Name: Localización del defecto subsuperficial mediante calentamiento estructurado mediante termografía fototérmica proyectada con láser (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 34 s
Description: Aprende a localizar defectos subsuperficiales en acero mediante termografía fototérmica con láser y calentamiento estructurado. Esta técnica no destructiva ofrece alta sensibilidad para evaluar la integridad de materiales.

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Nos gustaría agradecer a Taarna Studemund y Hagen Wendler por tomar fotografías de la configuración experimental, así como prepararlos para la publicación de la figura. Además, queremos agradecer a Anne Hildebrandt por la preparación de la muestra y Sreedhar Unnikrishnakurup, Alexander Battig y Felix Fritzsche por la corrección de pruebas.

<ol><li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4963139?journalCode=apl">Laser-projected photothermal thermography using thermal wave field interference for subsurface defect characterization.</a> Appl. Phys. Lett. 109 (12), 123504(2016).</li>
<li>Ibarra-Castanedo, C., Tarpani, J. R., Maldague, X. P. V. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807/34/6/S91/meta">Nondestructive testing with thermography.</a> Eur. J. Phys. 34 (6), 91-109 (2013).</li>
<li>Maldague, X. P. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/228794492_Introduction_to_NDT_by_active_infrared_thermography">Introduction to NDT by active infrared thermography.</a> Mater. Eval. 60 (9), 1060-1073 (2002).</li>
<li>Li, T., Almond, D. P., Rees, D. A. S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869510001076">Crack imaging by scanning pulsed laser spot thermography.</a> Ndt&E Int. 44 (2), 216-225 (2011).</li>
<li>Lugin, S. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963869513000315">Detection of hidden defects by lateral thermal flows.</a> Ndt&E Int. 56, 48-55 (2013).</li>
<li>Li, T., Almond, D. P., Rees, D. A. S. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0957-0233/22/3/035701/meta">Crack imaging by scanning laser-line thermography and laser-spot thermography.</a> Meas. Sci. Technol. 22 (3), (2011).</li>
<li>Pech-May, N. W., Oleaga, A., Mendioroz, A., Salazar, A. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s10921-016-0344-x">Fast Characterization of the Width of Vertical Cracks Using Pulsed Laser Spot Infrared Thermography.</a> Journal of Nondestructive Evaluation. 35 (2), 22(2016).</li>
<li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThiel%2C+E+%22Proc.+SPIE+9761%22">Proc. SPIE 9761</a>. Douglass, M. R., King, P. S., Lee, B. L. , Spie-Int Soc Optical Engineering. (2016).</li>
<li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="https://www.wcndt2016.com/">Proc. WCNDT 2016</a>. , 6(2016).</li>
<li>Mandelis, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMandelis%2C+A+%22Diffusion-Wave+Fields%3A+mathematical+methods+and+Green+functions%22">Diffusion-Wave Fields: mathematical methods and Green functions</a>. , Springer-Verlag. (2001).</li>
<li>Almond, D., Patel, P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlmond%2C+D+%22Photothermal+Science+and+Techniques%22">Photothermal Science and Techniques</a>. 10, Chapman & Hall. (1996).</li>
<li>Salazar, A. <a target="_blank" href="http://www.ehu.eus/photothermal/EurJPhys2006.pdf">Energy propagation of thermal waves.</a> Eur. J. Phys. 27 (6), 1349-1355 (2006).</li>
<li>Bennett, C. A., Patty, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+wave+interferometry%3A+a+potential+application+of+the+photoacoustic+effect%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Thermal wave interferometry: a potential application of the photoacoustic effect.</a> Appl. Opt. 21 (1), 49-54 (1982).</li>
<li>Busse, G. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.93942?journalCode=apl">Stereoscopic depth analysis by thermal wave transmission for nondestructive evaluation.</a> Appl. Phys. Lett. 42 (4), 366(1983).</li>
<li>Holtmann, N., Artzt, K., Gleiter, A., Strunk, H. P., Busse, G. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/17686733.2012.741919">Iterative improvement of Lockin-thermography results by temporal and spatial adaption of optical excitation.</a> Qirt J. 9 (2), 167-176 (2012).</li>
<li>Pribe, J. D., Thandu, S. C., Yin, Z., Kinzel, E. C. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=2522861">Toward DMD illuminated spatial-temporal modulated thermography.</a> Proc. SPIE 9861. , (2016).</li>
<li>Ravichandran, A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Spatial+and+temporal+modulation+of+heat+source+using+light+modulator+for+advanced+thermography%22">Spatial and temporal modulation of heat source using light modulator for advanced thermography</a>. , Missouri University of Science and Technology. (2015).</li>
<li><a target="_blank" href="http://www.mouser.com/ds/2/405/dlps013d-261248.pdf">DLP 0.55 XGA Series 450 DMD</a>. , TexasInstruments. (2015).</li>
<li>Application Note - DLP System Optics. , TexasInstruments. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=dlpa022&keyMatch=dlpa022&tisearch=Search-EN-Everything">http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?baseLiteratureNumber=dlpa022&keyMatch=dlpa022&tisearch=Search-EN-Everything</a> (2010).</li>
<li>DLP LightCommander Control Software - User Manual. , LogicPD. Available from: 
 <a target="_blank" href="https://support.logicpd.com/ProductDownloads/LegacyProducts/DLPLightCommander.aspx?_sw_csrfToken=318b0448">https://support.logicpd.com/ProductDownloads/LegacyProducts/DLPLightCommander.aspx?_sw_csrfToken=318b0448</a> (2011).</li>
<li>White Paper - Laser Power Handling for DMDs. , TexasInstruments. Available from: 
 <a target="_blank" href="http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=dlpa027&fileType=pdf">http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?literatureNumber=dlpa027&fileType=pdf</a> (2012).</li>
<li>Moench, H., et al. <a target="_blank" href="http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=2206439">High-power VCSEL systems and applications.</a> Proc. SPIE 9348. , (2015).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El protocolo presentado describe cómo localizar defectos artificiales subterráneos orientados perpendicularmente a la superficie. La idea principal del método es crear campos de ondas térmicas interferentes que interactúan con el defecto subsuperficial. Los pasos más importantes son (i) combinar un SLM con un láser de diodo para crear dos patrones alternos de iluminación de alta potencia en la superficie de la muestra; Estos patrones se convierten fototermicamente en campos de ondas térmicas coherentes, (ii) para permit...

El método de termografía fototérmica proyectada por láser (LPPT) se utiliza para localizar defectos subsuperficiales que están incrustados en el volumen de la muestra de ensayo y orientados predominantemente perpendiculares a su superficie. El método utiliza la interferencia destructiva de dos campos de ondas térmicas anti-fase del mismo alargamiento y frecuencia como se muestra en la Figura 1b . En materiales libres de defectos isotrópicos, las ondas térmicas neutralizan destructivamente ( es decir, oscilación de temperatura cero) en el plano de simetría mediante superposición coherente. En el caso de un material con un defecto subsuperficial, el método aprovecha la interacción de los componentes laterales ( es decir, en el plano) entre el flujo de calor transitorio y este defecto. Esta interacción puede medirse en un alargamiento de temperatura oscilante recreado en la línea de simetría en la superficie de la muestra. Ahora, el defecto que contiene la muestra es escaneado por el campo de onda térmica superpuesta yEl nivel de alargamiento de la temperatura se mide con relación a la posición de la muestra. Debido a la simetría, la condición de interferencia destructiva se satisface una vez más cuando el defecto cruza el plano de simetría; Esto nos permite localizar el defecto con mucha sensibilidad. Además, dado que el nivel de perturbación máxima de la interferencia destructiva se correlaciona con la profundidad del defecto, es posible determinar su profundidad analizando la exploración de temperatura 1 . El LPPT puede asignarse a la metodología de termografía activa, un método no destructivo bien establecido, donde el calentamiento transitorio se genera activamente y la distribución de temperatura resultante, también transitoria, se mide a través de una cámara IR térmica. En general, la sensibilidad de esta metodología se limita a defectos que están orientados esencialmente perpendiculares al flujo de calor transitorio. Además, dado que la ecuación transitoria de conducción de calor gobernante es una parabólica parcialEl flujo de calor en el volumen está fuertemente amortiguado. Como consecuencia, la profundidad de sondeo de la metodología de termografía activa está limitada a una región cercana a la superficie, usualmente en el intervalo milimétrico. Dos de las técnicas termográficas activas más comunes son la termografía pulsada y de bloqueo. Son rápidos debido a la iluminación superficial óptica planar 2 , pero conducen a un flujo de calor transitorio perpendicular a la superficie. Por lo tanto, la sensibilidad de estas técnicas está limitada a defectos predominantemente orientados en paralelo ( por ejemplo, delaminaciones o huecos) a la superficie de la muestra calentada. Una regla empírica para la termografía pulsada establece que &quot;el radio del defecto detectable más pequeño debe ser al menos uno o dos veces mayor que su profundidad bajo la superficie&quot; 3 . Para aumentar el área de interacción efectiva entre un defecto orientado perpendicularmente ( por ejemplo, una grieta) y el flujo de calor, la dirección del flujo de calor debe serCambiado La excitación local, utilizando un láser enfocado con un punto lineal o circular, por ejemplo, genera un flujo de calor con un componente en el plano que es capaz de interactuar eficazmente con el defecto perpendicular 4 , 5 , 6 , 7 . En el método presentado, también utilizamos los componentes laterales de flujo de calor para detectar defectos subsuperficiales, pero utilizamos el hecho de que las ondas térmicas pueden superponerse, mientras que los defectos, especialmente orientados verticalmente, perturban esta superposición. De esta manera, el método presentado se asemeja a un método libre de referencia, simétrico y muy sensible, ya que es posible detectar defectos artificiales subsuperficiales en una relación anchura / profundidad muy por debajo de un 8 , 9 . Hasta ahora, era difícil crear dos campos de ondas térmicas anti-fase proporcionando suficiente energía. Logramos esto bY acoplar un modulador de luz espacial (SLM) a un láser de diodo de alta potencia, que nos permitió fusionar la alta potencia óptica del sistema láser con la resolución espacial y temporal del SLM (ver Figura 2 ) en un proyector de alta potencia . Los campos de ondas térmicas se crean ahora mediante la conversión fototérmica de dos patrones de línea modulados sinusoidalmente anti-fase mediante el brillo de los píxeles de la imagen proyectada (véase la figura 2 , figura 1a ). Esto conduce a un calentamiento estructurado de la superficie de la muestra y da como resultado campos de ondas térmicas interferentes destructivamente bien definidos. Para encontrar un defecto subsuperficial, la perturbación de la inferencia destructiva se mide como una oscilación de temperatura en la superficie usando una cámara IR. El término ola térmica, se discute controversialmente porque las ondas térmicas no transportan energía debido al carácter difusivo de la propagación del calor. Sin embargo, hay comportamiento ondulatorio cuando hea<html> Permitiéndonos utilizar similitudes entre ondas reales y procesos de difusión 10 , 11 , 12 . Por lo tanto, una onda térmica puede ser entendida como altamente amortiguada en la dirección de propagación pero periódica con el tiempo ( Figura 1b ). La longitud de difusión térmica característica <img alt="Ecuación 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733eq1.jpg" /> Se describe por sus propiedades materiales (conductividad térmica k , capacidad calorífica cp y densidad ρ ), y la frecuencia de excitación ƒ. Aunque la onda térmica está en descomposición fuerte, su naturaleza ondulatoria puede aplicarse para obtener una visión de las propiedades de la muestra. La primera aplicación de interferencia de ondas térmicas se utilizó para determinar el espesor de las capas. En contraste con nuestro método, el efecto de interferencia se utilizó en la dimensión de profundidad ( es decir, perpendicular a la superficie)<html> 13. Al extender la idea de interferencia a una segunda dimensión mediante la división de un rayo láser, se utilizó la interferencia de ondas térmicas para dimensionar defectos subsuperficiales 14. Sin embargo este método se aplicó en configuración de transmisión, lo que significa que estaba limitado por la penetración Además, debido a que sólo se ha utilizado una fuente láser, este método aplica una interferencia constructiva, lo que significa que se necesita una referencia libre de defectos.Además de la idea de utilizar la interferencia de ondas térmicas, la primera aproximación técnica a la Holtmann y colaboradores utilizaron un proyector de cristal líquido (LCD) no modificado con la fuente de luz incorporada, que estaba severamente limitada en su potencia de salida óptica 15. Otros enfoques de Pribe y Ravichandran dirigidos a aumentar el rendimiento óptico Potencia de salida al acoplar también un láser a un SLM 16 ,<html> S = &quot;xref&quot;&gt; 17. El protocolo presentado aquí describe cómo aplicar el método LPPT para localizar defectos subsuperficiales orientados perpendicularmente a la superficie de las muestras de acero. El método está en una etapa temprana, pero lo suficientemente potente como para validar el enfoque propuesto; Sin embargo, sigue siendo limitado en términos de la potencia de salida óptica alcanzable de la configuración experimental. Puesto que el aumento de la potencia de salida óptica sigue siendo un desafío, el método presentado se aplica a las muescas mecanizadas con descarga eléctrica que contienen acero recubierto. Sin embargo, los pasos más importantes y más críticos del protocolo, generando una iluminación estructurada homogénea, cumpliendo con los requisitos previos para la interferencia de ondas térmicas destructivas, y localizando el defecto, todavía sostienen para defectos más exigentes también. Puesto que la cantidad que gobierna es la longitud de difusión térmica μ, el método LPPT también se puede aplicar a numerosos materiales diferentes. Nt &quot;&gt; <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig1.jpg" /> Figura 1: Principio de efecto de interferencia destructiva. (A) Esquema del patrón de iluminación utilizado durante los experimentos. La muestra es calentada espacial y temporalmente por dos patrones iluminados periódicamente con un desplazamiento de fase de π. La línea discontinua representa la línea de simetría entre ambos patrones. Esta línea se utilizará para la evaluación como una &quot;línea de agotamiento&quot;. ( B ) Diagrama del resultado térmico alternante resuelto espacial y temporalmente calculado a partir de la solución analítica de la ecuación de conducción térmica térmica. Muestra las ondas térmicas que responden a la iluminación de (a) con una irradiancia de los dos patrones con P opt 1 = 1,5 W sin (2π 0,125 Hz t ) + 1,5 W y P opt 2 = 1,5 W sin (2π 0,125 Hz t + Π) + 1,5 W para acero de construcción ρ </Em&gt; = 7,850 kg / m $ ³ $ , c p = 461 J / (kg · K), k = 54 W / (m · K). El perfil de temperatura en la línea discontinua no muestra oscilación térmica para material isotrópico homogéneo. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a> <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig2.jpg" /> Figura 2: Esquema del principio de medición del calentamiento estructurado utilizado en termografía activa. Un haz gaussiano homogeneizado a un perfil de sombrero superior se aplica a un modulador de luz espacial (SLM). El SLM resuelve el haz espacialmente por sus elementos conmutables y temporalmente por su velocidad de conmutación. Cada elemento representa un píxel SLM. En este experimento, el SLM es un dispositivo digital micro espejo (DMD). Mediante la modulación del brillo de píxel A con un software de control determinista de tiempo, la superficie de muestraSe calienta de forma estructurada. En el caso del experimento presentado, modulamos dos líneas antifase (fases: φ = 0, π), que son el origen de campos de ondas térmicas interferentes coherentemente a la frecuencia angular ω. Los campos de onda interactúan con la estructura interna de la muestra también influye en el campo de temperatura en la superficie. Esto se mide a través de su radiación térmica por una cámara infrarroja de onda media. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

<table><tbody><tr><td>Sistema láser de diodo de 500 W, 940 nm</td><td>Laserline</td><td>LDM 500 - 20</td><td>Láser piloto clase 2 @ 650&nbsp; nm, el láser de diodo es un sistema láser de clase 4 --> se necesita un laboratorio especial</td></tr><tr><td>Caja de control láser</td><td>Laserline</td><td>Caja de control láser LDM</td><td>Agregue al sistema láser, utilizado para conmutar electrónicamente, umbral láser, obturador, láser en 0 V. Escáner</td></tr><tr>de<td>caja de control</td> TTL de 5 V <td>Laserline</td><td></td><td>Agregue al sistema láser, utilizado para ajustar la potencia de salida óptica a través de una señal analógica de 0&nbsp;V.. </td></tr><tr><td>Montaje láser de fibra de 10 V 2", f = 80 mm</td><td>Laserline</td><td></td><td>Complemento al sistema láser</td></tr><tr><td>Dispositivo de adquisición de datos multifunción (DAQ) + terminal BNC</td> National <td>Instruments</td><td>NI-USB 6251</td><td>La tarjeta DAQ se utiliza para activar la cámara IR, el DLP Light Commander 5500, control Láser y diodo PDA 36A</td></tr><tr><td>Standard - PC&nbsp;</td><td></td><td></td><td>PC de control: tarjeta gráfica para dos pantallas, al menos 4 USB,</td></tr><tr><td>cable BNC basado en</td> Windows <td>Cable estándar Cable</td>HDMI Cable estándar Cable micro USB a USB Cable estándar Sistema de desarrollo LabVIEW 2013 SP1 Entorno de desarrollo de National Instruments para el <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>control de dispositivos</td><td></td> LPPT <td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> software de control</td><td>BAM</td><td></td><td>parte del paquete de software LPPT de LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Software de intensidad LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>parte del paquete de software LPPT de LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Software de control láser LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>parte del paquete de software LPPT de LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Matlab 2016b</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Postprocesamiento de los datos</td></tr> <tr><td>de mediciónSoftware de posprocesamiento LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>Postprocesamiento de los datos de medición PC de control de</td></tr><tr><td>cámara IR</td><td>InfraTec</td><td></td><td>Control PC es suministrado por el distribuidor de cámaras</td></tr><tr><td>Software de control de cámara IR</td><td>InfraTec</td><td>Irbis 3 Professional</td><td></td></tr><tr><td>SDK de InfraTec</td> Biblioteca de <td>enlaces dinámicos de InfraTec como interfaz entre el formato de adquisición de datos nativo de Infratec y Matlab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Cámara IR</td><td>InfraTec</td><td>Image IR 8300</td><td>640 x 512, detector InSb refrigerado, longitud de onda 2&nbsp; &micro;m.. 5.7 y micro; m, ruido = 20&nbsp; mK + accesorios (cable LAN, cable de entrada/salida digital, anillo espacial, fuente de alimentación, caja)</td></tr><tr><td>Trípode</td><td>Manfrotto</td><td>161MK2B</td><td></td></tr><tr><td>Soporte de cámara IR</td><td>Manfrotto</td><td>405</td><td></td></tr><tr><td>Kit de desarrollo de proyector (PDK) para tecnología de procesamiento digital de luz (DLP) (DLP Light Commander 5500)</td><td>Logic PD</td><td>DLP-LC-DLP5500-10R</td><td>DLP5500 Dispositivo de microespejo digital de Texas Instruments incluido, el motor ligero y la carcasa deben desmontarse Software</td></tr> de <tr><td>control PDK</td><td>Logic PD</td><td></td><td>Incluido cuando se entrega, software de control DLP Light Commander</td></tr><tr><td>Plataforma mecánica para el PDK</td><td>BAM</td><td></td><td>Fabricación propia (140 x 230 x 420) mm3</td></tr><tr><td>Unidad de control del medidor de potencia</td><td>Interfaz</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>USB Ophir VegaCabezal del medidor de potencia de 30 W&nbsp;</td><td>Ophir</td><td>30(150)A-LP1-18</td><td>Cabezal del medidor de potencia para determinar la transmisión del sistema de proyector Cabezal del medidor de</td></tr><tr><td>potencia de 500 W</td><td>Ophir</td><td>FL500A Medidor</td> de <td>potencia para la supervisión de procesos</td></tr><tr><td>Controlador de movimiento</td><td>Newport</td><td>ESP301</td><td>con interfaz USB</td></tr><tr><td>Etapa de traducción</td><td>Newport</td><td>M-ILS200CC</td><td>conectado a ESP301</td></tr><tr><td>Fotodiodo con amplificador</td><td>Thorlabs</td><td>PDA 36A-EC</td><td>1"</td></tr><tr><td>montaje Filtro reflectante ND1</td><td>Thorlabs</td><td>ND10A</td><td>para montar en la PDA 36A</td></tr><tr><td>Pinhole 1"</td><td>Thorlabs</td><td>P1000S</td><td>para montar en la PDA 36A</td></tr><tr><td>Placa de pruebas óptica de aluminio&nbsp;</td><td>Thorlabs</td><td>MB60120/M</td> <td>(1.200 mm x 900 mm) base</td></tr><tr><td>Lente Convexa Plano f = 200 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1979-B</td><td>Recubierto para IR, primer lente de telescopio</td></tr><tr><td>Lente Convexa Plana f = 75 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1145-B</td><td>Recubierto para IR, segundo lente de telescopio</td></tr><tr><td>etapa de xy-traslación</td><td>Newport</td><td>M401</td><td>Se utiliza para ajustar el muestreador</td></tr><tr>de<td>haz</td> de telecope <td>Thorlabs</td><td>BSF20-B&nbsp;</td><td>Divide la salida óptica, que se utiliza para reducir la entrada óptica del sistema de proyector</td></tr><tr><td>Espejo</td><td>Thorlabs</td><td>BB2-E03</td><td>Espejo para acoplar el haz al DLP Light Commander</td></tr><tr><td>Gato de laboratorio de alta resistencia</td><td>Thorlabs</td><td>L490</td><td>Se utiliza para el montaje de fibra y en la parte superior de la platina lineal para posicionar la muestra (2x)</td></tr><tr><td>PDK-objective&nbsp;</td><td>Nikon</td><td>Nikon AF Nikkor 50 mm 1:1:8:D&nbsp;</td><td>Objetivo para DLP Light Commander, 50 mm</td></tr><tr><td>Lente convexa plana f = 100 mm</td><td>La lente Thorlabs</td><td>LA1050 -B</td><td>está conectada a la lente biconvexa del objetivo Nikon</td></tr><tr><td>f = 60&nbsp; mm</td><td>Thorlabs</td><td>LB1723 -B</td><td>Lente que se acopla al objetivo Nikon para determinar la transmisión óptica con el cabezal de medición de 30 W</td></tr><tr><td>Espejo dorado cuadrado protegido</td><td>Thorlabs</td><td>PFSQ20-03-M01</td><td></td></tr><tr><td>Tarjeta de sensor IR de alta potencia</td><td>Newport</td><td>F-IRC-HP-M</td><td>Tarjeta de sensor para comprobar la vía óptica</td></tr><tr><td>Retícula de 2"</td><td>BAM</td><td></td><td>Hecho a mano</td></tr><tr><td>1" retícula</td><td>BAM</td><td></td><td>Nivel de diana de fabricación propia</td></tr><tr><td></td><td>Thorlabs</td><td>LCL01</td><td></td></tr><tr><td>Etapa de traducción</td><td>Newport</td><td>M-UMR8.25</td><td>Se utiliza para medir el perfil del haz</td></tr><tr><td>Tornillo de micrómetro</td><td>Newport</td><td>DM17-25</td><td>Se utiliza con la etapa de traducción M-UMR8.25</td></tr><tr><td>Iris de apertura cero montada</td><td>Thorlabs</td><td>ID75Z/M</td><td>se utiliza para comprobar la óptica pathway</td></tr><tr><td>Bases y soportes de postes Essentials Kit, componentes métricos y universales</td><td>Thorlabs</td><td>ESK01/M</td><td></td></tr><tr><td>Basis Posts & Accesorios Essentials Kit, componentes métricos y universales</td><td>Thorlabs</td><td>ESK03/M</td><td></td></tr><tr><td>M6 Kit de tornillos de casquillo y herrajes</td><td>Thorlabs</td><td>HW-KIT2/M</td><td></td></tr><tr><td>Rieles de construcción</td><td>Thorlabs</td><td>XE25L700/M</td><td></td></tr><tr><td>1" Cubo de construcción</td><td>Thorlabs</td><td>RM1G</td><td>Se utiliza para montar rieles de construcción</td></tr><tr><td>Mecanizado por electroerosión</td><td>Sodick</td><td>AG60L</td><td>www.sodick.de</td></tr><tr><td>Bloque St37 de acero (100 x 100 x 40) mm3</td><td>BAM</td><td></td><td>de fabricación propia, defecto oculto con espesores de pared restantes de 0,25&nbsp; mm, 0,5 mm, 0,70 mm, 1,25 y nbsp; mm (mostrado en Figura 5)</td></tr><tr><td>Bloque St37 de acero (100 x 100 x 40) mm</td><td>BAM</td><td></td><td>de fabricación propia, defecto oculto con espesores de pared restantes de 1&nbsp; milímetros, 1,5 y nbsp; mm, 1,75 mm, 2 mm (se muestra en <fuerte>Figura 5</fuerte>)</td></tr><tr><td>Spray de grafito</td><td>CRC Industries Europe NV</td><td>GRAPHIT 33</td><td>Ref. 20760, 200 mL aerosol (Kontakt-Chemie)</td></tr><tr><td>Cinta protectora</td><td>Tesa</td><td>tesakrepp 4348</td><td>utilizada para proteger los defectos ocultos durante el recubrimiento</td></tr></tbody></table>

localización del defecto subsuperficial mediante calentamiento estructurado mediante termografía fototérmica proyectada con láser

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

El método presentado se utiliza para localizar defectos subsuperficiales orientados perpendicularmente a la superficie. Para lograr esto, creamos campos de ondas térmicas interferentes destructivamente que son perturbados por el defecto. Este efecto se mide y se utiliza para localizar el defecto. Formamos los campos de ondas interferentes destructivamente utilizando un proyector modificado. El motor ligero original del proyector se sustituye por un láser de diodo de alta potencia acoplado a fibra. Su haz está conformado y alineado con el modulador de luz espacial del proyector y optimizado para un óptimo rendimiento óptico y una proyección homogénea mediante la caracterización inicial del perfil del haz y, en segundo lugar, su corrección mecánica y numérica. Se configura una cámara de infrarrojos (IR) de alto rendimiento según la situación geométrica ajustada (incluyendo las correcciones de las distorsiones geométricas de la imagen) y la necesidad de detectar oscilaciones débiles de la temperatura en la superficie de la muestra. La adquisición de datos puede realizarse una vezRonización entre las fuentes individuales de campo de onda térmica, la etapa de escaneado y la cámara de IR se establece utilizando una configuración experimental dedicada que necesita ser ajustada al material específico que se está investigando. Durante el post-procesamiento de datos, se extrae la información relevante sobre la presencia de un defecto debajo de la superficie de la muestra. Se recupera de la parte oscilante de la radiación térmica adquirida procedente de la denominada línea de agotamiento de la superficie de la muestra. La localización exacta del defecto se deduce del análisis de la forma espacio-temporal de estas oscilaciones en un paso final. El método es libre de referencia y muy sensible a los cambios dentro del campo de ondas térmicas. Hasta ahora, el método se ha probado con muestras de acero, pero también es aplicable a diferentes materiales, en particular a materiales sensibles a la temperatura.

Siguiendo el protocolo, se eligió el lado 1 de la muestra de acero con un defecto subsuperficial a una profundidad de 0,25 mm para generar resultados representativos. El defecto se colocó inicialmente aproximadamente en el centro del área iluminada. La muestra se movió entonces de -5 mm a 5 mm a través de la etapa lineal a una velocidad de 0,05 mm / s. Utilizando estos parámetros, la Figura 11a muestra los datos de exploración después de extraerlos de la línea de agotami...

Este método tiene como objetivo localizar defectos verticales subsuperficiales. Aquí, unimos un láser con un modulador espacial de luz y activamos su entrada de video para calentar una superficie de muestra de forma determinista con dos líneas moduladas anti-fase mientras adquirimos imágenes térmicas altamente resueltas. La posición de defecto se recupera de la evaluación de los mínimos de interferencia de ondas térmicas.

Localización del defecto subsuperficial mediante calentamiento estructurado mediante termografía fototérmica proyectada con láser

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

El objetivo general de este método consiste en utilizar un calentamiento estructurado y una imagen térmica de alta resolución de forma no destructiva y sin contacto para localizar defectos subterráneos orientados perpendicularmente respecto a la superficie de una muestra de acero. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de la imagen térmica. Por ejemplo, qué tan pequeños y qué tan profundos pueden ser los defectos para que puedan detectarse.La principal ventaja de esta técnica es que podemos generar campos de ondas térmicas que se propagan en el plano de observación, lo que hace que el enfoque sea altamente sensible a defectos orientados perpendicularmente. Este sistema de termografía fototérmica con proyección láser está dispuesto sobre una plataforma óptica de banco. Este sistema ha completado la mayor parte de los pasos preparatorios necesarios para su uso en un experimento.Al comienzo del trayecto del haz se encuentra la fuente láser. Esta fibra láser está sostenida por un soporte para fibra láser. A continuación, un telescopio reduce el diámetro del haz láser a un tamaño adecuado para su uso posterior en la línea del haz.Detr&aacute;s del muestreador del haz,

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Hemos demostrado que las lesiones pigmentadas malignas con la actividad metabólica de generar cantidades cuantificables de calor y la medición de la respuesta transitoria térmica de la piel a una excitación de enfriamiento permite la identificación cuantitativa de melanoma y otros cánceres de piel (vs. no-proliferación nevus) a una edad temprana etapa de la enfermedad.

Visualización y detección cuantitativa de cáncer de piel utilizando imágenes térmica dinámica

Un aparato de calentamiento basado en láser de diseño personalizado compatible con MRI ha sido desarrollado para proporcionar calentamiento local de tumores subcutáneos con el fin de activar la liberación de agentes a partir de liposomas termosensibles específicamente a la región del tumor.

Diseño personalizado basado en láser máquinas de calentamiento para lanzamiento disparada de cisplatino de termosensible liposomas con Resonancia Magnética Orientación Imagen

thenoyltrifluoroacetonate europio (EuTFC) tiene una línea de luminiscencia óptica a 612 nm, cuya eficiencia de activación disminuye fuertemente con la temperatura. Si una muestra revestida con una película fina de este material es-micro fotografiado, la intensidad de la respuesta luminiscente nm 612 se puede convertir en un mapa directa de temperatura de la superficie de la muestra.

-Alta resolución de imagen térmica micro-El uso de quelato de europio luminiscente Revestimientos

Aquí se introduce una configuración experimental original para calentar células en un plato de cultivo usando radiación de láser de onda continua de 1,94 μm. Utilizando este método, se pueden investigar las respuestas biológicas de las células epiteliales del pigmento retiniano (RPE) después de diferentes exposiciones térmicas.

Láser de Thulium de onda continua para calentar las células cultivadas para investigar los efectos térmicos celulares

Los láseres se utilizan con frecuencia en los estudios de la respuesta celular al daño del ADN. Sin embargo, que generan lesiones cuya distancia, la frecuencia y las colisiones con las horquillas de replicación están raramente caracterizado. Aquí se describe un método que permite la determinación de estos parámetros con láser localizado entrecruzamientos entre cadenas.

El análisis de moléculas individuales de láser localizadas psoraleno aductos

El método de punción termoplasmónica integra microscopía confocal, pinzas ópticas y nanopartículas de oro para estudiar las respuestas de las proteínas durante la reparación de la membrana plasmática en células y vesículas unilamelares gigantes. La técnica permite la punción rápida y localizada de la membrana, lo que permite la identificación de proteínas clave y sus funciones en la intrincada maquinaria de reparación de la membrana plasmática.

Un enfoque termoplasmónico para investigar la reparación de la membrana plasmática en células vivas y membranas modelo

En este artículo se presenta el protocolo para la preparación de maniquíes de tejido tumoral que replican propiedades ópticas para la terapia fototérmica plasmónica. En él se detalla la preparación de maniquíes, las evaluaciones fototérmicas y la validación del modelo numérico desarrollado basado en mediciones de temperatura fototérmica para evaluar parámetros terapéuticos, ofreciendo una alternativa ética y rentable a los estudios in vivo para las pruebas preliminares.

Terapia fototérmica plasmónica contra el cáncer: fantasmas que imitan el tejido tumoral incrustados en nanopartículas para visualizar la distribución de la temperatura fototérmica

Se presenta un método para imponer la topografía superficial de materiales poliméricos compuestos que absorben la luz, en particular los elastómeros magnetoactivos (MAE), mediante el uso de micromecanizado láser. Este método permite una gran flexibilidad en los diseños topográficos y la creación rápida de prototipos. Se muestra un ejemplo de estructuración de superficies MAE, caracterización y su respuesta al campo magnético externo.

Micromecanizado láser para el diseño de topografía de superficies poliméricas

Este artículo presenta la técnica de Termoreflectancia en el Dominio de la Frecuencia (FDTR) para la caracterización y obtención de imágenes térmicas no destructivas locales.

La técnica de termoreflectancia en el dominio de la frecuencia para mediciones de propiedades térmicas

Un método experimental para examinar la evolución de plasma precoz inducida por pulsos láser ultracortos se describe. Usando este método, las imágenes de alta calidad de plasma a principios se obtienen con altas resoluciones espaciales y temporales. Una novela modelo de integración atomista se utiliza para simular y explicar los mecanismos de plasma temprano.

Investigación de la Evolución de plasma precoz inducida por pulsos láser ultracortos

Aprende a localizar defectos subsuperficiales en acero mediante termografía fototérmica con láser y calentamiento estructurado. Esta técnica no destructiva ofrece alta sensibilidad para evaluar la integridad de materiales.

Localización del defecto subsuperficial mediante calentamiento estructurado mediante termografía fototérmica proyectada con láser (Video) | JoVE Journal

Localización del defecto subsuperficial mediante calentamiento estructurado mediante termografía fototérmica proyectada con láser

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