Name: Subsurface Defect Localisatie door Gestructureerde Verwarming Met Laser Geprojecteerde Phot Thermische Thermografie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-15T14:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 34 s
Description: Leer gestructureerde verwarming met laser-geprojecteerde fotothermische thermografie om ondergrondse defecten in staal op te sporen. Deze niet-destructieve methode biedt hoge gevoeligheid voor kleine en diepe defecten.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

We willen Taarna Studemund en Hagen Wendler bedanken voor het maken van foto&#39;s van de experimentele opstelling en het voorbereiden van ze voor publicatie van figuren. Verder willen we Anne Hildebrandt bedanken voor de steekproefvoorbereiding en Sreedhar Unnikrishnakurup, Alexander Battig en Felix Fritzsche voor het proeflezen.

<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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het gepresenteerde protocol beschrijft hoe u kunstmatige ondergrondseffecten kunt lokaliseren die loodrecht op het oppervlak zijn gericht. Het hoofdgedachte van de methode is het creëren van interfererende thermische golfvelden die interfereert met het ondergrondse defect. De belangrijkste stappen zijn: (i) het combineren van een SLM met een diode laser om twee alternerende high power verlichtingspatronen op het monster oppervlak te maken; Deze patronen worden fotothermisch omgezet in coherente thermische golfvelden, (i...

De laserprojecteerde fototermische thermografie (LPPT) methode wordt gebruikt om ondergrondse defecten te lokaliseren die in het volume van het testmonster zijn ingebed en overwegend loodrecht op het oppervlak zijn georiënteerd. De werkwijze gebruikt de destructieve interferentie van twee anti-gefaseerde thermische golfvelden met dezelfde verlenging en frequentie zoals getoond in Figuur 1b . Bij isotrope defectvrije materialen neutraliseren de thermische golven destructief ( dwz nul temperatuur oscillatie) op het symmetrische vlak door coherente superpositie. Bij een materiaal met een ondergrondse afwijking maakt de methode gebruik van de interactie van de laterale componenten ( dwz in het vliegtuig) tussen de transiënte warmtestroom en dit defect. Deze interactie kan worden gemeten in een herschikte oscillerende temperatuurverlenging bij de symmetrie lijn op het monsteroppervlak. Nu wordt het defect bevattende monster gescand door het overgelegde thermische golfveld enHet niveau van de temperatuurverlenging wordt gemeten in relatie tot de steekproefpositie. Vanwege de symmetrie wordt de destructieve interferentie voorwaarde nog eens voldaan wanneer het defect het symmetrievlak overschrijdt; Dit stelt ons in staat het defect zeer gevoelig te lokaliseren. Aangezien het niveau van maximale storing van de destructieve storing correleert met de diepte van het defect, is het mogelijk om de diepte ervan te bepalen door de temperatuurscanning 1 te analyseren. De LPPT kan worden toegewezen aan de actieve thermografie-methode, een gevestigde niet-destructieve methode, waarbij transiente verwarming actief wordt gegenereerd en de resulterende, ook voorbijgaande, temperatuurverdeling wordt gemeten via een thermische IR-camera. In het algemeen is de gevoeligheid van deze methodiek beperkt tot defecten die in hoofdzaak loodrecht op de transiënte warmtestroom zijn georiënteerd. Bovendien, aangezien de regulerende transiente warmtegeleidingvergelijking een parabolische partiële differe isNtial equation, de warmtestroom in het volume is sterk gedempt. Als gevolg hiervan is de proefdiepte van de actieve thermografie-methode beperkt tot een nabijgelegen gebied, meestal in het millimeterbereik. Twee van de meest gangbare actieve thermografie technieken zijn gepulseerd en lock-in thermografie. Ze zijn snel te wijten aan platte optische oppervlakverlichting 2 , maar leiden tot een transiënte warmtestroom loodrecht op het oppervlak. Daarom is de gevoeligheid van deze technieken beperkt tot defecten die overwegend parallel gericht zijn ( bijv. Delaminaties of vochtigheid) aan het verwarmde monsteroppervlak. Een empirische regel voor gepulseerde thermografie stelt dat &quot;de straal van het kleinste detecteerbare defect minimaal een tot twee keer groter is dan de diepte onder het oppervlak&quot; 3 . Om het effectieve interactiegebied te verhogen tussen een loodrecht georiënteerd defect ( bijv. Een kraak) en de warmtestroom, moet de richting van de warmtestroom zijnveranderd. Lokale excitatie, bijvoorbeeld door een gefocusseerde laser met een lineaire of cirkelvormige plek te gebruiken, genereert een warmtestroom met een in-vliegtuigcomponent die effectief kan interageren met het loodrecht defect 4 , 5 , 6 , 7 . In de gepresenteerde methode gebruiken we ook de zijdelingse warmtestroomcomponenten om ondergrondseffecten te detecteren, maar we gebruiken het feit dat thermische golven overbelast kunnen worden, terwijl defecten, vooral verticaal georiënteerde, deze superpositie verstoren. Op deze manier lijkt de gepresenteerde werkwijze op een referentievrije, symmetrische en zeer gevoelige methode, omdat het mogelijk is om kunstmatige ondergrondseffecten op een breedte / diepteverhouding van ver onder de 8 , 9 te detecteren. Tot nu toe was het moeilijk om twee anti-gefaseerde thermische golfvelden te creëren die voldoende energie leveren. We hebben deze b bereiktY een ruimtelijke lichtmodulator (SLM) koppelen aan een high-power diode laser, waardoor we de hoge optische kracht van het lasersysteem kunnen combineren met de ruimtelijke en temporale resolutie van de SLM (zie figuur 2 ) in een high-power projector . De thermische golfvelden worden nu gecreëerd door fotothermische omzetting van twee anti-gefaseerde sinusvormige modulerende lijnpatronen via de pixelhelderheid van het geprojecteerde beeld (zie figuur 2 , figuur 1a ). Dit leidt tot gestructureerde verhitting van het monsteroppervlak en resulteert in goed gedefinieerde destructieve interfererende thermische golfvelden. Om een ​​ondergrond defect te vinden, wordt de storing van de destructieve inferentie gemeten als een temperatuuroscillatie op het oppervlak met behulp van een IR-camera. De term thermische golf wordt omstrede besproken omdat thermische golven geen energie vervoeren door het diffusieve karakter van de warmtevermeerdering. Toch is er golfachtig gedrag als hij<html> Ting periodiek, waardoor we overeenkomsten kunnen maken tussen echte golven en diffusieprocessen 10 , 11 , 12 . Zo kan een thermische golf worden begrepen als zeer gedempt in de voortplantingsrichting, maar periodiek over de tijd ( Figuur 1b ). De karakteristieke thermische diffusie lengte <img alt="Vergelijking 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733eq1.jpg" /> Wordt hierbij beschreven door zijn materiële eigenschappen (thermische geleidbaarheid k , warmtecapaciteit cp en dichtheid ρ ) en de excitatiefrequentie ƒ. Hoewel de thermische golf sterk afvalt, kan de golf natuur aangewend worden om inzicht te krijgen in de eigenschappen van het monster. De eerste toepassing van thermische golfinterferentie werd gebruikt om de dikte van lagen te bepalen. In tegenstelling tot onze methode werd het interferentie effect gebruikt in de diepteafmeting ( dwz loodrecht op het oppervlak)<html> Ref &quot;&gt; 13. Het uitbreiden van het idee van interferentie met een tweede dimensie door het splitsen van een laserstraal, thermische golfinterferentie werd gebruikt om ondergrondse defecten 14 te grootte. Deze methode werd nog steeds in de transmissieconfiguratie toegepast, wat betekent dat het door de penetratie werd beperkt Diepte van de thermische golf. Bovendien, omdat er slechts één laserbron is gebruikt, is deze methode van toepassing op constructieve interferentie, wat betekent dat een defectvrije referentie nodig is. Behalve het idee van thermische golfinterferentie, is de eerste technische aanpak van ruimtelijk en Tijdelijk gecontroleerde verwarming werd uitgevoerd door Holtmann et al. Door gebruik te maken van een niet-gemodificeerde LCD-projector met vloeibare kristal (LCD) met de ingebouwde lichtbron, die erg beperkt was in zijn optische uitgangsvermogen 15. Verdere aanpak van Pribe en Ravichandran gericht op het vergroten van de optische Output vermogen door ook een laser aan een SLM 16 te koppelen ,<html> S = &quot;xref&quot;&gt; 17. Het hier beschreven protocol beschrijft hoe u de LPPT-methode toepast om ondergrondseffecten te lokaliseren die loodrecht op het oppervlak van staalmonsters zijn gericht. De methode is in een vroeg stadium maar toch krachtig genoeg om de voorgestelde aanpak te valideren; Het is echter nog beperkt in termen van de haalbare optische uitgangsvermogen van de experimentele opstelling. Aangezien de toename van de optische uitgangsvermogen een uitdaging blijft, wordt de gepresenteerde werkwijze toegepast op gecoat staal dat kunstmatige elektrisch ontladingsbewerking bevat. Niettemin houden de belangrijkste en meest kritische stappen van het protocol, die een homogene gestructureerde verlichting genereren, de vereisten voor destructieve thermische golfinterferentie en het lokaliseren van het defect, nog steeds vast voor meer veeleisende gebreken. Aangezien de regulerende hoeveelheid de thermische diffusielengte μ is, kan de LPPT-methode ook op tal van verschillende materialen worden toegepast. nt &quot;&gt; <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig1.jpg" /> Figuur 1: Principe van destructief interferentie effect. (A) Schematisch van het verlichtingspatroon dat tijdens experimenten werd gebruikt. Het monster wordt ruimtelijk en tijdelijk verhit door twee periodiek verlichte patronen met een faseverschuiving van π. De streeplijn vertegenwoordigt de symmetrie lijn tussen beide patronen. Deze lijn wordt gebruikt voor evaluatie als een &quot;uitputting lijn&quot;. ( B ) Diagram van het ruimtelijk en tijdelijk opgelost afwisselend thermisch resultaat zoals berekend uit de analytische oplossing van de warmte-geleidingsvergelijking. Het geeft de reactie thermische golven aan de verlichting van (a) met een bestraling van de twee patronen met P opt 1 = 1,5 W sin (2π 0.125 Hz t ) + 1,5 W en P opt 2 = 1,5 W sin (2π 0.125 Hz t + Π) + 1,5 W voor bouwstaal ρ </Em&gt; = 7,850 kg / m3, cp = 461 J / (kg · K), k = 54 W / (m · K). Het temperatuurprofiel bij de stippellijn laat geen thermische oscillatie zien voor homogeen, isotropisch materiaal. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <img alt="Figuur 2" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig2.jpg" /> Figuur 2: Schematisch van het meetprincipe van gestructureerde verwarming gebruikt in actieve thermografie. Een Gaussische straal, gehomogeniseerd naar een tophoedprofiel, wordt toegepast op een ruimtelijke lichtmodulator (SLM). De SLM verwerpt de straal ruimtelijk door zijn omschakelbare elementen en tijdelijk door de schakelnelheid. Elk element vertegenwoordigt een SLM-pixel. In dit experiment is de SLM een digitaal microspiegelapparaat (DMD). Door de pixel helderheid A te moduleren met een tijd deterministische controle software, het monster oppervlakWordt op een gestructureerde manier verwarmd. Bij het gepresenteerde experiment moduleren we twee anti-gefaseerde lijnen (fasen: φ = 0, π), die de oorsprong hebben van coherente interfererende thermische golfvelden bij de hoekfrequentie ω. De golfvelden interageren met de binnenste structuur van het monster en beïnvloeden ook het temperatuurveld op het oppervlak. Dit wordt gemeten via zijn thermische straling door middel van een infrarood camera in het midden van de golf. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig2large.jpg" target="_blank">Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table><tbody><tr><td>500 W diode laser system, 940 nm</td><td>Laserline</td><td>LDM 500 - 20</td><td>Pilot laser class 2 @ 650&nbsp;nm, diode laser is a class 4 laser system --> special laboratory needed</td></tr><tr><td>Laser control box</td><td>Laserline</td><td>Laser control box LDM</td><td>Add on to the laser system, used to switch electronically, laser threshold, shutter, laser on 0 V..5 V TTL</td></tr><tr><td>Control box scanner</td><td>Laserline</td><td></td><td>Add on to the laser system, used to adjust the optical output power via analog signal from 0&nbsp;V..10 V</td></tr><tr><td>Fiber Laser Mount 2", f = 80 mm</td><td>Laserline</td><td></td><td>Add on to the laser system</td></tr><tr><td>Multifunction Data Aquisition (DAQ) Device + BNC Terminal</td><td>National Instruments</td><td>NI-USB 6251</td><td>The DAQ card is used to trigger the IR camera,&nbsp; the DLP Light Commander 5500, control Laser and diode PDA 36A</td></tr><tr><td>Standard - PC&nbsp;</td><td></td><td></td><td>Control PC - graphic card for two screens, at least 4 x USB, Windows based</td></tr><tr><td>BNC cabel</td><td></td><td></td><td>Standard cable</td></tr><tr><td>HDMI cable</td><td></td><td></td><td>Standard cable</td></tr><tr><td>Micro USB to USB cable</td><td></td><td></td><td>Standard cable</td></tr><tr><td>LabVIEW 2013 SP1 Development System</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Development environment for device control</td></tr><tr><td>LPPT control software</td><td>BAM</td><td></td><td>part of the LPPT software package by LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>LPPT intensity&nbsp; software</td><td>BAM</td><td></td><td>part of the LPPT software package by LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>LPPT laser control software</td><td>BAM</td><td></td><td>part of the LPPT software package by LabVIEW 2013 SP1</td></tr><tr><td>Matlab 2016b</td><td>MathWorks</td><td></td><td>Postprocessing of the measurement data</td></tr><tr><td>LPPT postprocessing software</td><td>BAM</td><td></td><td>Postprocessing of the measurement data</td></tr><tr><td>IR camera control PC</td><td>InfraTec</td><td></td><td>Control PC is supplied by camera distributor</td></tr><tr><td>IR camera control software</td><td>InfraTec</td><td>Irbis 3 Professional</td><td></td></tr><tr><td>InfraTec SDK</td><td>InfraTec</td><td></td><td>Dynamic Link Library as interface between the native data aquisition format of Infratec and Matlab</td></tr><tr><td>IR camera</td><td>InfraTec</td><td>Image IR 8300</td><td>640 x 512, cooled InSb detector, wavelength 2&nbsp;&micro;m..5.7 &micro;m, noise = 20&nbsp;mK + accessories (LAN cable, Digital in/out cable, space ring, power supply, case)</td></tr><tr><td>Tripod</td><td>Manfrotto</td><td>161MK2B</td><td></td></tr><tr><td>IR camera mount</td><td>Manfrotto</td><td>405</td><td></td></tr><tr><td>Projector development kit (PDK) for digital light processing (DLP) technology (DLP Light Commander 5500)</td><td>Logic PD</td><td>DLP-LC-DLP5500-10R</td><td>DLP5500 Digital Micromirror Device from Texas Instruments included, light engine and case need to be disassembed</td></tr><tr><td>PDK control software</td><td>Logic PD</td><td></td><td>Included when delivered, DLP Light Commander control software</td></tr><tr><td>Mechanical platform for the PDK</td><td>BAM</td><td></td><td>Self made (140 x 230 x 420) mm3</td></tr><tr><td>Power meter control unit</td><td>Ophir</td><td>Vega</td><td>USB Interface</td></tr><tr><td>30 W power meter head&nbsp;</td><td>Ophir</td><td>30(150)A-LP1-18</td><td>Power meter head to determine Transmission of the projector system</td></tr><tr><td>500 W power meter head</td><td>Ophir</td><td>FL500A</td><td>Power meter for process supervision</td></tr><tr><td>Motion controller</td><td>Newport</td><td>ESP301</td><td>with USB Interface</td></tr><tr><td>Translation stage</td><td>Newport</td><td>M-ILS200CC</td><td>Connected to ESP301</td></tr><tr><td>Photodiode with amplifier</td><td>Thorlabs</td><td>PDA 36A-EC</td><td>1" mount</td></tr><tr><td>Reflective filter ND1</td><td>Thorlabs</td><td>ND10A</td><td>to be mounted to the PDA 36A</td></tr><tr><td>Pinhole 1"</td><td>Thorlabs</td><td>P1000S</td><td>to be mounted to the PDA 36A</td></tr><tr><td>Optical aluminium breadboard&nbsp;</td><td>Thorlabs</td><td>MB60120/M</td><td>(1,200 mm x 900 mm) base</td></tr><tr><td>Plano Convex Lens f = 200 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1979-B</td><td>Coated for IR, first telescope lens</td></tr><tr><td>Plano Convex Lens f = 75 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1145-B</td><td>Coated for IR, second telescope lens</td></tr><tr><td>xy-translation stage</td><td>Newport</td><td>M401</td><td>Used for adjusting the telecope</td></tr><tr><td>Beamsampler</td><td>Thorlabs</td><td>BSF20-B&nbsp;</td><td>Splits the optical output, used to reduce the optical input for the projector system</td></tr><tr><td>Mirror</td><td>Thorlabs</td><td>BB2-E03</td><td>Mirror for coupling the beam to the DLP Light Commander</td></tr><tr><td>Heavy duty lab jack</td><td>Thorlabs</td><td>L490</td><td>Used for the fiber mount and on top of the linear stage to position the sample (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>Objective for DLP Light Commander, 50 mm</td></tr><tr><td>Plano Convex Lens f = 100 mm</td><td>Thorlabs</td><td>LA1050 -B</td><td>Lens is attached to the Nikon Objective</td></tr><tr><td>Bi-Convex Lens f = 60&nbsp;mm</td><td>Thorlabs</td><td>LB1723 -B</td><td>Lens to be attached to the Nikon objective in order to determine the optical transmission with the 30 W measurement head</td></tr><tr><td>Square protected gold mirror</td><td>Thorlabs</td><td>PFSQ20-03-M01</td><td></td></tr><tr><td>High power IR sensor card</td><td>Newport</td><td>F-IRC-HP-M</td><td>Sensor card to check the optical pathway</td></tr><tr><td>2" crosshairs</td><td>BAM</td><td></td><td>Self-made</td></tr><tr><td>1" crosshairs</td><td>BAM</td><td></td><td>Self-made</td></tr><tr><td>Bullseye level</td><td>Thorlabs</td><td>LCL01</td><td></td></tr><tr><td>Translation Stage</td><td>Newport</td><td>M-UMR8.25</td><td>Used for measuring the beam profile</td></tr><tr><td>Micrometer screw</td><td>Newport</td><td>DM17-25</td><td>Used with translation stage M-UMR8.25</td></tr><tr><td>Mounted Zero Aperture Iris</td><td>Thorlabs</td><td>ID75Z/M</td><td>used to check the optical pathway</td></tr><tr><td>Bases and Post Holders Essentials Kit, Metric and Universal Components</td><td>Thorlabs</td><td>ESK01/M</td><td>Basis</td></tr><tr><td>Posts &amp; Accessories Essentials Kit, Metric and Universal Components</td><td>Thorlabs</td><td>ESK03/M</td><td></td></tr><tr><td>M6 Cap Screw and Hardware Kit</td><td>Thorlabs</td><td>HW-KIT2/M</td><td></td></tr><tr><td>Construction Rails</td><td>Thorlabs</td><td>XE25L700/M</td><td></td></tr><tr><td>1" Construction Cube</td><td>Thorlabs</td><td>RM1G</td><td>Used to mount construction rails</td></tr><tr><td>Electrical discharge machining</td><td>Sodick</td><td>AG60L</td><td>www.sodick.de</td></tr><tr><td>St37 block of steel (100 x 100 x 40) mm3</td><td>BAM</td><td></td><td>self-made, hidden defect with remaining wall thicknesses of 0.25&nbsp;mm, 0.5 mm, 0.70 mm, 1.25&nbsp;mm (shown in Figure 5)</td></tr><tr><td>St37 block

subsurface defect localisatie door gestructureerde verwarming met laser geprojecteerde phot thermische thermografie

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

De gepresenteerde methode wordt gebruikt om ondergrondse defecten die loodrecht op het oppervlak zijn gericht te lokaliseren. Om dit te bereiken creëren we destructieve thermische golfvelden die door het defect worden verstoord. Dit effect wordt gemeten en gebruikt om het defect te lokaliseren. We vormen de destructief interfererende golfvelden door gebruik te maken van een gewijzigde projector. De originele lichtmotor van de projector wordt vervangen door een vezelkoppelde high-power diode laser. De straal is gevormd en afgestemd op de ruimtelijke lichtmodulator van de projector en is geoptimaliseerd voor optimale optische doorvoer en homogene projectie door het balkprofiel eerst te karakteriseren en, tweede, het mechanisch en numeriek te corrigeren. Een high-performance infrarood (IR) camera is ingesteld op basis van de strakke geometrische situatie (inclusief correcties van de geometrische beeldvervormingen) en de vereiste om zwakke temperatuuroscillaties op het monsteroppervlak te detecteren. Gegevensverzameling kan één keer per synchronisatie worden uitgevoerdRonisatie tussen de individuele thermische golfveldbronnen, het scannen stadium en de IR-camera wordt opgesteld door gebruik te maken van een speciale experimentele setup die moet worden afgestemd op het specifieke materiaal dat wordt onderzocht. Tijdens de data na verwerking wordt de relevante informatie over de aanwezigheid van een defect onder het oppervlak van het monster geëxtraheerd. Het wordt opgehaald uit het oscillerende deel van de verworven thermische straling die afkomstig is van de zogenaamde uitputting lijn van het monsteroppervlak. De exacte locatie van het defect is afgeleid van de analyse van de ruimtelijke-temporale vorm van deze oscillaties in een laatste stap. De methode is referentievrij en zeer gevoelig voor veranderingen binnen het thermische golfveld. Tot nu toe is de methode getest met staalmonsters, maar ook van toepassing op verschillende materialen, met name aan temperatuurgevoelige materialen.

Na het protocol werd pagina 1 van het staalmonster met een ondergrond defect op een diepte van 0,25 mm gekozen om representatieve resultaten te genereren. Het defect was aanvankelijk gepositioneerd ongeveer in het midden van het verlichte gebied. Het monster werd vervolgens verplaatst van -5 mm tot 5 mm via het lineaire stadium met een snelheid van 0,05 mm / s. Met behulp van deze parameters, toont Figuur 11a de scangegevens na het verwijderen van deze uit de uitputting ...

Deze methode streeft naar het lokaliseren van verticale ondergrondse defecten. Hier koppelen we een laser aan met een ruimtelijke lichtmodulator en trekken de video-ingang om deterministisch een monsteroppervlak te verwarmen met twee antifase gemoduleerde lijnen, met het verwerven van sterk opgeloste thermische beelden. De defectpositie wordt opgehaald om de thermische golfinterferentie minima te evalueren.

Subsurface Defect Localisatie door Gestructureerde Verwarming Met Laser Geprojecteerde Phot Thermische Thermografie

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

Het algemene doel van deze methode is om gestructureerde verhitting en thermische beeldvorming met een hoge resolutie op een niet-destructieve en contactloze manier te gebruiken om onderoppervlakse defecten te lokaliseren die loodrecht op het oppervlak van een staalmonster zijn georiënteerd. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van de thermische beeldvorming. Bijvoorbeeld: hoe klein en hoe diep een defect kan zijn om nog gedetecteerd te kunnen worden.Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat we thermische golfvelden kunnen genereren die zich voortplanten in het observatievlak, waardoor de methode zeer gevoelig is voor loodrecht georiënteerde defecten. Dit lasergeprojecteerde fotothermische thermografiesysteem is op een optische tafel opgesteld. Dit systeem heeft de meeste voorbereidende stappen ondergaan die nodig zijn voor gebruik in een experiment.Aan het begin van het straalpad bevindt zich de laserbron. Deze laservezel wordt ondersteund door een laservezelhouders. Vervolgens reduceert een telescoop de straaldiameter van de laser tot een geschikte grootte voor het verdere verloop van de straallijn.Achter de straalsampler abso

subsurface-defect-localization-structured-heating-using-laser

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

We dat kwaadaardige pigmentvlekken aangetoond met een verhoogde metabole activiteit genereren meetbare hoeveelheden warmte en de meting van de voorbijgaande thermische reactie van de huid een koel-excitatie maakt kwantitatieve identificatie van melanoom en andere huidkankers (versus niet-proliferatieve naevi) in een vroeg stadium van de ziekte.

Kwantitatieve Visualisatie en detectie van huidkanker Met behulp van Dynamic Thermal Imaging

AN MRI-compatibele maat ontworpen laser gebaseerde verwarmingsapparaten ontwikkeld plaatselijke verhitting van subcutane tumoren verschaffen om afgifte van stoffen uit warmte gevoelige liposomen activeert specifiek op het tumorgebied.

Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance

Europium thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) een optische luminescentie lijn bij 612 nm, waarvan de activering efficiëntie sterk af met de temperatuur. Indien een monster bekleed met een dunne film van dit materiaal micro-afgebeeld, kan de 612 nm luminescentie reactie intensiteit worden omgezet in een rechtstreekse kaart monster oppervlaktetemperatuur.

High-resolution thermische Micro-imaging Met behulp europiumchelaat Lichtgevende Coatings

Hier wordt een originele experimentele opstelling voor het verwarmen van cellen in een cultuurschotel met behulp van 1,94 μm continu-wave laserstraling geïntroduceerd. Met behulp van deze methode kunnen de biologische reacties van retinale pigmentepitheliale cellen (RPE) na verschillende thermische blootstellingen worden onderzocht.

Continu-golf Thulium Laser voor Verwarming Cultured Cells om Cellulaire Thermal Effecten te onderzoeken

Lasers worden vaak gebruikt in studies van de cellulaire respons op DNA-schade. Echter, ze genereren lesies waarvan de afstand, frequentie en botsingen met replicatievorken worden zelden gekenmerkt. We beschrijven een benadering die de bepaling van deze parameters laser gelokaliseerde crosslinks tussen de strengen mogelijk maakt.

Single Molecule Analyse van de Laser Gelokaliseerde Psoralen Adducten

De thermoplasmonische punctiemethode integreert confocale microscopie, optische pincetten en gouden nanodeeltjes om eiwitreacties te bestuderen tijdens plasmamembraanherstel in cellen en gigantische unilamellaire blaasjes. De techniek maakt een snelle en gelokaliseerde membraanpunctie mogelijk, waardoor de belangrijkste eiwitten en hun functionele rol in de ingewikkelde plasmamembraanreparatiemachines kunnen worden geïdentificeerd.

Een thermoplasmonische benadering voor het onderzoeken van plasmamembraanherstel in levende cellen en modelmembranen

Dit artikel presenteert het protocol voor het voorbereiden van tumorweefselfantomen die optische eigenschappen repliceren voor plasmonische fotothermische therapie. Het beschrijft fantoomvoorbereiding, fotothermische evaluaties en validatie van het ontwikkelde numerieke model op basis van fotothermische temperatuurmetingen voor het beoordelen van therapeutische parameters, en biedt een ethisch, kosteneffectief alternatief voor in vivo studies voor voorbereidende tests.

Plasmonische fotothermische kankertherapie: in nanodeeltjes ingebedde tumorweefsel-nabootsende fantomen voor het visualiseren van fotothermische temperatuurverdeling

Er wordt een methode gepresenteerd voor het opleggen van oppervlaktetopografie van lichtabsorberende composietpolymeermaterialen, met name magnetoactieve elastomeren (MAE's), door gebruik te maken van lasermicrobewerking. Deze methode maakt een grote flexibiliteit mogelijk in topografische ontwerpen en rapid prototyping. Een voorbeeld van het structureren van MAE-oppervlakken, karakterisering en hun reactie op het externe magnetische veld wordt gedemonstreerd.

Lasermicrobewerking voor het ontwerp van de topografie van polymeeroppervlakken

Dit artikel presenteert de Frequency Domain Thermoreflectance (FDTR) techniek voor lokale niet-destructieve thermische karakterisering en beeldvorming.

De frequentiedomein-thermoreflectantietechniek voor thermische eigenschapsmetingen

Een experimentele methode om het begin van de plasma-evolutie veroorzaakt door ultrakorte laserpulsen te onderzoeken beschreven. Met behulp van deze methode worden de beelden van hoge kwaliteit van de vroege plasma verkregen met een hoge ruimtelijke en temporele resoluties. Een nieuwe geïntegreerde atomistisch model wordt gebruikt om te simuleren en uit te leggen de mechanismen van de vroege plasma.

Onderzoek naar vroege Plasma Evolution geïnduceerd door ultrakorte laserpulsen

Leer gestructureerde verwarming met laser-geprojecteerde fotothermische thermografie om ondergrondse defecten in staal op te sporen. Deze niet-destructieve methode biedt hoge gevoeligheid voor kleine en diepe defecten.

Subsurface Defect Localisatie door Gestructureerde Verwarming Met Laser Geprojecteerde Phot Thermische Thermografie

Meer video's verkennen