Maldague Technical ed., PO Moore ed., 3-е издание, Columbus, Ohio, ASNT Press, 2001, 718 p.
  2. ^ Фавро Л. Д. и Хан X. 1998, «Тепловолновая характеристика материалов и тепловое изображение», в Бирнбаум Г., Олд Б. А. (ред.): Измерение для определения характеристик материалов, обработки и производства, ASNT TONES, 1: 399-415.
  3. ^ Хан X., Фавро Л.Д., Куо П.К. и Томас Р.Л. 1996, «Раннее импульсно-эхо-тепловое изображение», в DO Thompson и DE Chimenti (ed.): Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation, 15: 519-524 .
  4. ^ Фавро Л. Д., Хань Х., Ван Й., Куо П. К. и Томас Р. Л. 1995, «Импульсно-эхо-тепловое изображение», в обзоре прогресса в количественной неразрушающей оценке, D.O. Томпсон и Д. Chimenti (ed.), 14: 425-429.
  5. ^ Фавро Л. Д., Хан Х, Куо П. К. и Томас Р. Л. 1995, «Визуализация поведения отраженных импульсов тепловых волн в раннем времени», Proc. SPIE, Thermosense XVII, 2473: 162-166.
  6. ^ Милн Дж. М. и Рейнольдс В. Н. 1984, «Неразрушающая оценка композитов и других материалов с помощью термоимпульсной видеотермографии», Proc. SPIE, Thermosense VII, 520: 119-122.
  7. ^ Рейнольдс, В. Н. (1986). «Применение термографических методов к промышленным материалам». Канадский журнал физики. Канадское научное издательство. 64 (9): 1150–1154. Дои:10.1139 / p86-200. ISSN  0008-4204.
  8. ^ Almond, D.P .; Лау, С. К. (1994). «Определение размеров дефектов методом нестационарной термографии. I. Аналитическая обработка». Журнал физики D: Прикладная физика. 27 (5): 1063–1069. Дои:10.1088/0022-3727/27/5/027. ISSN  0022-3727.
  9. ^ Almond, D.P .; Лау, С. К. (1993-06-21). «Краевые эффекты и метод определения размеров дефектов для нестационарной термографии». Письма по прикладной физике. Издательство AIP. 62 (25): 3369–3371. Дои:10.1063/1.109074. ISSN  0003-6951.
  10. ^ Saintey, M. B .; Алмонд, Д. П. (декабрь 1995 г.). «Определение размеров дефектов методом нестационарной термографии. II. Численная обработка». Журнал физики D: Прикладная физика. 28 (12): 2539–2546. Дои:10.1088/0022-3727/28/12/023. ISSN  0022-3727.
  11. ^ Паркер, В. Дж .; Jenkins, R.J .; Butler, C.P .; Эбботт, Г. Л. (1 сентября 1961 г.). «Флэш-метод определения температуропроводности, теплоемкости и теплопроводности». Журнал прикладной физики. 32 (9): 1679–1684. Дои:10.1063/1.1728417. ISSN  0021-8979.
  12. ^ Реншоу Дж., Чен Дж. К., Холланд С. Д. и Томпсон Р. Б. 2011, «Источники тепловыделения в вибротермографии», NDT & E International, 44 (8): 736-739.
  13. ^ Ирана, Егор. «Клипсовые тепловизоры». Получено 6 ноября 2019.
  14. ^ а б Парваси, Сейед Мохаммад; Сюй, Чанхан; Конг, Цинчжао; Song, Gangbing (3 апреля 2016 г.). «Обнаружение множественных тонких поверхностных трещин с помощью вибротермографии с маломощным ультразвуковым приводом на основе пьезокерамики - численное исследование с экспериментальной проверкой». Умные материалы и конструкции. 25 (5): 055042. Дои:10.1088/0964-1726/25/5/055042. ISSN  0964-1726.

внешние ссылки