ترموگرافی ارتعاشی
ترموگرافی ارتعاشی یک نوع آزمون غیر مخرب است که نظیر ترموگرافی فعال برای یافتن عیوب داخلی قطعات مورد استفاده قرار میگیرد. در شکل ۳ طرح شماتیک ترموگرافی ارتعاشی به نمایش گذاشته شده است. در این روش با استفاده از ارتعاشات فراصوت (با دامنه کوتاه و فرکانس بالا)، قطعه گرم می شود. معمولا یک سیگنال فراصوت به طور مستمر طی مدت زمان کمتر از چند ثانیه به قطعه مورد آزمایش اعمال می شود تا در داخل آن آشفتگی ایجاد نماید. ارتعاشات فرکانس بالایی که به داخل قطعه اعمال می گردد، در محل ناپیوستگی ها (ترک و توّرق) مقداری از انرژی مکانیکی خود را به صورت گرما از دست می دهد و دمای قطعه افزایش می یابد. در این هنگام دوربین ترموگرافی (دوربین مادون قرمز) باجمع آوری طیف مادون قرمز گسیل شده از قطعه، دما سطح جسم را اندازه گیری کرده و آن را به یک تصویر رنگی با کیفیت بالا تبدیل می کند. در این تصویر توزیع دما در سطح قطعه به وضوح قابل مشاهده است. معمولا این تصاویر قابل انتقال به کامپیوتر بوده و توسط نرم افزارهای خاص می توان اطلاعات آنها را تحلیل نمود. به این ترتیب با توجه به نحوه توزیع دما در داخل قطعه، می توان به وجود عیب در آن پی برد. ترموگرافی یک روش تصویر برداری میدان تاریک است که در آن عیب موجود در قطعه مانند منبع گرما عمل می کند و به این ترتیب داده ها راحت تر پردازش می شوند.
ترموگرافی ارتعاشی یکی از روش های مناسب شناسایی جدایش بین لایه ای در کامپوزیت هاست. در این روش با ارسال امواج مکانیکی به درون قطعه، نواحی دارای جدایش بین لایه ای در اثر ساییده شدن به یکدیگر به یک مبدل حرارتی تبدیل می گردند. به این ترتیب انرژی ناشی از امواج مکانیکی به انرژی حرارتی تبدیل میشود. ترموگرافی فعال یک روش تصویربرداری مادون قرمز است، ترموگرافی فعال به ترموگرافی جریان حرارت فعال معروف است. با این روش می توان مشخصات زیر سطح یک قطعه را به تجهیزات خاصی منتقل کرد. برای این کار قطعه به آرامی و با دقت توسط یک پالس کوتاه گرم می شود. تصویر این الگوی دمایی به همراه مشخصات حرارتی درون قطعه ثبت میگردد. بنابراین هر تفاوت در انتقال حرارت و تغییرات ظرفیت حرارتی قطعه قابل رویت می شود.

در این تحقیق از سیستم پایش سلامت دانشگاه علوم و فناوری کشور لهستان استفاده گردید که با نام تجاری مانیت شناخته می گردد. با این سیستم هر دو نمونه آزمایش در معرض امواج فراصوت با فرکانس ۳۵ کیلوهرتز قرار گرفتند. ضمنا با استفاده از یک دوربین آشکارساز فونون (دوربین حرارتی یا مادون قرمز) که نام تجاری آن سِدیپ سیلور ۴۲۰ اِم می باشد، از نمونه ها تصاویر حرارتی متوالی ثبت شد. مبدل (پِراب) در هر ۵۰۰ میلی ثانیه داخل تَب های (باریکه های) مورد آزمایش ارتعاشاتی می فرستاد و یک دوربین ترموگرافی به مدت ۳ ثانیه از سیگنال های منعکس شده که فرکانس آنها ۱۰۰ هرتز بود، تصاویری ثبت می نمود. نتیجه این بازرسی غیر مخرب در شکل ۴ نمایش داده شده است.

تصاویر فوق توزیع دما در سطح هر دو نمونه را نشان می دهند. ۵۰۰ میلی ثانیه پس از رسیدن پالس های فراصوت به داخل نمونه ها، تصاویر مذکور ثبت شدند. همانطور که در شکل ۴-الف ملاحظه میگردد، در لبه وصله ترمیمی بدون عیب، دما به اندازه ناچیزی افزایش یافته است که آن هم مربوط به اولین لایه کامپوزیت است که به طور کامل به زیر لایه نچسبیده بود. شکل ۴-ب وصله تعمیری عیب دار را نشان میدهد. در این تصویر نقاط روشن نشان دهنده محل هایی است که در آنها بین وصله و زیر لایه چسبندگی وجود نداشته است. در نمونه عیب دار دما ۶ برابر نمونه بدون عیب افزایش یافته بود. در این آزمایش حداقل و حداکثر دمای هردو نمونه اندازه گیری شد و با توجه به آنها میزان افزایش دما محاسبه گردید. به نظر می رسد که وجود عیب بر بالا رفتن دما در مرز وصله بدون عیب بیشتر تاثیر داشته است اما حقیقت آن است که وجود عیب بر بالا رفتن دما در هر دو نمونه به یک اندازه نقش داده است.

ادامه این گزارش در خبرنامه بعدی منتشر خواهد شد.