Name: Localisation de défauts souterrains par chauffage structuré à laide dune thermographie photothermique à laser (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 34 s
Description: Découvrez la thermographie photothermique laser pour localiser les défauts souterrains dans l'acier sans contact. Cette méthode avancée améliore la sensibilité aux défauts perpendiculaires pour des tests non destructifs.

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Nous tenons à remercier Taarna Studemund et Hagen Wendler pour avoir pris des photos de la configuration expérimentale ainsi que leur préparation pour la publication de la figure. En outre, nous tenons à remercier Anne Hildebrandt pour la préparation des échantillons et Sreedhar Unnikrishnakurup, Alexander Battig et Felix Fritzsche pour la lecture des épreuves.

<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>

Les auteurs n&#39;ont rien à dévoiler.

Le protocole présenté décrit comment localiser des défauts de sous-surface artificiels orientés perpendiculairement à la surface. L&#39;idée principale de la méthode est de créer des champs d&#39;ondes thermiques interférentes qui interagissent avec le défaut subsurface. Les étapes les plus importantes sont (i) combiner un SLM avec un laser à diode afin de créer deux modèles d&#39;éclairage alternatifs à haute puissance à la surface de l&#39;échantillon; Ces modèles sont transformés par voie photothermique en champs d&#...

La méthode de thermographie photothermique projetée au laser (LPPT) est utilisée pour localiser les défauts de sous-sol qui sont intégrés dans le volume de l&#39;éprouvette et orientés essentiellement perpendiculairement à sa surface. La méthode utilise l&#39;interférence destructrice de deux champs d&#39;ondes thermiques anti-phases du même allongement et de la même fréquence que celui illustré à la Figure 1b . Dans les matériaux isotropes exempts de défauts, les ondes thermiques neutralisent de manière destructive ( c&#39;est-à-dire une oscillation de température nulle) au niveau du plan de symétrie par une superposition cohérente. Dans le cas d&#39;un matériau présentant un défaut subsurface, la méthode profite de l&#39;interaction des composants latéraux ( c&#39;est- à- dire du plan) entre le flux de chaleur transitoire et ce défaut. Cette interaction peut être mesurée dans un allongement de la température oscillante recréé à la ligne de symétrie sur la surface de l&#39;échantillon. Maintenant, l&#39;échantillon contenant un défaut est balayé par le champ d&#39;ondes thermiques superposées etLe niveau d&#39;allongement de la température est mesuré par rapport à la position de l&#39;échantillon. En raison de la symétrie, la condition d&#39;interférence destructrice est encore satisfaite lorsque le défaut traverse le plan de symétrie; Cela nous permet de localiser le défaut de manière très délicate. De plus, comme le niveau de perturbation maximale de l&#39;interférence destructrice est en corrélation avec la profondeur du défaut, il est possible de déterminer sa profondeur en analysant le balayage de température 1 . Le LPPT peut être affecté à la méthodologie de thermographie active, une méthode non-destructive bien établie, où le chauffage transitoire est activement généré et la distribution de température, ainsi que la transitoire, est mesurée via une caméra IR thermique. En général, la sensibilité de cette méthodologie est limitée aux défauts orientés essentiellement perpendiculairement au flux de chaleur transitoire. De plus, comme l&#39;équation de conduction de chaleur transitoire est un paramètre partiel paraboliqueL&#39;équation interne, le flux de chaleur dans le volume est fortement amorti. En conséquence, la profondeur de sondage de la méthodologie de la thermographie active est limitée à une région proche de la surface, généralement dans la gamme millimétrique. Deux des techniques de thermographie active les plus courantes sont la thermographie à impulsions et à verrouillage. Ils sont rapides grâce à l&#39;éclairage planaire de la surface optique 2 , mais conduisent à un flux de chaleur transitoire perpendiculaire à la surface. Par conséquent, la sensibilité de ces techniques est limitée à des défauts parallèles ( par ex. Délamines ou vides) à la surface d&#39;échantillon chauffée. Une règle empirique pour la thermographie pulsée stipule que «le rayon du plus petit défaut détectable doit être au moins une fois deux fois plus grand que sa profondeur sous la surface» 3 . Pour augmenter la zone d&#39;interaction efficace entre un défaut orienté perpendiculairement ( par exemple une fissure) et le flux de chaleur, la direction du flux de chaleur doit êtremodifié. L&#39;excitation locale, en utilisant un laser focalisé avec un point linéaire ou circulaire, par exemple, génère un flux de chaleur avec un composant plan qui peut interagir efficacement avec le défaut perpendiculaire 4 , 5 , 6 , 7 . Dans la méthode présentée, nous utilisons également les composants de flux de chaleur latérale pour détecter les défauts de subsurface, mais nous utilisons le fait que les ondes thermiques peuvent être superposées, alors que les défauts, en particulier les orientés verticalement, perturbent cette superposition. De cette façon, la méthode présentée ressemble à une méthode sans référence, symétrique et très sensible, car il est possible de détecter des défauts de sous-surface artificielle à un rapport largeur / profondeur très inférieur à un 8 , 9 . Jusqu&#39;à présent, il était difficile de créer deux champs d&#39;ondes thermiques anti-phases alimentant suffisamment d&#39;énergie. Nous avons réalisé ce bY couplant un modulateur de lumière spatiale (SLM) à un laser à diode haute puissance, ce qui nous a permis de fusionner la haute puissance optique du système laser avec la résolution spatiale et temporelle du SLM (voir Figure 2 ) dans un projecteur haute puissance . Les champs d&#39;ondes thermiques sont maintenant créés par conversion photothermique de deux modèles de lignes modulés en forme sinusoïdale anti-phases par la luminosité des pixels de l&#39;image projetée (voir Figure 2 , Figure 1a ). Cela conduit à un chauffage structuré de la surface de l&#39;échantillon et aboutit à des champs d&#39;ondes thermiques perturbant de manière destructrice bien définie. Afin de trouver un défaut de subsurface, la perturbation de l&#39;inférence destructive est mesurée comme une oscillation de température à la surface à l&#39;aide d&#39;une caméra infrarouge. Le terme «onde thermique» est controversé parce que les ondes thermiques ne transportent pas d&#39;énergie en raison du caractère diffusif de la propagation de la chaleur. Pourtant, il y a un comportement ondulatoire quand il est<html> Périodiquement, nous permettant d&#39;utiliser les similitudes entre les ondes réelles et les processus de diffusion 10 , 11 , 12 . Ainsi, une onde thermique peut être comprise comme fortement amortie dans le sens de propagation mais périodiquement dans le temps ( Figure 1b ). La longueur de diffusion thermique caractéristique <img alt="L&#39;équation 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733eq1.jpg" /> Est décrit par ses propriétés matérielles (conductivité thermique k , capacité calorifique c p et densité ρ ), et la fréquence d&#39;excitation ƒ. Bien que la vague thermique se détériore fortement, sa nature ondulatoire peut être appliquée pour mieux comprendre les propriétés de l&#39;échantillon. La première application de l&#39;interférence des ondes thermiques a été utilisée pour déterminer l&#39;épaisseur des couches. Contrairement à notre méthode, l&#39;effet d&#39;interférence a été utilisé dans la dimension de profondeur ( c&#39;est-à-dire perpendiculaire à la surface)<html> Ref &quot;&gt; 13. En étendant l&#39;idée d&#39;interférence à une deuxième dimension en divisant un faisceau laser, une interférence thermique a été utilisée pour dimensionner les défauts subsurface 14. Cette méthode a toujours été appliquée dans la configuration de transmission, ce qui signifie qu&#39;elle était limitée par la pénétration En outre, comme seule une source laser a été utilisée, cette méthode applique une interférence constructive, ce qui signifie qu&#39;une référence sans défaut est nécessaire. Outre l&#39;idée d&#39;utiliser des interférences thermiques, la première approche technique à l&#39;échelle spatiale et Le chauffage à réglage temporel a été réalisé par Holtmann et al. En utilisant un projecteur à cristaux liquides non modifié (LCD) avec la source de lumière intégrée, qui était sévèrement limitée dans sa puissance de sortie optique 15. D&#39;autres approches de Pribe et Ravichandran visant à augmenter l&#39;optique Puissance de sortie en couplant également un laser à un SLM 16 ,<html> S = &quot;xref&quot;&gt; 17. Le protocole présenté ici décrit comment appliquer la méthode LPPT pour localiser des défauts de sous-sol orientés perpendiculairement à la surface des échantillons d&#39;acier. La méthode est à un stade précoce, mais assez puissante pour valider l&#39;approche proposée; Cependant, il est encore limité en termes de puissance de sortie optique possible de la configuration expérimentale. Étant donné que l&#39;augmentation de la puissance de sortie optique reste un défi, la méthode présentée est appliquée à l&#39;acier revêtu contenant des encoches mécaniques artificielles déchargées électriquement. Néanmoins, les étapes les plus importantes et les plus critiques du protocole, générant un éclairage structuré homogène, répondant aux conditions préalables à l&#39;interférence des ondes thermales destructrices, et à la localisation du défaut, contiennent toujours des défauts plus exigeants. Puisque la quantité de gouvernance est la longueur de diffusion thermique μ, la méthode LPPT peut également être appliquée à de nombreux matériaux différents. Nt &quot;&gt; <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig1.jpg" /> Figure 1: Principe de l&#39;effet de brouillage destructeur. (A) Schéma du motif d&#39;illumination utilisé lors des expériences. L&#39;échantillon est chauffé spatialement et temporellement par deux motifs éclairés périodiquement avec un décalage de phase de π. La ligne pointillée représente la ligne de symétrie entre les deux modèles. Cette ligne sera utilisée pour l&#39;évaluation en tant que «ligne d&#39;épuisement». ( B ) Diagramme du résultat thermique alternatif spatialement et temporellement résolu, calculé à partir de la solution analytique de l&#39;équation de conduction de chaleur thermique. Il montre les ondes thermiques répondantes à l&#39;illumination de (a) avec une irradiance des deux motifs avec P opt 1 = 1,5 W sin (2π 0,125 Hz t ) + 1,5 W et P opt 2 = 1,5 W sin (2π 0,125 Hz t + Π) + 1,5 W pour l&#39;acier de construction ρ </Em&gt; = 7 850 kg / m 3 , c p = 461 J / (kg · K), k = 54 W / (m · K). Le profil de température à la ligne pointillée ne montre aucune oscillation thermique pour des matériaux isotropes homogènes. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig1large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a> <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig2.jpg" /> Figure 2: Schéma du principe de mesure du chauffage structuré utilisé dans la thermographie active. Un faisceau gaussien homogénéisé à un profil de chapeau est appliqué à un modulateur de lumière spatiale (SLM). Le SLM résout le faisceau spatialement par ses éléments commutables et temporellement par sa vitesse de commutation. Chaque élément représente un pixel SLM. Dans cette expérience, le SLM est un dispositif de micro-miroir numérique (DMD). En modulant la luminosité des pixels A avec un logiciel de contrôle déterministe du temps, la surface d&#39;échantillonEst chauffé de manière structurée. Dans le cas de l&#39;expérience présentée, nous modulons deux lignes anti-phases (phases: φ = 0, π), qui sont l&#39;origine de champs d&#39;ondes thermiques interférentes cohérentes à la fréquence angulaire ω. Les champs d&#39;onde interagissent avec la structure interne de l&#39;échantillon influençant également le champ de température à la surface. Ceci est mesuré par son rayonnement thermique par une caméra infrarouge à ondes mi-ondes. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig2large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a>

<table><tbody><tr><td>Système laser à diode 500 W, 940 nm</td><td>Laserline</td><td>LDM 500 - 20</td><td>Laser pilote classe 2 @ 650&nbsp ; nm, le laser à diode est un système laser de classe 4 --> laboratoire spécial nécessaire</td></tr><tr><td>Boîtier de commande laser</td><td>Laserline</td><td>Boîtier de commande laser LDM</td><td>Ajouter au système laser, utilisé pour commuter électroniquement, seuil laser, obturateur, laser sur 0 V.. Scanner de boîtier de commande 5 V TTL</td></tr><tr><td></td><td>Laserline</td><td></td><td>Add-on au système laser, utilisé pour régler la puissance de sortie optique via un signal analogique à partir de 0 V. </td></tr><tr><td>Monture laser à fibre 10 V 2", f = 80 mm</td><td>Laserline</td><td></td><td>Complément au système laser</td></tr><tr><td>Périphérique d’acquisition de données multifonction (DAQ) + Terminal BNC</td><td>National Instruments</td><td>NI-USB 6251</td><td>La carte DAQ est utilisée pour déclencher la caméra IR, &nbsp ; le DLP Light Commander 5500, contrôler le laser et la diode PDA 36A</td></tr><tr><td>Standard - PC&nbsp ;</td><td></td><td></td><td>PC de contrôle - carte graphique pour deux écrans, au moins 4 x USB,</td></tr><tr><td>câble</td><td></td><td></td> BNC basé sur Windows <td>Câble standard</td></tr><tr><td>Câble</td><td></td><td></td> HDMI <td>Câble standard</td></tr><tr><td>Câble</td><td></td><td></td> Micro USB vers USB <td>Câble standard</td></tr><tr><td>Système de développement LabVIEW 2013 SP1</td><td>National Instruments Environnement</td><td></td><td>de développement pour le contrôle de périphérique</td></tr><tr><td>LPPT logiciel de contrôle</td><td>BAM</td><td></td><td>fait partie du progiciel LPPT de LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Logiciel d’intensité LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>fait partie du progiciel LPPT de LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Logiciel de contrôle laser LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>fait partie du progiciel LPPT de LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Matlab 2016b</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Post-traitement des données</td></tr> <tr><td>de mesureLogiciel de post-traitement LPPT</td><td>BAM</td><td></td><td>Post-traitement des données de mesure</td></tr><tr><td>PC de contrôle de la caméra IR</td> Le PC de contrôle <td>InfraTec</td><td></td><td>est fourni par le distributeur de caméras</td></tr><tr><td>Logiciel de contrôle de caméra IR</td><td>InfraTec</td><td>Irbis 3 Professional</td><td></td></tr><tr><td>InfraTec SDK InfraTec</td><td></td><td></td><td>Dynamic Link Library comme interface entre le format d’acquisition de données natif d’Infratec et de Matlab</td></tr><tr><td>Caméra IR</td><td>InfraTec</td><td>Image IR 8300</td><td>640 x 512, détecteur InSb refroidi, longueur d’onde 2 &micro ;m.. 5,7 et micro ; m, bruit = 20&nbsp ; mK + accessoires (câble LAN, câble d’entrée/sortie numérique, anneau spatial, alimentation, boîtier)</td></tr><tr><td>Trépied</td><td>Manfrotto</td><td>161MK2B</td><td></td></tr><tr><td>Support de caméra IR</td><td>Manfrotto</td><td>405</td><td></td></tr><tr><td>Kit de développement de projecteur (PDK) pour la technologie de traitement numérique de la lumière (DLP) (DLP Light Commander 5500)</td><td>Logic</td><td>DLP-LC-DLP5500-10R</td><td>DLP5500 Dispositif à micromiroir numérique de Texas Instruments inclus, le moteur léger et le boîtier doivent être démontés</td></tr><tr><td>Logiciel de contrôle PDK</td><td>Logic</td><td></td><td>Inclus à la livraison, logiciel de contrôle DLP Light Commander</td></tr><tr><td>Plate-forme mécanique pour le PDK</td><td>BAM</td><td></td><td>Fait maison (140 x 230 x 420) mm3</td></tr><tr><td>Unité de contrôle du compteur de puissance</td><td>Interface USB Ophir</td><td>Vega</td><td></td></tr><tr><td>Tête de capteur de puissance 30 W&nbsp ;</td><td>Ophir</td><td>30(150)A-LP1-18</td><td>Tête de mesure de puissance pour déterminer Transmission du système de projection Tête de mesure de</td></tr><tr><td>puissance 500 W</td><td>Ophir</td><td>FL500A</td><td>Mesureur de puissance pour la supervision de processus</td></tr><tr><td>Contrôleur de mouvement</td><td>Newport</td><td>ESP301</td><td>avec interface USB</td></tr><tr><td>Platine de traduction</td><td>Newport</td><td>M-ILS200CC</td><td>Connecté à ESP301</td></tr><tr><td>Photodiode avec amplificateur</td><td>Thorlabs</td><td>PDA 36A-EC</td><td>Monture 1 »</td></tr><tr><td>Filtre réfléchissant ND1</td><td>Thorlabs</td><td>ND10A</td><td>à monter sur le PDA 36A</td></tr><tr><td>Sténopé 1"</td><td>Thorlabs</td><td>P1000S</td><td>à monter sur le PDA 36A Plaque d’essai</td></tr><tr><td>optique en aluminium&nbsp ;</td><td>Thorlabs</td><td>MB60120/M</td><td>(1 200 mm x 900 mm) base</td></tr><tr><td>Plano Convex Lentille f = 200 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1979-B</td><td>Revêtement pour IR, premier objectif de télescope</td></tr><tr><td>Plano Convex Lentille f = 75 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1145-B</td><td>Revêtement pour IR, deuxième lentille de télescope</td></tr><tr><td>platine de translation xy</td><td>Newport</td><td>M401</td><td>Utilisé pour le réglage de la télécope</td></tr><tr><td>Beamsampler</td><td>Thorlabs</td><td>BSF20-B&nbsp ;</td><td>Divise la sortie optique, utilisée pour réduire l’entrée optique du système de projecteur</td></tr><tr><td>Miroir</td><td>Thorlabs</td><td>BB2-E03</td><td>Miroir pour le couplage du faisceau au DLP Light Commander</td></tr><tr><td>Prise de laboratoire à usage intensif</td><td>Thorlabs</td><td>L490</td><td>Utilisé pour la monture en fibre et au-dessus de la platine linéaire pour positionner l’échantillon (2x</td></tr><tr><td>)PDK-objectif&nbsp ;</td><td>Nikon</td><td>Nikon AF Nikkor 50 mm 1:1:8 :D&nbsp ;</td><td>Objectif pour DLP Light Commander, 50 mm</td></tr><tr><td>Objectif convexe plat f = 100 mm</td><td>L’objectif Thorlabs</td><td>LA1050 -B</td><td>est fixé à l’objectif</td></tr><tr><td>Nikon Objectif bi-convexe f = 60&nbsp ; mm</td><td>Thorlabs</td><td>LB1723 -B</td><td>Objectif à fixer à l’objectif Nikon afin de déterminer la transmission optique avec la tête de mesure 30 W</td></tr><tr><td>Miroir carré protégé en or</td><td>Thorlabs</td><td>PFSQ20-03-M01</td><td></td></tr><tr><td>Carte de capteur IR haute puissance</td><td>Newport</td><td>F-IRC-HP-M</td><td>Carte de capteur pour vérifier le chemin optique</td></tr><tr><td>Réticule 2"</td><td>BAM</td><td></td><td>Fait maison</td></tr><tr><td>1" réticule</td><td>BAM</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Niveau Bullseye</td> fait maison <td>Thorlabs</td><td>LCL01</td><td></td></tr><tr><td>Platine de traduction</td><td>Newport</td><td>M-UMR8.25</td><td>Utilisé pour la mesure du profil du faisceau</td></tr><tr><td>Vis micrométrique</td><td>Newport</td><td>DM17-25</td><td>Utilisé avec platine de translation M-UMR8.25</td></tr><tr><td>Iris à ouverture zéro monté</td><td>Thorlabs</td><td>ID75Z/M</td><td>utilisé pour vérifier l’optique </td></tr><tr><td>Bases de chemin et supports de poteaux Essentials Kit, composants métriques et universels</td><td>Thorlabs</td><td>ESK01/M</td><td></td></tr><tr><td>Basis Posts & Accessoires Kit Essentials, Composants Métriques et</td><td>Universels Thorlabs</td><td>ESK03/M</td><td></td></tr><tr><td>M6 Kit de vis d’assemblage et de quincaillerie</td><td>Thorlabs</td><td>HW-KIT2/M</td><td></td></tr><tr><td>Rails de construction</td><td>Thorlabs</td><td>XE25L700/M</td><td></td></tr><tr><td>1" Construction Cube</td><td>Thorlabs</td><td>RM1G</td><td>Utilisé pour le montage de rails de construction</td></tr><tr><td>Usinage par électroérosion</td><td>Sodick</td><td>AG60L</td><td>www.sodick.de</td></tr><tr><td>Bloc d’acier St37 (100 x 100 x 40) mm3</td><td>BAM</td><td></td><td>fabriqué par nos soins, vice caché avec des épaisseurs de paroi restantes de 0,25 &nbsp ; mm, 0,5 mm, 0,70 mm, 1,25 mm (illustré en bloc d’acier Figure 5)</td></tr><tr><td>St37 (100 x 100 x 40) mm</td><td>BAM</td><td></td><td>fait maison, vice caché avec des épaisseurs de paroi restantes de 1&nbsp ; mm, 1,5&nbsp ; mm, 1,75 mm, 2 mm (illustré en Figure 5)</td></tr><tr><td>Spray graphite</td><td>CRC Industries Europe NV</td><td>GRAPHIT 33</td><td>Ref. 20760, aérosol de 200 mL (Kontakt-Chemie)</td></tr><tr><td>Ruban de protection</td><td>Tesa</td><td>tesakrepp 4348</td><td>utilisé pour protéger les vices cachés lors du revêtement</td></tr></tbody></table>

localisation de défauts souterrains par chauffage structuré à l&#39;aide d&#39;une thermographie photothermique à laser

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

La méthode présentée est utilisée pour localiser des défauts de sous-sol orientés perpendiculairement à la surface. Pour ce faire, nous créons des champs d&#39;onde thermique perturbateurs de manière destructive qui sont perturbés par le défaut. Cet effet est mesuré et utilisé pour localiser le défaut. Nous formons les champs d&#39;ondes parasites destructeurs en utilisant un projecteur modifié. Le moteur léger d&#39;origine du projecteur est remplacé par un laser à diode à haute puissance couplé à la fibre optique. Son faisceau est façonné et aligné sur le modulateur de lumière spatiale du projecteur et optimisé pour un débit optique optimal et une projection homogène en caractérisant d&#39;abord le profil du faisceau et, d&#39;autre part, en le corrigant mécaniquement et numériquement. Une caméra infrarouge à haute performance (IR) est configurée selon la situation géométrique étroite (y compris les corrections des distorsions d&#39;image géométriques) et l&#39;exigence de détecter des oscillations de température faibles à la surface de l&#39;échantillon. L&#39;acquisition de données peut être effectuée une fois par synchronisationLa ronisation entre les sources de champs d&#39;ondes thermiques individuelles, le stade de balayage et la caméra IR est établie en utilisant une configuration expérimentale dédiée qui doit être accordée sur le matériel spécifique étudié. Au cours du post-traitement des données, les informations pertinentes sur la présence d&#39;un défaut sous la surface de l&#39;échantillon sont extraites. Il est récupéré à partir de la partie oscillante du rayonnement thermique acquis provenant de la ligne dite d&#39;appauvrissement de la surface de l&#39;échantillon. L&#39;emplacement exact du défaut est déduit de l&#39;analyse de la forme spatio-temporelle de ces oscillations dans une étape finale. La méthode est sans référence et très sensible aux changements dans le champ d&#39;ondes thermiques. Jusqu&#39;à présent, la méthode a été testée avec des échantillons d&#39;acier, mais s&#39;applique également à différents matériaux, en particulier aux matériaux sensibles à la température.

Après le protocole, le côté 1 de l&#39;échantillon d&#39;acier avec un défaut de subsurface à une profondeur de 0,25 mm a été choisi pour générer des résultats représentatifs. Le défaut a été initialement positionné approximativement au centre de la zone éclairée. L&#39;échantillon a ensuite été déplacé de -5 mm à 5 mm par l&#39;étape linéaire à une vitesse de 0,05 mm / s. En utilisant ces paramètres, la figure 11a montre les données de balayage après les extraire de la ...

Cette méthode vise à localiser des défauts de sous-surface verticaux. Ici, nous couplons un laser avec un modulateur de lumière spatiale et déclenchons son entrée vidéo pour chauffer une surface d&#39;échantillon de manière déterministe avec deux lignes modulées anti-phases lors de l&#39;acquisition d&#39;images thermiques hautement résolues. La position des défauts est extraite de l&#39;évaluation des minimums d&#39;interférence des ondes thermiques.

Localisation de défauts souterrains par chauffage structuré à l&#39;aide d&#39;une thermographie photothermique à laser

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

L'objectif général de cette méthode est d'utiliser un chauffage structuré et une imagerie thermique à haute résolution de manière non destructive et sans contact afin de localiser des défauts sous-jacents orientés perpendiculairement à la surface d'un échantillon d'acier. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine de l'imagerie thermique. Par exemple, quelle taille minimale et quelle profondeur maximale peut avoir un défaut pour être détecté.L'avantage principal de cette technique est que nous pouvons générer des champs d'ondes thermiques qui se propagent dans le plan d'observation, ce qui rend l'approche très sensible aux défauts orientés perpendiculairement. Ce système de thermographie photothermique à projection laser est installé sur une platine expérimentale en configuration breadboard. Ce système a déjà subi la plupart des étapes préparatoires nécessaires à son utilisation dans une expérience.À l'origine du trajet du faisceau se trouve la source laser. Cette fibre laser est fixée sur un support pour fibre laser. Ensuite, une lunette réduit le diamètre du faisceau laser à une taille appropriée pour la suite du trajet optique.Derrière l'échantillon

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Découvrez la thermographie photothermique laser pour localiser les défauts souterrains dans l'acier sans contact. Cette méthode avancée améliore la sensibilité aux défauts perpendiculaires pour des tests non destructifs.

Localisation de défauts souterrains par chauffage structuré à l'aide d'une thermographie photothermique à laser

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