L’échographie laser offre une nouvelle façon de penser pour les tests non destructifs
L’échographie laser offre une nouvelle façon de penser pour les tests non destructifs
De nombreux bâtiments industriels, y compris les centrales nucléaires et les usines chimiques, s’appuient sur des instruments à ultrasons qui surveillent en permanence l’intégrité structurelle de leurs systèmes sans endommager ou modifier leur fonction. Actuellement, les scientifiques ont développé une nouvelle technologie qui utilise la technologie laser et la suie de bougie pour générer des ultrasons efficaces pour les tests et l’évaluation non destructifs.
Un groupe de chercheurs utilise actuellement le test non destructif par ultrasons (CND), qui implique l’amplification de signaux de source laser photoacoustique à l’aide d’un réseau de nanoparticules de suie de bougie et de polydiméthylsiloxane. Le laser absorbe le patch. Leurs recherches ont été publiées dans la revue Applied Physics Letters.
Leur méthode a été l’un des premiers systèmes de CND à combiner des éléments de test par ultrasons avec et sans contact. L’utilisation de patchs photoacoustiques pour produire de tels résultats échographiques démontre également la promesse d’un large éventail d’applications de CND sans contact.
Taeyang Kim, auteur de l’article, a déclaré: « La méthode de test non destructif basée sur le laser n’a presque aucun avantage de mesure dépendant de la température, ainsi qu’un large éventail de zones de surveillance, et peut facilement changer la position de l’appareil. Cette technologie est sans contact et générée à distance. Les ondes de surface ultrasoniques offrent une méthode très flexible et simple »
Des ondes ultrasonores peuvent être générées lorsqu’un laser de haute puissance frappe la surface. La chaleur générée par l’impulsion provoque une expansion et une compression sur la zone éclairée, générant ainsi un signal ultrasonique. La longueur d’onde résultante, appelée onde de Lamb, traverse ensuite le matériau concerné pour devenir une onde élastique.
L’équipe a utilisé des nanoparticules de suie de bougie, ainsi que du polydiméthylsiloxane pour absorber le laser. Ils utilisent de la suie de bougie car il est facile d’obtenir une absorption efficace du laser et peut former l’expansion élastique nécessaire pour produire une conversion photoacoustique, ce qui peut produire des ondes d’agneau.
En plaçant les particules dans le patch dans un réseau en ligne, elles sont capables de réduire la bande passante de la longueur d’onde, de filtrer les signaux d’ondes indésirables et d’améliorer la précision de l’analyse. Les chercheurs ont choisi d’utiliser un système de détection en aluminium dans le transducteur récepteur. L’utilisation du patch a augmenté l’amplitude de plus de deux fois par rapport à l’absence de patchs et s’est avérée plus étroite que la bande passante produite par d’autres conditions.
Kim a déclaré que la durabilité de la méthode dans les environnements industriels et la performance des patchs sur des surfaces courbes et rugueuses existent toujours. Il a souligné : « Le nouveau système de CND attirera davantage l’attention afin d’explorer les meilleurs matériaux pour diverses applications dans l’industrie des patchs ou des CND. »
Ensuite, l’équipe a voulu tester le système dans un scénario de test non destructif à haute température.
De nombreux bâtiments industriels, y compris les centrales nucléaires et les usines chimiques, s’appuient sur des instruments à ultrasons qui surveillent en permanence l’intégrité structurelle de leurs systèmes sans endommager ou modifier leur fonction. Actuellement, les scientifiques ont développé une nouvelle technologie qui utilise la technologie laser et la suie de bougie pour générer des ultrasons efficaces pour les tests et l’évaluation non destructifs.
Un groupe de chercheurs utilise actuellement le test non destructif par ultrasons (CND), qui implique l’amplification de signaux de source laser photoacoustique à l’aide d’un réseau de nanoparticules de suie de bougie et de polydiméthylsiloxane. Le laser absorbe le patch. Leurs recherches ont été publiées dans la revue Applied Physics Letters.
Leur méthode a été l’un des premiers systèmes de CND à combiner des éléments de test par ultrasons avec et sans contact. L’utilisation de patchs photoacoustiques pour produire de tels résultats échographiques démontre également la promesse d’un large éventail d’applications de CND sans contact.
Taeyang Kim, auteur de l’article, a déclaré: « La méthode de test non destructif basée sur le laser n’a presque aucun avantage de mesure dépendant de la température, ainsi qu’un large éventail de zones de surveillance, et peut facilement changer la position de l’appareil. Cette technologie est sans contact et générée à distance. Les ondes de surface ultrasoniques offrent une méthode très flexible et simple »
Des ondes ultrasonores peuvent être générées lorsqu’un laser de haute puissance frappe la surface. La chaleur générée par l’impulsion provoque une expansion et une compression sur la zone éclairée, générant ainsi un signal ultrasonique. La longueur d’onde résultante, appelée onde de Lamb, traverse ensuite le matériau concerné pour devenir une onde élastique.
L’équipe a utilisé des nanoparticules de suie de bougie, ainsi que du polydiméthylsiloxane pour absorber le laser. Ils utilisent de la suie de bougie car il est facile d’obtenir une absorption efficace du laser et peut former l’expansion élastique nécessaire pour produire une conversion photoacoustique, ce qui peut produire des ondes d’agneau.
En plaçant les particules dans le patch dans un réseau en ligne, elles sont capables de réduire la bande passante de la longueur d’onde, de filtrer les signaux d’ondes indésirables et d’améliorer la précision de l’analyse. Les chercheurs ont choisi d’utiliser un système de détection en aluminium dans le transducteur récepteur. L’utilisation du patch a augmenté l’amplitude de plus de deux fois par rapport à l’absence de patchs et s’est avérée plus étroite que la bande passante produite par d’autres conditions.
Kim a déclaré que la durabilité de la méthode dans les environnements industriels et la performance des patchs sur des surfaces courbes et rugueuses existent toujours. Il a souligné : « Le nouveau système de CND attirera davantage l’attention afin d’explorer les meilleurs matériaux pour diverses applications dans l’industrie des patchs ou des CND. »
Ensuite, l’équipe a voulu tester le système dans un scénario de test non destructif à haute température.