El ultrasonido láser proporciona una nueva forma de pensar para las pruebas no destructivas
El ultrasonido láser proporciona una nueva forma de pensar para las pruebas no destructivas
Muchos edificios industriales, incluidas las centrales nucleares y las plantas químicas, dependen de instrumentos ultrasónicos que monitorean continuamente la integridad estructural de sus sistemas sin dañar o cambiar su función. Actualmente, los científicos han desarrollado una nueva tecnología que utiliza tecnología láser y hollín de velas para generar ultrasonidos efectivos para pruebas y evaluaciones no destructivas.
Un grupo de investigadores está utilizando actualmente pruebas ultrasónicas no destructivas (END), que implican la amplificación de señales de fuente láser fotoacústica utilizando una matriz de nanopartículas de hollín de vela y polidimetilsiloxano. El láser absorbe el parche. Su investigación fue publicada en la revista Applied Physics Letters.
Su método fue uno de los primeros sistemas NDT en combinar elementos de prueba ultrasónicos de contacto y sin contacto. El uso de parches fotoacústicos para producir tales resultados de ultrasonido también demuestra la promesa de una amplia gama de aplicaciones de END sin contacto.
Taeyang Kim, autor del artículo, dijo: "El método de prueba no destructiva basado en láser casi no tiene ventajas de medición dependientes de la temperatura, así como una amplia gama de áreas de monitoreo, y puede cambiar fácilmente la posición del dispositivo. Esta tecnología no tiene contacto y se genera de forma remota. Las ondas superficiales ultrasónicas ofrecen un método muy flexible y simple"
Las ondas ultrasónicas se pueden generar cuando un láser de alta potencia golpea la superficie. El calor generado por el pulso provoca expansión y compresión en el área iluminada, generando así una señal ultrasónica. La longitud de onda resultante, llamada onda de Lamb, luego pasa a través del material relevante para convertirse en una onda elástica.
El equipo utilizó nanopartículas de hollín de vela, además de polidimetilsiloxano para absorber el láser. Utilizan hollín de vela porque es fácil lograr una absorción eficiente del láser y puede formar la expansión elástica requerida para producir la conversión fotoacústica, que puede producir ondas de cordero.
Al colocar las partículas en el parche en una matriz en línea, pueden reducir el ancho de banda de la longitud de onda, filtrar las señales de onda no deseadas y mejorar la precisión del análisis. Los investigadores optaron por utilizar un sistema de detección de aluminio en el transductor receptor. El uso del parche aumentó la amplitud en más de dos veces en comparación con la ausencia de parches y demostró ser más estrecho que el ancho de banda producido por otras condiciones.
Kim dijo que la durabilidad del método en entornos industriales y el rendimiento de los parches en superficies curvas y ásperas todavía existen. Señaló: "El nuevo sistema NDT atraerá más atención para explorar los mejores materiales para diversas aplicaciones en la industria de parches o END".
A continuación, el equipo quería probar el sistema en un escenario de prueba no destructiva de alta temperatura.
Muchos edificios industriales, incluidas las centrales nucleares y las plantas químicas, dependen de instrumentos ultrasónicos que monitorean continuamente la integridad estructural de sus sistemas sin dañar o cambiar su función. Actualmente, los científicos han desarrollado una nueva tecnología que utiliza tecnología láser y hollín de velas para generar ultrasonidos efectivos para pruebas y evaluaciones no destructivas.
Un grupo de investigadores está utilizando actualmente pruebas ultrasónicas no destructivas (END), que implican la amplificación de señales de fuente láser fotoacústica utilizando una matriz de nanopartículas de hollín de vela y polidimetilsiloxano. El láser absorbe el parche. Su investigación fue publicada en la revista Applied Physics Letters.
Su método fue uno de los primeros sistemas NDT en combinar elementos de prueba ultrasónicos de contacto y sin contacto. El uso de parches fotoacústicos para producir tales resultados de ultrasonido también demuestra la promesa de una amplia gama de aplicaciones de END sin contacto.
Taeyang Kim, autor del artículo, dijo: "El método de prueba no destructiva basado en láser casi no tiene ventajas de medición dependientes de la temperatura, así como una amplia gama de áreas de monitoreo, y puede cambiar fácilmente la posición del dispositivo. Esta tecnología no tiene contacto y se genera de forma remota. Las ondas superficiales ultrasónicas ofrecen un método muy flexible y simple"
Las ondas ultrasónicas se pueden generar cuando un láser de alta potencia golpea la superficie. El calor generado por el pulso provoca expansión y compresión en el área iluminada, generando así una señal ultrasónica. La longitud de onda resultante, llamada onda de Lamb, luego pasa a través del material relevante para convertirse en una onda elástica.
El equipo utilizó nanopartículas de hollín de vela, además de polidimetilsiloxano para absorber el láser. Utilizan hollín de vela porque es fácil lograr una absorción eficiente del láser y puede formar la expansión elástica requerida para producir la conversión fotoacústica, que puede producir ondas de cordero.
Al colocar las partículas en el parche en una matriz en línea, pueden reducir el ancho de banda de la longitud de onda, filtrar las señales de onda no deseadas y mejorar la precisión del análisis. Los investigadores optaron por utilizar un sistema de detección de aluminio en el transductor receptor. El uso del parche aumentó la amplitud en más de dos veces en comparación con la ausencia de parches y demostró ser más estrecho que el ancho de banda producido por otras condiciones.
Kim dijo que la durabilidad del método en entornos industriales y el rendimiento de los parches en superficies curvas y ásperas todavía existen. Señaló: "El nuevo sistema NDT atraerá más atención para explorar los mejores materiales para diversas aplicaciones en la industria de parches o END".
A continuación, el equipo quería probar el sistema en un escenario de prueba no destructiva de alta temperatura.