The analysis of detection possibility of optical radiation pulse with thermal method
The purpose of active thermography is to detect thermal heterogeneities
or excitation energy distribution by measuring
the temperature disturbance at the surface of the examined
object in frequency or time domain. The variable component
of temperature for the harmonic excitation can be obtained as
a product of the power of excitation and thermal impedance
of the object (1):
T(ω) = P(ω) · Z(ω) (1)
In the case of thermally heterogeneous object, excited by
a power P(ω), with thermal properties represented by its thermal
diffusivity α and thermal effusivity ε, reaches at the surface
temperature described by the function T(ω). The values
of temperature response (amplitude and phase) for frequencies
of excitation spectrum carry information about the type
and location of the thermal heterogeneities.
Reconstructing the thermal properties distribution of the
object basing on the temperature response measurements
is possible if the function P(ω) describing the power of the
excitation energy is known. In the general case the optical
excitation is characterized by varied optical and frequency
spectra. Spectral character of thermal impedance causes
that the temperature response, and hence the temperature
contrast of thermal heterogeneity, significantly depend on the
frequency spectrum of the excitation pulse. It would be ideal
if the excitation spectrum was correlated with the thermal impedance
spectrum, which can be determined if the thermal
properties of the object are known. In active thermography
the excitation energy is usually performed by using optical
radiation. That is why the frequency spectrum of excitation
can be optimized by modulating its intensity in time. This can
be realized by using choppers (mechanical modulation) or
by changing the supply current (semiconductor lasers, filament
lamps, etc.). In case of pulsed sources (flashlight, laser
pulse) the excitation spectrum can be[...]
Zastosowanie funkcji korelacji do detekcji niejednorodności cieplnych struktur warstwowych metodą aktywnej termografii impulsowej
Termografia aktywna z pobudzeniem impulsowym jest metodą
diagnostyczną pozwalającą na szybką wizualizację niejednorodności
cieplnych występujących w objętości struktur
warstwowych elementów półprzewodnikowych. Powierzchnia
badanego elementu absorbująca energię impulsu promieniowania
optycznego jest źródłem zmiennego w czasie strumienia
cieplnego propagującego wewnątrz struktury [1, 2]. Temperatura
na powierzchni obiektu zależy m.in. od impedancji termicznej
pobudzanego obszaru a ta zależy od parametrów cieplnych
poszczególnych warstw struktury [3]. Rejestracja intensywności
promieniowania podczerwonego za pomocą kamery termowizyjnej
pozwala na porównanie zmian temperatury poszczególnych
punktów powierzchni badanego obiektu. Przetworzenie
sekwencji termogramów na sekwencję tzw. obrazów kontrastowych
obrazujących wyłącznie zmiany temperatury spowodowane
lokalnymi zmianami właściwości cieplnych pozwala uzyskać
obraz rozkładu niejednorodności cieplnych [2]. Ze względu na
niewielkie wartości uzyskiwanych kontrastów oraz efekty rozmycia
występujące na granicach niejednorodności poszukuje
się metod matematycznych pozwalających na poprawę jakości
uzyskanych obrazów, przez co na zwiększenie wykrywalności
niejednorodności związanych z defektami struktury [4, 5]. Autorzy
niniejszego opracowania zaproponowali wykorzystanie
funkcji korelacji w celu utworzenia obrazu korelacyjnego z sekwencji
obrazów kontrastowych. Pozwala to na wyodrębnienie
obszarów, które odpowiadają defektom struktury o parametrach
relaksacyjnych procesów cieplnych zbliżonych do wzorca.
Model badanej struktury
Badanym obiektem jest struktura złożona z trzech warstw: warstwy
krzemu o grubości 0,2 mm, warstwy przejściowej o g[...]
Comparison of oxygen index and combustion heats of some epoxy compositions Porównanie wartości wskaźnika tlenowego i ciepła spalania dla wybranych kompozycji epoksydowych DOI:10.12916/przemchem.2014.1315
A com. epoxy resin was reinforced by addn. of nanosized
org. modified montmorillonite, AlO(OH), oligomeric Me
ethylphosphate or/and melamine polyphosphate, cured with
triethylenetetraamine and studied for O2 index, combustion
heat and sp. temps. (termogravimetry). The addn. of melamine
polyphosphate (10% by mass) resulted in the highest
increase in O2 index (by 18%) and the highest decrease in
the combustion heat (by 18%). The highest surface temp.
at the autoignition was found after addn. of montmorillonite
(2% by mass) and melamine polyphosphate (5% by mass).
Omówiono wpływ wybranych środków ogniochronnych
na palność żywicy epoksydowej Epidian
5 (Ep 5). Jako inhibitory spalania zastosowano
hydroksytlenek glinu (Apyral), oligomeryczny
etylofosforan metylu (Fyrol), polifosforan melaminy
(PFM) oraz organicznie modyfikowany montmorylonit
(MM) w różnych stężeniach masowych.
Stopień uniepalnienia wybranych materiałów
określono na podstawie pomiaru wskaźnika tlenowego
(LOI) i ciepła spalania (PCS). Wyznaczono
również temperatury powierzchni materiałów,
przy których nastąpił samozapłon ich palnej fazy
gazowej oraz przeprowadzono analizę termograwimetryczną
w celu określenia stabilności termicznej
badanych materiałów. Zarówno w przypadku
pomiaru LOI, jak i PCS najskuteczniejszym
środkiem ogniochronnym okazał się PFM użyty
w ilości 10% mas. Najwyższą temperaturę powierzchni
w chwili samozapłonu otrzymano
w przypadku gęstości promieniowania cieplnego
30 kW/m2 dla próbki Ep 5 + 2% MM + 5% PFM.Tworzywa sztuczne mają w ostatnich dziesięcioleciach coraz szersze
spektrum zastosowań w różnych dziedzinach techniki. Ocenia się,
że 50% produkowanych żywic epoksydowych znajduje zastosowanie
w produkcji farb, lakierów i klejów, 20% w budownictwie i 20%
w elektronice. Perspektywiczną dziedziną zastosowania żywic epoksydowych
jest sektor energii wiatrowej i związane z tym rosnące zapotrzebowanie
na epoksydowe wiatraki1). Swoją popularność two[...]