Identyfikacja defektów strukturalnych z wykorzystaniem uproszczonego algorytmu tomografii termicznej

• Autorzy: Bajorek M. , Nowakowski A.

Warianty tytułu

EN

Structural defect identification using a simplified thermal tomography algorithm

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca dotyczy możliwości zastosowania metody tomografii termicznej do szybkiej rekonstrukcji parametrów termicznych oraz geometrycznych w badanych strukturach. Zdefiniowano uproszczoną procedurę zagadnienia odwrotnego pozwalającą na wstępne rekonstrukcje parametrów termicznych badanych struktur. Głównym założeniem algorytmu rekonstrukcyjnego jest wykorzystanie w pierwszym kroku rekonstrukcji jednowymiarowego modelu wymiany ciepła, by w kolejnym kroku dokonać analizy struktury 3-D. W celu weryfikacji jakości metody zaprezentowano wyniki symulacji oraz odpowiadające im wyniki rekonstrukcji parametrów termicznych.

EN

A simplified procedure applied to solve the inverse problem of thermal tomography (Fig. 1) is described. In order to reduce the identification time of thermal parameters, two steps in the reconstruction procedure are proposed. The main idea is to introduce in the first phase of reconstruction a one-dimensional (1-D) model of heat exchange (Fig. 2) followed by analysis of a 3-D model using the preliminary 1-D data. In addition, some procedures for limiting the input data for the full reconstruction algorithm are introduced (Fig. 3). The concept is based on extracting basic information on properties of the tested object from one-dimensional simulations: detection of defect position - initial indication of the depth and its approximate size. In order to analyze properties of the algorithm, series of simulations that define the conditions for deployment of various defects (Fig.4. Tab. 1) are shown. The reconstruction results are presented in Section 5 as a graphical representation of the reconstructed depths of defects (Figs. 5 and 6). In addition, the absolute error and the defect depth reconstruction accuracy are given in Tabs. 2 and 3, respectively . Interpretation of the results shows that it is reasonable to use the 1-D model of heat transfer for reconstruction, however further development of algorithms and solutions is necessary to allow automatic transfer of appropriate results for the 3-D structure.

Słowa kluczowe

PL

termografia; tomografia termiczna; zagadnienie odwrotne; badania nieniszczące

EN

thermography; thermal tomography; inverse problem; structure identification

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 57, nr 10
• Strony: 1146--1149
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab., wzor

Twórcy

autor

Bajorek M.

autor

Nowakowski A.

• Politechnika Gdańska, Katedra Inżynierii Biomedycznej, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk,

Bibliografia

• [1] Maldague X.: Nondestructive Evaluation of Materials by Infrared Thermography, London, Springer Verlag, 1993.
• [2] Nowakowski A., Kaczmarek M., Rumiński J., Hryciuk M.: Postępy termografii - aplikacje medyczne, Wydawnictwo Gdańskie, 2001.
• [3] Vavilov V., Shirayev V.: Thermal Tomograph - USSR Patent no. 1.266.308, 1985.
• [4] Vavilov V., Kourtenkov D., Grinzato E., Bison P., Marinetti S., Bressan C.: Inversion of Experimental Data and Thermal Tomography Using Thermo Heat and Termidge Software, Proc. QIRT’94, 1994.
• [5] Vavilov V., Maldague X.: Dynamic Thermal Tomography: New Promise in the IR Thermography, Proc. SPIE, 1682, 1992.
• [6] Vavilov V., et al.: Thermal (Infrared) Tomography: Terminology, Principal Procedures, and Application to Nondestructive Testing of Composite Materials, Russian Journal of Nondestructive Testing, Vol. 46 (3), 151-161, 2010.
• [7] Kushch D. V., Rapoport, D. A., Budadin O. N.: Inverse Problem of Automated Thermal Testing, Defektoskopiya, 5, 64-88, 1988.
• [8] Grinzato E., Marinetti S.: Materials NDE by non linear filtering applying heat transfer models, Advances in Signal Processing for Non Destructive Evaluation of Materials, Maldague X., ed., NATO ASI Series, Series E: Applied Sciences, Kluwer Academic Publishers, Vol. 262, 117-132, 1994.
• [9] Bajorek M., Kaczmarek M.: Heat transfer analysis software adapted to skin burn depth simulations, 4-th EMBEC, Springer, Antwerp., 2008.