Pomiary przewodności cieplnej ciał stałych metodą termografii aktywnej z impulsowym nagrzewaniem laserowym

• Autorzy: Adamczyk Wojciech , Kruczek Tadeusz , Białecki Ryszard , Pawlak Sebastian

Warianty tytułu

EN

Measurements of the thermal conductivity of solids using active infrared thermography with laser pulse heating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono procedurę pomiaru przewodności cieplnej metodą termografii aktywnej z zastosowaniem impulsowego nagrzewania próbki za pomocą lasera. Do wykonania badań eksperymentalnych użyto oryginalnego stanowiska pomiarowego własnej konstrukcji, które umożliwiało precyzyjne nagrzewanie wybranego fragmentu powierzchni próbki. Na podstawie analizy zarejestrowanej sekwencji obrazów termograficznych wyznaczono wartość współczynnika przewodności cieplnej badanego materiału.

EN

The article presents the procedure for measuring thermal conductivity using active thermography combined with the laser pulse heating of a sample. The tests were carried out under unsteady-state heat flow conditions, using an original self-designed test stand, which enabled the precise heating of a selected area located on the sample surface. The thermal conductivity value of the tested material was determined based on the analysis of recorded temperature fields.

Słowa kluczowe

PL

przewodność cieplna; badania nieniszczące; termografia aktywna; technika impulsu laserowego; przepływ ciepła nieustalony

EN

thermal conductivity; non-destructive testing; active thermography; laser pulse technique; unsteady-state heat flow

• Wydawca: ELAMED Media Group
• Czasopismo: Stal, Metale & Nowe Technologie
• Rocznik: 2021
• Tom: nr 9-10
• Strony: 93--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Adamczyk Wojciech

• Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska

autor

Kruczek Tadeusz

• Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska

autor

Białecki Ryszard

• Katedra Techniki Cieplnej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska

autor

Pawlak Sebastian

• Laboratorium Naukowo-Dydaktyczne Nanotechnologii i Technologii Materiałowych, Wydział Mechaniczny Technologiczny, Politechnika Śląska

Bibliografia

• 1. Meola C., Boccardi S., Carlomagno G.M.: A quantitative approach to retrieve delamination extension from thermal images recorded during impact tests. „NDT&E International”, nr 100, 2018, s. 142-152.
• 2. Costarelli D., Asdrubali F., Baldinelli G., Bianchi F., Evangelisti L., Rotili A., Seracini M., Vinti G.: A model for the improvement of thermal bridges quantitative assessment by infrared thermography. „Applied Energy”, nr 211, 2018, s. 854-864.
• 3. Montinaro N., Cerniglia D., Pitarresi G.: Evaluation of vertical fatigue cracks by means of flying laser thermography. „Composite Structures”, nr 171, 2017, s. 63-76.
• 4. Keo S.A., Brachelet F., Breaban F., Defer D.: Defect detection in CFRP by infrared thermography with CO2 laser excitation compared to conventional lock-in infrared thermography. „Composites Part B: Engineering”, nr 69, 2015 s. 1-5.
• 5. Li T., Almond D.P., Rees D.A.S.: Crack imaging by scanning pulsed laser spot thermography. „NDT&E International”, nr 44, 2011, s. 216-225.
• 6. Pech-May N., Oleaga A., Mendioroz A., Salazar A.: Fast characterization of the width of vertical cracks using pulsed laser spot infrared thermography. „Journal of Nondestructive Evaluation”, nr 35, 2016.
• 7. Li T., Almond D., Rees D.A.S.: Crack imaging by scanning laser-line thermography and laser-spot thermography. „Measurement Science and Technology”, nr 22, 2011.
• 8. Burrows S., Dixon S., Pickering S., Li T., Almond D.: Thermographic detection of surface breaking defects using a scanning laser source. „NDT&E International”, nr 44, 2011, s. 589-596.
• 9. Montinaro N., Cerniglia D., Pitarresi G.: Detection and characterisation of disbonds on fibre metal laminate hybrid composites by flying laser spot thermography. „Composites Part B: Engineering”, nr 108, 2017, s. 164-173.
• 10. Wang Q., Hu Q., Qiu J., Pei C., Li X., Zhou H.: Using differential spread laser infrared thermography to detect delamination and impact damage in CFRP. „Infrared Physics Technology”, nr 35, 2020.
• 11. Bedoya A., Gonzalez J., Rodríguez-Aseguinolaza J., Mendioroz A., Sommier A., Batsale J.C., Pradere C., Salazar A.: Measurement of in-plane thermal diffusivity of solids moving at constant velocity using laser spot infrared thermography. „Measurement”, nr 134, 2018, s. 519-526.
• 12. Golovin D., Divin A., Samodurov A., Tyurin A., Golovin Y.: A new rapid method of determining the thermal diffusivity of materials and finished articles. „Journal of Engineering Physics and Thermophysics”, nr 93, s. 234-240.
• 13. Bedoya A., Colom M., Mendioroz A., Salazar A., Marín E.: Measurement of the thermal conductivity of fluids using laser spot lock-in thermography. „Measurement”, nr 158, 2020.
• 14. ASTM E1461-07 Standard test method for thermal diffusivity by the flash method.
• 15. Parker W.J., Jenkins R.J., Butter C.P., Abbot G.L.: Flash method of determining thermal diffusivity, heat capacity and thermal conductivity. „Journal of Applied Physics”, nr 32, 1961, s. 1679-1684.
• 16. Adamczyk W.P., Białecki R.A., Kruczek T.:Measuring thermal conductivity tensor of orthotropic solid bodies. „Measurement”, nr 101, 2017, s. 93-102.
• 17. Adamczyk W.P., Pawlak S., Ostrowski Z.: Determination of thermal conductivity of CFRP composite materials using unconventional laser flash technique. „Measurement”, nr 124, 2018, s. 147-155.
• 18. Adamczyk W.P., Kruczek T., Moskal G., Białecki R.A.: Nondestructive technique of measuring heat conductivity of thermal barrier coating. „International Journal of Heat and Mass Transfer”, nr 111, 2017, s. 442-450.
• 19. Adamczyk W., Ostrowski Z., Ryfa A.: Development of a non-destructive technique for measuring thermal conductivity of material with small anisotropy based on application of the reduced order technique. „Measurement”, nr 165, 2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).