Termowizja aktywna w badaniach obiektów

Nowoczesne kamery termowizyjne wraz ze specjalistycznym oprogramowaniem analizującym są wykorzystywane w innowacyjnej metodzie badań nieniszczących - termowizji aktywnej. Polega ona na przeprowadzaniu stymulacji cieplnej badanego materiału, a następnie analizie jej wpływu na badaną powierzchnię. Dzięki takim badaniom można wykryć wszelkie wady i zmiany występujące w wewnętrznej strukturze obiektu. Z tego artykułu dowiesz się, na czym dokładnie polega termowizja aktywna i gdzie jest stosowana.

Czym jest termowizja aktywna?

Termowizja aktywna to metoda pomiarowa, dzięki której można dokładnie zlokalizować nieciągłości w badanym obiekcie. Kamery termowizyjne wykorzystywane podczas takich badań ukazują promieniowanie podczerwone emitowane przez różne obiekty. Każdy obiekt o temperaturze wyższej od zera bezwzględnego emituje takie promieniowanie, gdyż w ten sposób oddaje do otoczenia gromadzone w sobie ciepło. Takie kamery umożliwiają więc ich operatorom ujrzenie ciepła i zlokalizowanie jego źródeł.

Termowizja dzieli się na termowizję pasywną i aktywną. W przypadku tej pierwszej można dokładnie prześledzić rozkład temperatur, ale tylko w warunkach stałych. Termowizja aktywna daje możliwości prześledzenia rozkładu temperatur w zmiennych warunkach termicznych.

Jak przeprowadza się badania termowizji aktywnej?

Badania wykonywane przy użyciu termowizji aktywnej, do których sprzęt oraz oprogramowanie możesz nabyć np. w firmie EC Test Systems, są zawsze wykonywane według poniższego schematu:

1. dostarczenie energii do badanego materiału,

2. pochłonięcie tej energii przez materiał,

3. analiza rozkładu temperatur na badanym materiale wykonywana przy użyciu kamery termowizyjnej o wysokiej rozdzielczości i czułości temperaturowej.

Najczęściej do badanych obiektów energia cieplna jest dostarczana przez naświetlanie ich lampami halogenowymi o dużej mocy. Materiał pochłania ją, nagrzewając się, a po zakończeniu naświetlania powoli się studzi. Zarówno proces nagrzewania, jak i ochładzania przebiega nierównomiernie, jeżeli w strukturze badanego materiału występują jakiekolwiek defekty. Precyzyjne przeanalizowanie rozkładu temperatury jest więc doskonałą metodą, aby sprawdzić, czy w badanym obiekcie nie ma nieciągłości albo zmian struktury powierzchni.

Badany materiał może być również wprowadzany w drgania o wysokiej częstotliwości przy użyciu przetworników piezoelektrycznych albo magnetostrykcyjnych o dużej mocy. Jest to alternatywny sposób dostarczenia energii cieplnej badanemu obiektowi. Każde badanie z zakresu termowizji aktywnej polega na wykonaniu kilku pomiarów w określonych odstępach czasu.

Do czego wykorzystuje się termowizję aktywną?

Termowizja aktywna to metoda badawcza wykorzystywana przede wszystkim do badania zabytkowych obiektów, które składają się z wielu warstw. Sprawdza się również w przypadku obiektów wykonanych z metalu. Niewidoczne gołym okiem warstwy wewnętrzne mają istotny wpływ na rozkład temperatur na warstwach powierzchniowych, a obserwowanie rozkładu ciepła, który na nich zachodzi, daje możliwość wykrycia wszelkich nieciągłości oraz defektów struktur znajdujących się pod powierzchniowymi warstwami (mogą być one przykryte np. tynkiem albo farbą). Dzięki termowizji aktywnej można zlokalizować różne zmiany w wewnętrznych strukturach badanych obiektów (np. korozję, wszelkie zmiany, do których doszło podczas wcześniejszych prac konserwatorskich czy degradację biologiczną) bez konieczności usuwania z nich warstw wierzchnich.

Jakie są największe zalety termowizji aktywnej?

Do największych zalet termowizji aktywnej można zaliczyć:

• nieinwazyjność tej metody badawczej, • badania nie niszczą obiektów, gdyż są przeprowadzane metodą bezdotykową, • można stosować ją na obiektach o złożonym kształcie (np. rogi, krawędzie czy wnęki), • możliwość wykonywania badań wielkopowierzchniowych, • uniwersalność zastosowania – można w ten sposób badać zarówno obiekty znajdujące się w laboratoriach, jak i w terenie.