به کارگیری حرارت‌نگاری مدوله شده جهت شناسایی عیوب در ورق های پلیمری

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، پردیس دانشکده های فنی، دانشگاه تهران

2 دانشیار، پژوهشکده مواد و انرژی

چکیده

روش حرارت‌نگاری، یکی از روش‌های نوین، سریع و نسبتا ارزان‌قیمت جهت انجام آزمون غیرمخرب می‌باشد. در این روش، قطعه‌کار مورد توسط منبع گرمایی تحت گرمایش قرار می‌گیرد و تصاویر این فرآیند، توسط دوربین حرارتی ذخیره می‌گردند. در حرارت‌نگاری مدوله ، از اختلاف زمان انتقال حرارت در قطعه کار در منطقه سالم و معیوب استفاده می‌گردد. در این تحقیق، امکان‌سنجی انجام این روش بر روی قطعه‌کار پلاستیکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده نشان دادند که عیوب عمیق‌تر و کوچک‌تر، در تصویر حاصل از تحلیل دامنه موج گرمایی بهتر مشخص می‌شوند. همچنین مشخص گردید کیفیت تصاویر فازی نسبت به تصاویر دامنه بالاتر هستند و کمتر تحت تأثیر شرایط آزمایش همچون گرمایش نامتقارن و بازتابش نور قرار می‌گیرد. با بهینه‌سازی شرایط آزمایش، می‌توان با استفاده از تصاویر دامنه، عیوب رو به‌خوبی نمایش داد. همچنین از دو فرکانس متفاوت بافاصله نسبتاً زیاد 0.5 Hz و 1 Hz استفاده شد تا حدود مناسب فرکانس برای قطعه‌کار به دست آید. به دلیل انتقال حرارت مناسب، استفاده از فرکانس پایین‌تر در آزمایش توصیه می‌شود تا فاصله زمانی مناسب‌تری برای تشخیص عیوب وجود داشته باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using of Modulated Thermography for Nondestructive Testing of Polymer Plates

نویسندگان [English]

  • Reza Khoshkbary 1
  • Mohammadreza Farahani 1
  • Majid Safarabadi 1
  • Saeed Asghari 2
1 School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran
2 Associate Professor, Institute of materials and energy
چکیده [English]

Thermography is one of the new, fast and low-cost methods for nondestructive testing. In this method, the workpiece is subjected to heating under the modulated heat source, and the images of the process are stored by the thermal camera. In this research, the feasibility of this method was performed on a plastic cutter. The results showed that deeper and smaller defects are better identified in the image of the amplitude of the heat wave amplitude. It was also found that the quality of phase images is higher than the image of the domain and is less affected by the test conditions, such as asymmetric heating and light reflection. By optimizing the test conditions, the defects can be displayed with the use of domain images. Also, two different frequencies with a relatively high spacing of 0.5 Hz and 1 Hz were used to obtain a suitable frequency for the workpiece. Due to the appropriate heat transfer, lower frequency use in the test is recommended to provide a more appropriate time interval for detecting defects.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Thermography
  • Modulated
  • Nondestructive Test
  • Defect
  • Polymer

 1- I. Aerodinamica and N. Naples, “IRIE’ 76 UNSTEADY THERMOTOPOGRAPHY IN NON-DESTRUCTIVE TESTING Giovanni IVIaria Carlomagno and Pier Giorgio Berardi,” vol. 15, no. 1, 1976.

2- G. Busse, D. Wu, and W. Karpen, “Thermal wave imaging with phase sensitive modulated thermography,” J. Appl. Phys., vol. 71, no. 8, pp. 3962–3965, 1992.

3- G. Giorleo and C. Meola, “Comparison between pulsed and modulated thermography in glass-epoxy laminates,” NDT E Int., vol. 35, no. 5, pp. 287–292, 2002.

4- Nordal P. E. and Kanstand S. O, “Photo thermal radiometry,” Phys. Scr., vol. 20, pp. 659–662, 1979.

5- G. Busse, “Techniques of infrared thermography,” in Nondestructive Handbook, Infrared and Thermal Testing, 2001.

6- D. Wu and G. Busse, “Lock-in thermography for nondestructive evaluation of materials,” Rev. Gen. Therm., vol. 37, pp. 693–703, 1998.

7- Favro L. D. and Han X, “Thermal Wave Materials Characterization and Thermal Wave,” in Sensing for Materials Characterization, Processing and Manufacuring, ASNT TONES, 1998, pp. 399–415.

8- J. Liu, W. Yang, and J. Dai, “Research on thermal wave processing of lock-in thermography based on analyzing image sequences for NDT,” Infrared Phys. Technol., vol. 53, no. 5, pp. 348–357, 2010.

9- G. Busse, D. Wu, and W. Karpen, “Thermal wave imaging with phase sensitive modulated thermography,” J. Appl. Phys., vol. 71, no. 8, pp. 3962–3965, 1992.

10- C. Krapez, “Compared performances of four algorithms used for modulation thermography,” QIRT, Eurotherm Semin. 60, no. April, 1998.

11- W. Y. Junyan Liu, Jingmin Dai, “An IR Lock-in Thermography Nondestructive Test System Based on the Image Sequence Processing,” in 17WCNDT, 2008.

12- Bracewell R., The Fourier Transform and its Applications. USA: McGraw-Hill, 1965.

13- J. W. Cooley and J. W. Tukey, “An Algorithm for the Machine Calculation of Complex Fourier Series,” Math. Comput. vol. 19, no. 90, p. 297, 1965.