Name: subsurface defect localization by structured heating using laser projected photothermal thermography
Uploaded: 2017-05-15T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography at JoVE.com

Vi vil gjerne takke Taarna Studemund og Hagen Wendler for å ta bilder av eksperimentell oppsett, samt forberede dem til figurutgivelse. Videre vil vi gjerne takke Anne Hildebrandt for prøvepreparasjonen og Sreedhar Unnikrishnakurup, Alexander Battig og Felix Fritzsche for korrekturlesing.

MERK: Forsiktig: Vær oppmerksom på lasersikkerhet fordi oppsettet bruker en klasse 4-laser. Vennligst bruk riktig beskyttelsesbriller og klær. Behandle også pilotlaseren med forsiktighet. 1. Koble diode laseren til projektorutviklingssettet (PDK) <ol><li> Forbered brødbrettet. <ol><li> Monter sammen alle enhetene på brødbrettet, som vist på figur 3 . Plasser brødbrettet med alle forhåndsinnstilte enheter i et laserlaboratorium. </li></ol></li><li> Plasser las...

<ol>
	<li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-projected+photothermal+thermography+using+thermal+wave+field+interference+for+subsurface+defect+characterization.">Laser-projected photothermal thermography using thermal wave field interference for subsurface defect characterization.</a> Appl. Phys. Lett. 109 (12), 123504 (2016).</li><li>Ibarra-Castanedo, C., Tarpani, J. R., Maldague, X. P. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nondestructive+testing+with+thermography.">Nondestructive testing with thermography.</a> Eur. J. Phys. 34 (6), 91-109 (2013).</li><li>Maldague, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Introduction+to+NDT+by+active+infrared+thermography.">Introduction to NDT by active infrared thermography.</a> Mater. Eval. 60 (9), 1060-1073 (2002).</li><li>Li, T., Almond, D. P., Rees, D. A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crack+imaging+by+scanning+pulsed+laser+spot+thermography.">Crack imaging by scanning pulsed laser spot thermography.</a> Ndt&amp;E Int. 44 (2), 216-225 (2011).</li><li>Lugin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+hidden+defects+by+lateral+thermal+flows.">Detection of hidden defects by lateral thermal flows.</a> Ndt&amp;E Int. 56, 48-55 (2013).</li><li>Li, T., Almond, D. P., Rees, D. A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Crack+imaging+by+scanning+laser-line+thermography+and+laser-spot+thermography.">Crack imaging by scanning laser-line thermography and laser-spot thermography.</a> Meas. Sci. Technol. 22 (3), (2011).</li><li>Pech-May, N. W., Oleaga, A., Mendioroz, A., Salazar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+Characterization+of+the+Width+of+Vertical+Cracks+Using+Pulsed+Laser+Spot+Infrared+Thermography.">Fast Characterization of the Width of Vertical Cracks Using Pulsed Laser Spot Infrared Thermography.</a> Journal of Nondestructive Evaluation. 35 (2), 22 (2016).</li><li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M., Douglass, M. R., King, P. S., Lee, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proc. SPIE 9761. , (2016).</li><li>Thiel, E., Kreutzbruck, M., Ziegler, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proc. WCNDT 2016. , 6 (2016).</li><li>Mandelis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Diffusion-Wave Fields: mathematical methods and Green functions. , (2001).</li><li>Almond, D., Patel, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Photothermal Science and Techniques. 10, (1996).</li><li>Salazar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+propagation+of+thermal+waves.">Energy propagation of thermal waves.</a> Eur. J. Phys. 27 (6), 1349-1355 (2006).</li><li>Bennett, C. A., Patty, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+wave+interferometry:+a+potential+application+of+the+photoacoustic+effect.">Thermal wave interferometry: a potential application of the photoacoustic effect.</a> Appl. Opt. 21 (1), 49-54 (1982).</li><li>Busse, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereoscopic+depth+analysis+by+thermal+wave+transmission+for+nondestructive+evaluation.">Stereoscopic depth analysis by thermal wave transmission for nondestructive evaluation.</a> Appl. Phys. Lett. 42 (4), 366 (1983).</li><li>Holtmann, N., Artzt, K., Gleiter, A., Strunk, H. P., Busse, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Iterative+improvement+of+Lockin-thermography+results+by+temporal+and+spatial+adaption+of+optical+excitation.">Iterative improvement of Lockin-thermography results by temporal and spatial adaption of optical excitation.</a> Qirt J. 9 (2), 167-176 (2012).</li><li>Pribe, J. D., Thandu, S. C., Yin, Z., Kinzel, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+DMD+illuminated+spatial-temporal+modulated+thermography.">Toward DMD illuminated spatial-temporal modulated thermography.</a> Proc. SPIE 9861. , (2016).</li><li>Ravichandran, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spatial and temporal modulation of heat source using light modulator for advanced thermography. , (2015).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> DLP 0.55 XGA Series 450 DMD. , (2015).</li><li>. DLP LightCommander Control Software - User Manual Available from: <a target="_blank" href="https://support.logicpd.com/ProductDownloads/LegacyProducts/DLPLightCommander.aspx?_sw_csrfToken=318b0448">https://support.logicpd.com/ProductDownloads/LegacyProducts/DLPLightCommander.aspx?_sw_csrfToken=318b0448</a> (2011)</li><li>Moench, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-power+VCSEL+systems+and+applications.">High-power VCSEL systems and applications.</a> Proc. SPIE 9348. , (2015).</li></ol>

Den presenterte protokollen beskriver hvordan man finner kunstige undergrunnsdefekter orientert vinkelrett på overflaten. Hovedidéen til metoden er å skape forstyrrende termiske bølgefelt som interagerer med undergrunnsdefekten. De viktigste trinnene er (i) å kombinere en SLM med en diodelaser for å skape to alternerende høyeffektbelysningsmønstre på prøveoverflaten; Disse mønstrene blir fototermisk omdannet til koherente termiske bølgebelter, (ii) å la dem ødelegge seg interferert med en undergrunnsdefekt...

Den laserprojiserte fototermiske termografiprofilen (LPPT) brukes til å lokalisere undergrunnsdefekter som er innebygd i prøvenes volum og orientert overveiende vinkelrett på overflaten. Metoden bruker destruktive interferens av to anti-fasede termiske bølgefelt med samme forlengelse og frekvens som vist i figur 1b . I isotrope defektfrie materialer nøytraliserer termisk bølger destruktivt ( dvs. null temperatur oscillasjon) ved symmetriplanet ved koherent superposisjon. I tilfelle et materiale med en undergrunnsdefekt, benytter metoden samspillet mellom de laterale komponentene ( dvs. i flyet) mellom forbigående varmestrøm og denne feilen. Denne interaksjonen kan måles i en gjentatt oscillerende temperaturforlengelse ved symmetrilinjen på prøveoverflaten. Nå blir den defekte prøven skannet av det overliggende termiske bølgefeltet ogNivået av temperaturforlengelse måles i forhold til prøveposisjonen. På grunn av symmetri er den destruktive interferenstilstanden fornøyd igjen når defekten krysser symmetriplanet; Dette gjør at vi kan finne defekten svært sensitivt. Siden nivået av maksimal forstyrrelse av destruktive interferens korrelerer med dybden av defekten, er det dessuten mulig å bestemme dens dybde ved å analysere temperaturskanningen 1 . LPPT kan tilordnes den aktive termografiske metoden, en veletablert ikke-destruktiv metode, hvor forbigående oppvarming genereres aktivt, og den resulterende, forbigående temperaturfordeling måles via et termisk IR-kamera. Generelt er følsomheten til denne metoden begrenset til feil som er orientert hovedsakelig vinkelrett på den forbigående varmestrømmen. Videre, siden den styrende forbigående varmeledningsekvasjon er en parabolisk partiell differeNtial likning, er varmestrømmen i volumet sterkt dempet. Som en konsekvens er undersøkelsesdybden for den aktive termografiske metodikk begrenset til et nær overflateområde, vanligvis i millimeterområdet. To av de vanligste aktive termografiteknikkene er pulserende og låsingstermografi. De er raske på grunn av plan optisk overflatebelysning 2 , men fører til en forbigående varmestrøm vinkelrett på overflaten. Derfor er følsomheten til disse teknikkene begrenset til mangler som hovedsakelig er orienterte parallelle ( f.eks. Delamineringer eller hulrom) til den oppvarmede prøveoverflate. En empirisk regel for pulserende termografi sier at &quot;radiusen for den minste detekterbare feilen skal være minst en til to ganger større enn dens dybde under overflaten&quot; 3 . For å øke det effektive samspillingsområdet mellom en vinkelrett orientert defekt ( f.eks. En sprekk) og varmestrømmen, må retningen av varmestrømmen væreendret. Lokal eksitasjon, ved å bruke en fokusert laser med et lineært eller sirkulært sted, for eksempel, genererer en varmestrøm med en in-plan-komponent som er i stand til å effektivt samvirke med den vinkelrette defekten 4 , 5 , 6 , 7 . I den presenterte metoden bruker vi også komponentene for lateral varmestrømning for å oppdage undergrunnsdefekter, men vi bruker det faktum at termiske bølger kan legges over, mens feil, spesielt vertikalt orienterte, forstyrrer denne superposisjonen. På denne måten ligner den presenterte metoden en referansefri, symmetrisk og meget sensitiv metode, da det er mulig å oppdage kunstige undergrunnsdefekter ved bredde / dybdeforhold langt under en 8 , 9 . Inntil nå var det vanskelig å opprette to anti-fasede termiske bølgefelt som tilveiebringer tilstrekkelig energi. Vi oppnådde dette bY kobler en romlig lysmodulator (SLM) til en høykvalitetsdiodelaser, som gjorde det mulig for oss å slå sammen den høye optiske effekten til lasersystemet med den romlige og tidsmessige oppløsningen til SLM (se figur 2 ) i en høyspenningsprojektor . De termiske bølgefeltene er nå opprettet ved fototermisk konvertering av to antifasede sinusformet modulerte linjemønstre via piksellysstyrken til det projiserte bildet (se figur 2 , figur 1a ). Dette fører til strukturert oppvarming av prøveoverflaten og resulterer i veldefinerte destruktivt forstyrrende termiske bølgefelt. For å finne en undergrunnsdefekt måles forstyrrelsen av destruktive inngrep som en temperaturoscillering ved overflaten ved hjelp av et IR-kamera. Begrepet termisk bølge, diskuteres kontroversielt fordi termiske bølger ikke transporterer energi på grunn av den diffusive karakteren av varmeutbredelsen. Likevel er det bølge-lignende atferd når hea<html> Ting periodisk, slik at vi kan bruke likheter mellom virkelige bølger og diffusjonsprosesser 10 , 11 , 12 . Således kan en termisk bølge forstås som svært dempet i forplantningsretningen, men periodisk over tid ( figur 1b ). Den karakteristiske termiske diffusjonslengden <img alt="Ligning 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733eq1.jpg" /> Beskrives herved av dets materielle egenskaper (termisk ledningsevne k , varmekapasitet c p og tetthet p ) og eksitasjonsfrekvensen ƒ. Selv om den termiske bølgen faller sterkt, kan dens bølge natur brukes for å få innblikk i egenskapene til prøven. Den første applikasjonen av termisk bølgeinterferens ble brukt for å bestemme lagets tykkelse. I motsetning til metoden ble interferenseffekten brukt i dybdimensjonen ( dvs. vinkelrett på overflaten)<html> Ref &quot;&gt; 13. Utvidelsen av ideen om interferens med en andre dimensjon ved å dele opp en laserstråle, var termisk bølgeinterferens brukt til å dimensjonere undergrunnsdefekter 14. Likevel ble denne metoden anvendt i overføringskonfigurasjon, hvilket betyr at den var begrenset av penetrasjonen Dybden av termisk bølge. Dessuten, fordi bare en laser kilde er brukt, gjelder denne metoden konstruktiv interferens, noe som betyr at det mangler en defektfri referanse. Bortsett fra ideen om å bruke termisk bølgeinnblanding, er den første tekniske tilnærmingen til romlig og Temporalt kontrollert oppvarming ble utført av Holtmann et al. Ved å bruke en umodifisert LCD-projektor med den innebygde lyskilden, som var sterkt begrenset i sin optiske utgangseffekt 15. Ytterligere tilnærminger av Pribe og Ravichandran, som har til formål å øke optisk Utgangseffekt ved å også kopiere en laser til en SLM 16 ,<html> S = &quot;xref&quot;&gt; 17. Protokollen som presenteres her beskriver hvordan man bruker LPPT-metoden for å finne undergrunnsdefekter orientert vinkelrett på overflaten av stålprøver. Metoden er på et tidlig stadium, men likevel kraftig nok til å validere den foreslåtte tilnærmingen; Det er imidlertid fortsatt begrenset i form av den oppnådde optiske utgangseffekten av forsøksoppsettet. Siden økningen av den optiske utgangseffekten forblir en utfordring, blir den fremstilte metode påført på belagt stål som inneholder kunstige elektrisk utladningsbearbeidede hakk. Ikke desto mindre holder de viktigste og mest kritiske trinnene i protokollen, som genererer en homogen strukturert belysning, møteforutsetninger for destruktiv termisk bølgeinnblanding, og lokalisering av defekten, fortsatt å holde for mer krevende feil også. Siden den styrende mengden er termisk diffusjonslengde μ, kan LPPT-metoden også påføres mange forskjellige materialer. nt &quot;&gt; <img alt="Figur 1" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig1.jpg" /> Figur 1: Prinsipp for destruktiv interferenseffekt. ( A ) Skjematisk av belysningsmønsteret som ble brukt under forsøkene. Prøven blir romlig og midlertidig oppvarmet av to periodisk opplyste mønstre med faseforskyvning av π. Den strekkede linjen representerer symmetrilinjen mellom begge mønstrene. Denne linjen vil bli brukt til evaluering som en &quot;uttømmingslinje&quot;. ( B ) Diagram over det romlig og tidsmessig løst alternerende termisk resultat som beregnet fra den analytiske løsningen av termisk varmeledningsekvasjon. Den viser de reagerende termiske bølgene til belysningen av (a) med en bestråling av de to mønstrene med P opt 1 = 1,5 W sin (2π 0.125 Hz t ) + 1,5 W og P opt 2 = 1,5 W sin (2π 0.125 Hz t + Π) + 1,5 W for konstruksjonsstål ρ </Em&gt; = 7,850 kg / m 3 , c p = 461 J / (kg · K), k = 54 W / (m · K). Temperaturprofilen på punktlinjen viser ingen termisk oscillasjon for homogent, isotropt materiale. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig1large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55733/55733fig2.jpg" /> Figur 2: Skjematisk av måleprinsippet for strukturert oppvarming som brukes i aktiv termografi. En Gaussisk stråle som er homogenisert til en topphattprofil, blir brukt på en romlig lysmodulator (SLM). SLM løser strålen romlig ved hjelp av bryterelementene og temporært ved byttehastighet. Hvert element representerer en SLM-piksel. I dette eksperimentet er SLM en digital mikrospeil-enhet (DMD). Ved å modulere piksellysstyrken A med en tidsdeterministisk kontrollprogramvare, prøveoverflatenOppvarmes på en strukturert måte. I tilfelle det presenterte eksperimentet modulerer vi to anti-fasede linjer (faser: φ = 0, π), som er opprinnelsen til koherent forstyrrende termiske bølgefelt ved vinkelfrekvensen ω. Bølgefeltene samhandler med prøvenes indre struktur og påvirker også temperaturfeltet på overflaten. Dette måles via sin termiske stråling med et midtbølget infrarødt kamera. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55733/55733fig2large.jpg" target="_blank">Vennligst klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="681">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">500 W diode laser system, 940 nm</td>
			<td style="width:88px;">Laserline</td>
			<td style="width:104px;">LDM 500 - 20</td>
			<td style="width:220px;">Pilot laser class 2 @ 650 nm, diode laser is a class 4 laser system --&#62; special laboratory needed</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">Laser control box</td>
			<td style="width:88px;">Laserline</td>
			<td style="width:104px;">Laser control box LDM</td>
			<td style="width:220px;">Add on to the laser system, used to switch electronically, laser threshold, shutter, laser on 0 V ..5 V TTL</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">Control box scanner</td>
			<td style="width:88px;">Laserline</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Add on to the laser system, used to adjust the optical output power via analog signal from 0 V..10 V</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Fiber Laser Mount 2&#34;, f = 80 mm</td>
			<td style="width:88px;">Laserline</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Add on to the laser system</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">Multifunction Data Aquisition (DAQ) Device + BNC Terminal</td>
			<td style="width:88px;">National Instruments</td>
			<td style="width:104px;">NI-USB 6251</td>
			<td style="width:220px;">The DAQ card is used to trigger the IR camera,&#160; the DLP Light Commander 5500, control Laser and diode PDA 36A</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">Standard - PC&#160;</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Control PC - graphic card for two screens, at least 4 x USB, Windows based</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">BNC cabel</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Standard cable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">HDMI cable</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Standard cable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Micro USB to USB cable</td>
			<td style="width:88px;"></td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Standard cable</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">LabVIEW 2013 SP1 Development System</td>
			<td style="width:88px;">National Instruments</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Development environment for device control</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">LPPT control software</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">part of the LPPT software package by LabVIEW 2013 SP1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">LPPT intensity&#160; software</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">part of the LPPT software package by LabVIEW 2013 SP1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">LPPT laser control software</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">part of the LPPT software package by LabVIEW 2013 SP1</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Matlab 2016b</td>
			<td style="width:88px;">MathWorks</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Postprocessing of the measurement data</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">LPPT postprocessing software</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Postprocessing of the measurement data</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">IR camera control PC&#160;</td>
			<td style="width:88px;">InfraTec</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Control PC is supplied by camera distributor</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">IR camera control software</td>
			<td style="width:88px;">InfraTec</td>
			<td style="width:104px;">Irbis 3 Professional</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">InfraTec SDK</td>
			<td style="width:88px;">InfraTec</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Dynamic Link Library as interface between the native data aquisition format of Infratec and Matlab</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:269px;">IR camera</td>
			<td style="width:88px;">InfraTec</td>
			<td style="width:104px;">Image IR 8300</td>
			<td style="width:220px;">640 x 512, cooled InSb detector, wavelength 2 &#181;m..5.7 &#181;m, noise = 20 mK + accessories (LAN cable, Digital in/out cable, space ring, power supply, case)&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Tripod</td>
			<td style="width:88px;">Manfrotto</td>
			<td style="width:104px;">161MK2B</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">IR camera mount</td>
			<td style="width:88px;">Manfrotto</td>
			<td align="right" style="width:104px;">405</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">Projector development kit (PDK) for digital light processing (DLP) technology (DLP Light Commander 5500)</td>
			<td style="width:88px;">Logic PD</td>
			<td style="width:104px;">DLP-LC-DLP5500-10R</td>
			<td style="width:220px;">DLP5500 Digital Micromirror Device from Texas Instruments included , light engine and case need to be disassembed</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">PDK control software</td>
			<td style="width:88px;">Logic PD</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Included when delivered, DLP Light Commander control software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Mechanical platform for the PDK</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Self made (140 x 230 x 420) mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Power meter control unit</td>
			<td style="width:88px;">Ophir</td>
			<td style="width:104px;">Vega</td>
			<td style="width:220px;">USB Interface</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">30 W power meter head&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Ophir</td>
			<td style="width:104px;">30(150)A-LP1-18</td>
			<td style="width:220px;">Power meter head to determine Transmission of the projector system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">500 W power meter head</td>
			<td style="width:88px;">Ophir</td>
			<td style="width:104px;">FL500A</td>
			<td style="width:220px;">Power meter for process supervision</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Motion controller</td>
			<td style="width:88px;">Newport</td>
			<td style="width:104px;">ESP301</td>
			<td style="width:220px;">with USB Interface</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Translation stage</td>
			<td style="width:88px;">Newport</td>
			<td style="width:104px;">M-ILS200CC</td>
			<td style="width:220px;">Connected to ESP301</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Photodiode with amplifier</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">PDA 36A-EC</td>
			<td style="width:220px;">1&#34; mount</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Reflective filter ND1</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">ND10A</td>
			<td style="width:220px;">to be mounted to the PDA 36A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Pinhole 1&#34;</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">P1000S</td>
			<td style="width:220px;">to be mounted to the PDA 36A</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Optical aluminium breadboard&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">MB60120/M</td>
			<td style="width:220px;">(1200 mm x 900 mm) base&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Plano Convex Lens f = 200 mm</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">LA1979-B</td>
			<td style="width:220px;">Coated for IR, first telescope lens</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Plano Convex Lens f = 75 mm</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">LA1145-B</td>
			<td style="width:220px;">Coated for IR, second telescope lens</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">xy-translation stage</td>
			<td style="width:88px;">Newport</td>
			<td style="width:104px;">M401</td>
			<td style="width:220px;">Used for adjusting the telecope</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">Beamsampler</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">BSF20-B&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Splits the optical output, used to reduce the optical input for the projector system</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Mirror</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">BB2-E03</td>
			<td style="width:220px;">Mirror for coupling the beam to the DLP Light Commander</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">Heavy duty lab jack</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">L490</td>
			<td style="width:220px;">Used for the fiber mount and on top of the linear stage to position the sample (2x)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">PDK-objective&#160;</td>
			<td style="width:88px;">Nikon</td>
			<td style="width:104px;">Nikon AF Nikkor 50 mm 1:1:8:D&#160;</td>
			<td style="width:220px;">Objective for DLP Light Commander, 50 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Plano Convex Lens f = 100 mm</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">LA1050 -B</td>
			<td style="width:220px;">Lens is attached to the Nikon Objective</td>
		</tr>
		<tr height="105">
			<td height="105" style="height:105px;width:269px;">Bi-Convex Lens f = 60 mm</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">LB1723 -B</td>
			<td style="width:220px;">Lens to be attached to the Nikon objective in order to determine the optical transmission with the 30 W measurement head</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Square protected gold mirror</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">PFSQ20-03-M01</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">High power IR sensor card</td>
			<td style="width:88px;">Newport</td>
			<td style="width:104px;">F-IRC-HP-M</td>
			<td style="width:220px;">Sensor card to check the optical pathway</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">2&#34; crosshairs</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Selfmade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">1&#34; crosshairs</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">Selfmade</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Bullseye level</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">LCL01</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Translation Stage</td>
			<td style="width:88px;">Newport</td>
			<td style="width:104px;">M-UMR8.25</td>
			<td style="width:220px;">Used for measuring the beam profile</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Micrometer screw</td>
			<td style="width:88px;">Newport</td>
			<td style="width:104px;">DM17-25</td>
			<td style="width:220px;">Used with translation stage M-UMR8.25</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Mounted Zero Aperture Iris</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">&#160;ID75Z/M</td>
			<td style="width:220px;">used to check the optical pathway</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Bases and Post Holders Essentials Kit, Metric and Universal Components</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">ESK01/M</td>
			<td style="width:220px;">Basis&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Posts &#38; Accessories Essentials Kit, Metric and Universal Components</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">ESK03/M</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">M6 Cap Screw and Hardware Kit</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">HW-KIT2/M</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Construction Rails</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">XE25L700/M</td>
			<td style="width:220px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">1&#34; Construction Cube</td>
			<td style="width:88px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:104px;">RM1G</td>
			<td style="width:220px;">Used to mount construction rails</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:269px;">Electrical discharge machining</td>
			<td style="width:88px;">Sodick</td>
			<td style="width:104px;">AG60L</td>
			<td style="width:220px;">www.sodick.de</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">St37 block of steel (100 x 100 x 40) mm</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">selfmade, hidden defect with remaining wall thicknesses of 0.25 mm, 0.5 mm, 0.70 mm 1.25 mm (shown in Fig. 5)</td>
		</tr>
		<tr height="84">
			<td height="84" style="height:84px;width:269px;">St37 block of steel (100 x 100 x 40) mm</td>
			<td style="width:88px;">BAM</td>
			<td style="width:104px;"></td>
			<td style="width:220px;">selfmade, hidden defect with remaining wall thicknesses of 1 mm, 1.5 mm, 1.75 mm, 2 mm (shown in Fig. 5)</td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="height:63px;width:269px;">Graphite spray</td>
			<td style="width:88px;">CRC Industries Europe NV</td>
			<td style="width:104px;">GRAPHIT 33</td>
			<td style="width:220px;">Ref. 20760, 200 ml aerosol (Kontakt-Chemie)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:269px;">Protective tape</td>
			<td style="width:88px;">Tesa</td>
			<td style="width:104px;">tesakrepp 4348</td>
			<td style="width:220px;">used to protect the hidden defects while coating</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

subsurface defect localization by structured heating using laser projected photothermal thermography

Den presenterte metoden brukes til å lokalisere undergrunnsdefekter orientert vinkelrett på overflaten. For å oppnå dette skaper vi destruktivt forstyrrende termiske bølgebelter som er forstyrret av defekten. Denne effekten måles og brukes til å lokalisere feilen. Vi danner de ødeleggende forstyrrende bølgefeltene ved å bruke en modifisert projektor. Den originale lyskilden til projektoren er erstattet med en fiberkoblet høy-effektdiodelaser. Strålen er formet og justert til projektorens romlig lysmodulator og optimalisert for optimal optisk gjennomstrømning og homogen projeksjon ved først å tegne stråleprofilen, og for det andre korrigere den mekanisk og numerisk. Et høyytelses infrarødt (IR) kamera settes opp i henhold til den stramme geometriske situasjonen (inkludert korreksjoner av geometriske bildeforvrengninger) og kravet om å oppdage svake temperaturoscillasjoner på prøveoverflaten. Datainnsamling kan utføres en gang til en synkroniseringRonisering mellom de enkelte termiske bølgefeltkildene, skannefasen og IR-kameraet er etablert ved å bruke et dedikert eksperimentelt oppsett som må tilpasses det konkrete materialet som undersøkes. Under data etterbehandling blir den relevante informasjonen om tilstedeværelsen av en defekt under overflaten av prøven ekstrahert. Den hentes fra den oscillerende del av den oppkjøpte termiske strålingen som kommer fra den såkalte uttømningslinjen på prøveoverflaten. Den nøyaktige plasseringen av defekten er utledet fra analysen av den romlige temporale formen til disse svingninger i et siste trinn. Metoden er referansefri og svært følsom for endringer innen termisk bølgefelt. Så langt har metoden blitt testet med stålprøver, men gjelder også for forskjellige materialer, særlig temperaturfølsomme materialer.

Etter protokollen ble side 1 av stålprøven med en undergrunnsdefekt i en dybde på 0,25 mm valgt for å generere representative resultater. Defekten ble opprinnelig plassert omtrent i midten av det opplyste området. Prøven ble deretter flyttet fra -5 mm til 5 mm via det lineære trinn med en hastighet på 0,05 mm / s. Ved å bruke disse parametrene viser figur 11a skanningsdataene etter at de har blitt ekstrahert fra uttømningslinjen. På dette stadiet kan eksperime...

Watch this Scientific Journal Video about Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography at JoVE.com

Subsurface Defect Localization by Structured Heating Using Laser Projected Photothermal Thermography

Denne metoden tar sikte på å lokalisere vertikale undergrunnsdefekter. Her kobler vi en laser med en romlig lysmodulator og utløser dens videoinngang for å oppvarme en prøveoverflate deterministisk med to antifase modulerte linjer samtidig som man får høyt oppløste termiske bilder. Feilposisjonen hentes fra evaluering av termisk bølgeinterferensminima.

Subsurface Defekt lokalisering ved strukturert oppvarming ved hjelp av laserprojisert fototermisk termografi

The presented method is used to locate subsurface defects oriented perpendicularly to the surface. To achieve this, we create destructively interfering ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Investigation of Early Plasma Evolution Induced by Ultrashort Laser Pulses

Gransking av Tidlig Plasma Evolution indusert av Ultrakorte laser pulser

Early plasma is generated owing to high intensity laser irradiation of target and the subsequent target material ionization. Its dynamics plays a ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Fabrikasjon av Nano-konstruert transparent gjennomføre Oksider av pulset laser Nedfall

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

Selektiv området Modifisering av Silicon Surface fuktbarhet av Pulsed UV Laser bestråling i flytende Miljø

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

Multifunctional Hybrid Fe2O3-Au Nanoparticles for Efficient Plasmonic Heating

Multifunksjonell Hybrid Fe<sub&gt; 2</sub&gt; O<sub&gt; 3</sub&gt; Au Nanopartikler for Effektiv Plasmonic Oppvarming

One of the most widely used methods for manufacturing colloidal gold nanospherical particles involves the reduction of chloroauric acid (HAuCl4) to ...

Electroactive Polymer Nanoparticles Exhibiting Photothermal Properties

Egenskaper elektro Polymer Nanopartikler Exhibiting Photothermal

A method for the synthesis of electroactive polymers is demonstrated, starting with the synthesis of extended conjugation monomers using a three-step ...

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

Automatisering av Mode Låsing i en ikke-lineær polarisering rotasjon Fiber Laser gjennom Output Polarisering Målinger

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

Measuring Spray Droplet Size from Agricultural Nozzles Using Laser Diffraction

Måling Spray dråpestørrelse fra Landbruks Dyser Bruke Laser Diffraksjon

When making an application of any crop protection material such as an herbicide or pesticide, the applicator uses a variety of skills and information to ...

Quantitative Analysis of Vacuum Induction Melting by Laser-induced Breakdown Spectroscopy

Kvantitativ analyse av vakuum induksjon smelting av laser-indusert Breakdown spektroskopi

Vacuum induction melting is a popular method for refining high purity metal and alloys. Traditionally, standard process control in metallurgy involves ...

Pore-scale Imaging and Characterization of Hydrocarbon Reservoir Rock Wettability at Subsurface Conditions Using X-ray Microtomography

Pore skala Imaging og karakterisering av hydrokarbon reservoaret Rock Wettability på geologiske forhold med X-ray Microtomography

In situ wettability measurements in hydrocarbon reservoir rocks have only been possible recently. The purpose of this work is to present a protocol to ...

Shaping the Amplitude and Phase of Laser Beams by Using a Phase-only Spatial Light Modulator

Forme Amplitude og fase av laserstråler ved hjelp av en fase bare romlige lys Modulator

The aim of this article is to visually demonstrate the utilization of an interferometric method for encoding complex fields associated with coherent laser ...