Laserbaseret ultralydsmetode giver ny retning for ikke-destruktiv testning

Mange industribygninger, herunder atomkraftværker og kemiske anlæg stole på ultralydsinstrumenter, der løbende overvåger deres systems strukturelle integritet uden at beskadige eller ændre deres funktioner. En ny teknik trækker på laserteknologi og stearinlys sod for at generere effektive ultralydsbølger til ikke -destruktiv testning og evaluering.

Et team af forskere anvender ultralyds-ikke-destruktiv testning (NDT), der involverer forstærkning af signalet fra en fotoakustisk laserkilde ved hjælp af laserabsorberende plaster fremstillet af en række nanopartikler fra stearinlys og polydimethylsiloxan. De diskuterer deres arbejde i denne uges Anvendt fysik bogstaver .

Fremgangsmåden markerer et af de første NDT -systemer, der kombinerer elementer af kontakt og ikke -kontakt ultralydstest. Resultaterne af generering af sådanne ultralydsbølger med den fotoakustiske patch viser løftet om den brede vifte af ikke -kontaktapplikationer til NDT.

"Laserbaseret NDT-metode har fordele ved temperaturuafhængig måling og bred vifte af overvågningsområde ved let at ændre enhedens position, "sagde Taeyang Kim, en forfatter på papiret. "Denne teknik giver en meget fleksibel og enkel metode til ikke -kontakt og fjerngenerering af ultralydsoverflader."

Ultralydbølger kan laves, når en kraftfuld laser rammer en overflade. Varmen produceret af impulserne fremkalder et mønster af ekspansion og komprimering på det belyste område, giver et ultralydssignal. Bølgerne producerede, kaldet Lammebølger, derefter rejse gennem materiale som en elastisk bølge.

Gruppen brugte stearin -sod -nanopartiklerne parret med polydimethylsiloxan til at absorbere laseren. De vendte sig til stearinlys sod, fordi den er let tilgængelig og effektiv til at absorbere lasere og kan producere den elastiske ekspansion, der er nødvendig for at lave den fotoakustiske omdannelse, der genererer lammebølgen.

Ved at placere partiklen i plasteret i et line array, de var i stand til at indsnævre bølgernes båndbredde, filtrering af uønskede bølgesignaler og øget analytisk nøjagtighed. Forskerne valgte et aluminiums -sensingsystem til den modtagende transducer.

Patchen øgede amplituden mere end to gange i forhold til forholdene uden patch og bekræftede, at den producerede smallere båndbredde end andre forhold.

Kim sagde spørgsmålet om, hvordan tilgangens holdbarhed i industrielle omgivelser forbliver, samt hvor godt lapperne klarer sig på buede og ru overflader.

"Nye NDT -systemer vil tiltrække mere opmærksomhed for at undersøge de optimale materialer til plastret eller forskellige applikationer til NDT -industrier, " han sagde.

Næste, teamet ser ud til at teste systemet i ikke-destruktive testscenarier ved høj temperatur.