Muchos edificios industriales, incluyendo plantas de energía nuclear y plantas químicas, dependen de instrumentos de ultrasonido que monitorean continuamente la integridad estructural de sus sistemas sin dañar ni alterar sus características. Una nueva técnica se basa en la tecnología láser y el hollín de las velas para generar ondas ultrasónicas efectivas parapruebas y evaluaciones no destructivas.
Un equipo de investigadores está utilizando pruebas ultrasónicas no destructivas END que implican amplificar la señal de una fuente de láser fotoacústica utilizando un parche absorbente de láser hecho de una serie de nanopartículas de hollín de vela y polidimetilsiloxano. Discuten su trabajo en esta semana letras de física aplicada , de AIP Publishing.
El enfoque marca uno de los primeros sistemas NDT que combina elementos de pruebas de ultrasonido de contacto y sin contacto. Los resultados de generar tales ondas ultrasónicas con el parche fotoacústico demuestran la promesa de la amplia gama de aplicaciones sin contacto para NDT.
"El método NDT basado en láser tiene ventajas de medición independiente de la temperatura y un amplio rango de área de monitoreo al cambiar fácilmente la posición de los dispositivos", dijo Taeyang Kim, autor del artículo. "Esta técnica proporciona un método muy flexible y simplepara la generación remota y sin contacto de ondas de superficie ultrasónicas "
Las ondas de ultrasonido pueden formarse cuando un láser de alta potencia golpea una superficie. El calor producido por los pulsos induce un patrón de expansión y compresión en el área iluminada, produciendo una señal ultrasónica. Las ondas producidas, llamadas ondas Lamb, luego viajana través del material como una onda elástica.
El grupo usó las nanopartículas de hollín de vela combinadas con polidimetilsiloxano para absorber el láser. Se convirtió en hollín de vela porque está fácilmente disponible y es eficiente para absorber los láseres y puede producir la expansión elástica necesaria para realizar la conversión fotoacústica que genera la onda Lamb.
Al colocar la partícula en el parche en una matriz lineal, pudieron reducir el ancho de banda de las ondas, filtrando las señales de onda no deseadas y aumentando la precisión analítica. Los investigadores optaron por un sistema de detección de aluminio para el transductor receptor.
El parche aumentó la amplitud en más del doble en condiciones sin el parche y confirmó que produjo un ancho de banda más estrecho que otras condiciones.
Kim dijo la pregunta de cómo permanece la durabilidad del enfoque en un entorno industrial, así como qué tan bien funcionan los parches en superficies curvas y rugosas.
"Los nuevos sistemas NDT atraerán más atención para explorar los materiales óptimos para el parche o diversas aplicaciones para las industrias NDT", dijo.
A continuación, el equipo busca probar el sistema en escenarios de prueba no destructivos de alta temperatura.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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