ES2262168T3 - Ensayos no destructivos: termografia de profundidad transitoria. - Google Patents

Ensayos no destructivos: termografia de profundidad transitoria.

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ES2262168T3 ES97118977T ES97118977T ES2262168T3 ES 2262168 T3 ES2262168 T3 ES 2262168T3 ES 97118977 T ES97118977 T ES 97118977T ES 97118977 T ES97118977 T ES 97118977T ES 2262168 T3 ES2262168 T3 ES 2262168T3
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William A. Veronesi
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Abstract

Procedimiento para detectar un defecto (1 a 14) en un objeto que presenta una superficie, estando dividida dicha superficie en una serie de elementos de resolución, que comprende las etapas siguientes: a. calentar la superficie del objeto; b. grabar una pluralidad de imágenes térmicas de los elementos de resolución sobre dicha superficie calentada a lo largo de un periodo de tiempo, en el que cada uno de dichos elementos de resolución corresponden a un píxel; c. determinar la intensidad de píxeles individual para cada una de dichas imágenes térmicas; d. determinar la intensidad media de píxeles para cada imagen térmica; e. obtener el contraste de píxeles para cada uno de dichos píxeles en cada una de dichas imágenes térmicas restando dicha intensidad media de píxeles de dicha intensidad de píxeles individual; y f. determinar la profundidad de un defecto en el objeto basándose en dicho contraste de píxeles.

Description

Ensayos no destructivos: termografía de profundidad transitoria.
Campo técnico
La presente invención se refiere a ensayos no destructivos, y especialmente se refiere a ensayos no destructivos de un objeto para determinar la profundidad y la posición lateral de defectos subsuperficiales utilizando termografía de profundidad transitoria y a una técnica de formación de imágenes para representar dichos defectos.
Antecedentes de la invención
La existencia de un defecto en un objeto puede determinarse mediante varias técnicas, incluyendo la termografía de profundidad transitoria que se basa en la transferencia de calor a través de un objeto a lo largo de un periodo de tiempo. Un procedimiento de termografía transitoria comprende la grabación del aumento de temperatura de cada elemento de resolución capturando una serie de series de imágenes utilizando una cámara infrarroja mientras se calienta la superficie, y el análisis de este aumento de temperatura para identificar si tiene lugar una transición a un aumento de temperatura lineal frente a la raíz cuadrada del tiempo de calentamiento. Este aumento de temperatura lineal indica la existencia de un defecto en el objeto. Esta determinación es difícil en sí y se vuelve más difícil con geometrías complejas o un calentamiento irregular.
La termografía transitoria convencional comprende el análisis de imágenes infrarrojas individuales, "imágenes instantáneas", de una superficie previamente calentada de un objeto como una función del tiempo. Los defectos subsuperficiales se identifican por "puntos calientes" en la imagen que emiten una radiación infrarroja de mayor intensidad debido a la incapacidad del calor de dispersarse a través del defecto. Un problema con este procedimiento convencional es que el análisis termográfico transitorio se reduce a elegir una única imagen instantánea en el tiempo. La elección de qué imagen instantánea analizar es crítica, y la mejor elección se basa en muchos factores que no pueden controlarse y son desconocidos, tales como la profundidad y el tamaño del defecto. Si se elige la imagen instantánea incorrecta, los defectos revelados en imágenes instantáneas previas o posteriores pueden no detec-
tarse.
Para evitar la utilización de una imagen instantánea, un inspector observa una repetición en vídeo de las imágenes grabadas e identifica visualmente puntos brillantes indicadores de defectos. El problema con este enfoque es que no se automatiza fácilmente, es muy dependiente del operario, y no se aplica fácilmente a geometrías complejas o superficies calentadas irregularmente, y aunque puede detectarse un defecto con este enfoque, no pueden determinarse con precisión la profundidad y posición lateral reales (denominadas en lo sucesivo localización) o el tamaño del defecto.
An Experimental Investigation of Defect Sizing by Transient Thermography, de A. R. Hamzah et al., Insight vol. 38, nº 3 (marzo de 1996), da a conocer un procedimiento de termografía transitoria que utiliza una cámara infrarroja y un detector InSb. (Idem, pág. 167) se digitalizan imágenes de cámara. Se proporcionan gráficos que ilustran la magnitud del contraste térmico y su dependencia del tiempo máximo con respecto al tamaño del defecto. (ídem, pág. 169) Hamzah et al., enseña que mientras que las imágenes térmicas "proporcionan buenas indicaciones cuantitativas de la forma y la localización de un defecto, no muestran el tamaño verdadero del defecto o ninguna indicación de su profundidad bajo la superficie." (ídem, pág. 168, figura 2)
Se da a conocer un termógrafo de vídeo en el documento GB nº 2.275.773 de Home Subsea Ltd. Enseñan una cámara sensible al calor que toma una imagen de la superficie de un objeto que va a investigarse; pueden generarse la imagen analizada por un ordenador para calcular la presencia de defectos subsuperficiales, y una visualización tridimensional que representa la estructura interna del objeto. (Resumen)
Se dan a conocer imágenes térmicas adicionales en Thermographic Nondestructive Evaluation of Industrial Materials and Structures, de P. Cielo et al., Materials Evaluation vol. 45 (abril de 1987), págs. 452 a 460. Este artículo trata la detección de defectos subsuperficiales sometiendo una pieza de trabajo a una excitación térmica superficial y observando las perturbaciones eventuales de la propagación de calor en el material. ídem, pág. 452, figura 1 ilustra láminas de grafito-epoxi de 8 pliegues dañadas por impacto.
La patente US nº 5.376.793 de Lesniak da a conocer un procedimiento y un aparato de formación de imágenes térmicas por difusión forzada. Lesniak determina la profundidad del defecto basándose en la velocidad del haz de muestra (que cambia la profundidad de la penetración del calor). (col. 8, línea 48 - col. 9, línea 4). El procedimiento y el aparato emplean frecuencias variables de un patrón de iluminación para examinar el material en profundidad variable. (col. 4, líneas 26-30)
De manera convencional, los defectos se localizan mediante ensayos ultrasónicos del objeto. Esencialmen-
te se ataca el objeto con ondas ultrasónicas que penetran la superficie y se reflejan por un(os) defecto(s) en el
objeto. En base al tiempo requerido para recibir una onda reflejada, puede determinarse la localización del defec-
to.
Los ensayos ultrasónicos emplean exploración mecánica con un transductor a lo largo de toda la superficie, con un contacto sónico estrecho requerido. Con el fin de permitir un contacto sónico estrecho, debe utilizarse una corriente de un medio de acoplamiento líquido o una inmersión total del objeto; sin embargo, con frecuencia esto es inaceptable por razones materiales. Además de los problemas del procedimiento, esta técnica resulta ineficaz para ensayar objetos grandes y/o complejos. La exploración mecánica de unos pocos metros cuadrados normalmente lleva horas. Adicionalmente, los sistemas de exploración para piezas geométricamente complejas son complejos y
caros.
Lo que se necesita en la materia es una técnica de formación de imágenes de profundidad, termográfica, transitoria, objetiva y automatizada que puede emplearse con geometrías complejas y superficies calentadas irregularmente para localizar y determinar el tamaño de manera precisa de los defectos en un objeto.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a una técnica y a un aparato de ensayo no destructivos para localizar defectos en un objeto según las reivindicaciones 1 y 7 respectivamente. Particularmente, el aparato comprende un calentador para calentar la superficie del objeto; una grabadora para grabar la intensidad de cada píxel de dicha superficie calentada; unos medios para determinar la intensidad media de píxeles; unos medios para determinar el contraste de píxeles para cada uno de dichos píxeles restando dicha intensidad media de píxeles de dicha intensidad de píxeles individual; y unos medios para determinar la profundidad de un defecto en un objeto basándose en el contraste de
píxeles.
Particularmente, el procedimiento comprende las siguientes etapas: calentar la superficie del objeto, grabar imágenes térmicas sucesivas incluyendo cada elemento de resolución de la superficie a lo largo de un periodo de tiempo; determinar cada contraste del elemento de resolución (píxel) para cada imagen térmica sucesiva de la superficie determinando la intensidad media de píxeles para esa imagen térmica y restando la intensidad media de píxeles de la intensidad de píxeles individual; y determinar la profundidad de un defecto en el objeto basándose en el contraste de píxeles.
Breve descripción de los dibujos
La presente solicitud contiene tres dibujos realizados a color. Se proporcionarán copias de esta solicitud con dibujos a color por parte de la Oficina de Patentes y Marcas tras solicitar y pagar las tasas necesarias.
La figura 1 es un gráfico de la intensidad (temperatura) frente al tiempo para un píxel (a) individual frente a la intensidad media (b) de píxeles.
La figura 2 es un gráfico del contraste de píxeles frente al tiempo para los píxeles de la figura 1 para mostrar el pico de contraste.
La figura 3A es una vista en sección transversal de un objeto que revela una exfoliación fina que es un ejemplo de un "defecto de calor transversal" que permite el flujo de calor transversal.
La figura 3B es una vista en sección transversal de un objeto que revela una exfoliación gruesa que es un ejemplo de un "defecto de calor lateral" que requiere principalmente un flujo de calor lateral.
La figura 4 es un gráfico del contraste de píxeles frente al tiempo para un píxel individual cuando no hay un pico de contraste debido al tipo de defecto; un "defecto de calor lateral".
La figura 5 es un gráfico del contraste de píxeles derivado frente al tiempo para un píxel individual para mostrar el pico de contraste derivado para el "defecto de calor lateral" de la figura 4.
Las figuras 6, 6A, 6B, y 6C ilustran el espécimen de prueba y sus dimensiones relativas para los defectos revelados en las figuras 7, 8 y 9.
La figura 7 es una copia de la imagen de la intensidad de píxeles utilizando la técnica termográfica de la presente invención.
La figura 8 es una copia de la imagen de la presente invención de la intensidad de píxeles utilizando una técnica de formación de imágenes de la técnica anterior.
La figura 9 es una copia de la imagen de la presente invención de la intensidad de píxeles que representa la temperatura utilizando termografía transitoria de la técnica anterior.
Mejor modo de poner en práctica la invención
La presente invención es un procedimiento de ensayo no destructivo automatizado que emplea una técnica de análisis termográfico transitorio para determinar el tamaño y la localización de defectos en un objeto. Este procedimiento que preferentemente utiliza datos de tiempo-temperatura para detectar objetivamente defectos en un objeto monitorizando la variación de la temperatura superficial de un objeto calentado a lo largo del tiempo comprende: calentar la superficie del objeto y monitorizar las constantes de tiempo térmico para cada píxel de la superficie del objeto. En el contexto de la presente invención, un píxel es un elemento de imagen rectangular en una serie de imágenes, mientras que el elemento de resolución es un área rectangular de la superficie del objeto que corresponde a un píxel
individual.
El dispositivo utilizado para calentar la superficie del objeto debe ser capaz de calentar la superficie hasta una temperatura suficiente para permitir la monitorización termográfica. Normalmente, objetos finos, por ejemplo, de un espesor de aproximadamente 3,175 mm (0,125 pulgadas) o inferior, sólo requieren una calentamiento mínimo, de aproximadamente 5ºC o inferior, siendo posible tan poco como de aproximadamente 1ºC. Mientras tanto, los objetos gruesos pueden requerir un calentamiento significativamente mayor, por ejemplo, de aproximadamente 20ºC para un objeto grueso de 12,7 mm (0,5 pulgadas). Los factores de superficie, incluyendo color y emisividad, son también importantes para determinar el grado al que se debe calentar el objeto, mientras que las propiedades físicas establecen el límite de calentamiento superior a una temperatura que no dañe el objeto y/o la superficie del
objeto.
Con el fin de localizar de manera precisa y determinar el tamaño del defecto, la superficie del objeto debe calentarse hasta la temperatura deseada en un periodo de tiempo suficientemente corto de modo que se inhiba el calentamiento del resto del objeto. Normalmente el calentamiento tiene lugar en una fracción de un segundo para materiales finos con hasta unos pocos minutos para materiales más gruesos o más grandes; en un destello. Si el calor penetra el objeto, la precisión de la detección del defecto cerca de la superficie del objeto disminuye.
Por ejemplo, un material compuesto de polímero y fibra de grafito con un espesor de 3,175 mm (0,125 pulgadas) puede calentarse durante unos pocos milisegundos con un pulso de calor de 4 megavatios desde una lámpara de destello, mientras que un objeto con un espesor de 12,7 mm (0,5 pulgadas) debe calentarse durante varios segundos o incluso minutos con un pulso de calor de 2 kilovatios desde una lámpara de cuarzo. Otros procedimientos de calentamiento posibles incluyen la utilización de microondas, rayos láser, y otros medios de calentamiento convencionales que pueden alcanzar temperaturas elevadas, calentamiento de alta velocidad.
Una vez que la superficie del objeto se calienta, una cámara de vídeo infrarroja graba y guarda las imágenes térmicas sucesivas de la superficie del objeto, grabando cada píxel de las mismas. El número de imágenes grabadas depende de la resolución deseada de la imagen térmica resultante, de la velocidad de la cámara, y de la constante de tiempo para el objeto particular (véase a continuación). Pueden utilizarse aproximadamente 10 imágenes para establecer una imagen térmica, mientras que aproximadamente 25 imágenes proporcionan normalmente una resolución adecuada, y aproximadamente 100 imágenes establecen una buena resolución de la imagen térmica. Generalmente, hasta aproximadamente 500 imágenes pueden obtenerse en el estado actual de la tecnología del vídeo, prefiriéndose más de aproximadamente 25.
Cuando el dispositivo de calentamiento y la cámara de vídeo se sitúan en el mismo lado del objeto, la constante de tiempo, \tau_{c}, utilizada para establecer el periodo de tiempo para tomar las imágenes térmicas, se obtiene de la ecuación 1, en la que la profundidad es el espesor del objeto.
(1)\tau_{c} = \frac{4 \ l^{2}}{\pi^{2}\kappa}
\tau_{c} = constante de tiempo "característica"
\kappa = difusividad térmica para el objeto
l = profundidad
Cuando la cámara y el calentador se sitúan en lados opuestos del objeto, el factor de 4 desaparece de la ecuación 1. Puesto que el equilibrio térmico se consigue en un objeto tras aproximadamente 5 constantes de tiempo características, el periodo de tiempo utilizado para tomar las imágenes térmicas es normalmente equivalente a de aproximadamente 3 a aproximadamente 5 constantes de tiempo, \tau_{c}, o más.
El dispositivo de vídeo es preferentemente una cámara de matriz de plano focal de alta velocidad, o un dispositivo similar, con una velocidad de cuadro de al menos aproximadamente 60 cuadros por segundo hasta aproximadamente 250 cuadros por segundo o superior y una sensibilidad a la temperatura de la cámara de al menos aproximadamente 0,01ºC a aproximadamente 0,02ºC. La resolución mínima aceptable depende de la resolución deseada de la copia de la imagen final, prefiriéndose normalmente una resolución de 128 x 128 píxeles o superior.
Las imágenes térmicas guardadas se utilizan para determinar cada contraste de píxeles restando la intensidad media de píxeles (b) para esa imagen (punto en el tiempo) de la intensidad de píxeles individual (a) en ese punto en el tiempo. Entonces se traza el contraste frente al tiempo para cada píxel (véase la figura 2). El contraste a lo largo del lugar del defecto alcanza un máximo en un momento que corresponde a cuando se tomó la imagen mediante la cámara de vídeo, el número de imagen. Si se indica el momento en el que tiene lugar el pico, puede determinarse la profundidad del defecto; una aproximación de la profundidad viene dada por la ecuación 2:
(2)l = \sqrt{\frac{\kappa\tau_{pico}}{3}}
l = profundidad
\tau_{pico} = tiempo máximo
\kappa = la "difusividad térmica" del medio medida en unidades cgs de cm^{2}/s.
La ecuación 2 es particularmente útil cuando el espesor del defecto no obliga al calor a fluir alrededor del defecto; un defecto "de calor transversal" (véase la figura 3A, un defecto "de calor transversal" frente a la figura 3B, un defecto "de calor lateral").
Sin embargo, cuando la velocidad de difusión del calor es más rápida alrededor del defecto que a través del defecto (figura 3B), el pico de contraste no es evidente a partir del gráfico del contraste de píxeles (figura 4). En consecuencia, la derivada con respecto al tiempo de la curva de contraste se toma con el fin de determinar el pico de contraste derivado. La profundidad del defecto "de calor lateral" puede determinarse a partir del tiempo máximo utilizando la ecuación 3 siguiente:
(3)l = 0.524 \pi \sqrt{\kappa\tau_{i}}
en la que
(4)\tau_{c} = 1.10\tau_{i}
l = profundidad
\tau_{c} = constante de tiempo "característica"
\tau_{i} = el tiempo de inflexión máxima derivada
\kappa = la "difusividad térmica" del medio medida en unidades cgs de cm^{2}/s.
Ejemplo
Se estableció la precisión de la presente invención utilizando un objeto que presentaba una serie de defectos planos colocados cuidadosamente. En referencia a las figuras 6, 6A, 6B, 6C, los defectos 1, 2, 3, 4 y 5 presentaban el mismo diámetro, 22 milímetros (mm), con profundidades variables, 1,3 mm, 1,6 mm, 1,9 mm, 2,2 mm, y 2,5 mm, respectivamente. Los defectos 6, 7, 8, 9, 10 y 11 presentaban la misma profundidad, 1,3 mm, con diámetros variables de 22 mm, 16,5 mm, 11 mm, 8,25 mm, 5,5 mm, y 2,75 mm, respectivamente. Los defectos 12, 13, y 14 presentaban el mismo diámetro, 33 mm, con profundidad variable, 1,3 mm, 1,9 mm, y 2,5 mm, respectivamente.
Los parámetros de la prueba fueron tal como sigue: (1) cada cuadro de imagen consistió en píxeles NXN (que corresponde a un elemento de resolución en la superficie del objeto) en los que N era 256; (2) el número de cuadros de imagen, Z, que normalmente oscila desde 1 hasta 400 para N = 128, y desde 1 hasta 200 para N = 256, era de 100; (3) cada píxel ocupaba 2 bytes de memoria y se representó mediante un número de 12 bits desde 0 hasta 4095, que representa la intensidad de radiación térmica.
Se calentó el objeto aproximadamente 5ºC con un pulso de calor de 4 megavatios desde una lámpara de destello durante 0,010 segundos. Una vez calentado, se grabó cada intensidad del elemento de resolución utilizando una cámara de matriz de plano focal de alta velocidad con una resolución de 256 x 256 píxeles que funcionó durante aproximadamente 25 segundos, con cada píxel representado por 12 bits. Se determinaron los parámetros de usuario y se introdujeron al sistema, incluyendo: número de cuadros de inicio que se utilizan para el análisis (se omiten los cuadros tomados antes de calentar la superficie); constante de reglaje silencioso (squelch constant); supresión de ruido (descarta las localizaciones de píxeles cuyo valor absoluto del pico menos el valor inicial o final de la curva de contraste es menor que esta constante); campo de visión (distancia desde la cámara infrarroja hasta el objeto; permite cambiar la escala y por tanto una determinación de tamaño precisa). Se determinó el contraste de cada píxel con respecto a la intensidad media de píxeles para la imagen completa utilizando la diferencia entre los tiempos de píxel y los tiempos medios de píxel que obtiene un contraste fijado. Se realizó esta operación para cada píxel en cada cuadro de imagen, produciendo un conjunto de curvas de contraste. Entonces se determinó la derivada de cada curva de contraste utilizando un procedimiento diferencial de 6 puntos. Se guardó la información de los picos de contraste derivados guardando el número de cuadros de la imagen que produjo el pico para cada curva de contraste derivada, o suprimiendo esta información para localizaciones de píxel que exhibían un ruido o contraste bajo. Entonces se utilizó la localización de cuadro de imagen en la que tenía lugar el pico de contraste derivado para determinar la profundidad de los defectos, que se mostró visualmente utilizando un espectro de color de intensidad tal como se muestra en la figura 7. Obsérvese, que la numeración de los defectos mostrados en las figuras 7, 8 y 9 concuerda con el número presentado en la figura 6 que revela los defectos detectados en las figuras 7, 8 y 9.
Se produjo la copia de la imagen de los defectos asignando los números de cuadros máximo guardados para cada píxel a uno de los colores en la paleta de 16 colores mostrada en el lado derecho de las figuras 7, 8 y 9. Esto se realizó tomando el número total de colores (16) dividido entre el número total de cuadros (100) y multiplicando entonces esto por el número de cuadros máximo para el píxel indicado. Entonces se redondeó este número para dar un índice entero en la paleta de colores que selecciona uno de los 16 colores posibles para representar este píxel. Entonces se repite este procedimiento para todas las localizaciones de píxel en la imagen. Se mejora además la imagen utilizando 4 niveles de intensidad para cada color, que se muestran de izquierda a derecha en la paleta de colores en las figuras 7, 8 y 9. El pico más grande corresponde a la mayor intensidad (nivel 1) de un color indicado y los picos más pequeños corresponden a la menor intensidad (nivel 4) de un color indicado (véanse las figuras 7, 8 y 9).
Por el contrario, la figura 8 es una copia de la imagen de la presente invención que representa una técnica de formación de imágenes de la técnica anterior que se basa en una imagen instantánea del perfil de intensidad. Tal como resulta evidente a partir de esta figura 8, se tomó la "imagen instantánea" en un buen momento de tiempo puesto que se revelaron todos los defectos. Sin embargo, la mayoría de los defectos parecen estar localizados a la misma profundidad. En consecuencia, no puede determinarse la profundidad real de ninguno de los defectos. Adicionalmente, el defecto (11) casi no es visible y es difícil de identificar como un defecto.
La figura 9, que también es una copia de la imagen utilizando una termografía transitoria de la técnica anterior, proporciona de manera similar información confusa. En esta figura los bordes de los defectos aparecen menos profundos que el centro de los defectos. En consecuencia, aunque los defectos son planos, aparecen como cóncavos. De nuevo, no puede determinarse con precisión la profundidad de los defectos.
La presente invención proporciona numerosas ventajas frente a los ensayos no destructivos de la técnica anterior incluyendo: eliminar virtualmente el error humano, proporcionar la capacidad para localizar un defecto, y simplificar la imagen. El procedimiento convencional de la técnica anterior se basaba en un operario viendo numerosas imágenes o se basaba en una única "imagen instantánea" de la superficie, es decir el error humano, detectaba simplemente la existencia de un defecto. La presente invención permite la determinación precisa del tamaño y la profundidad del defecto, mientras que la técnica anterior no podía aclarar la profundidad con precisión.

Claims (13)

1. Procedimiento para detectar un defecto (1 a 14) en un objeto que presenta una superficie, estando dividida dicha superficie en una serie de elementos de resolución, que comprende las etapas siguientes:
a.
calentar la superficie del objeto;
b.
grabar una pluralidad de imágenes térmicas de los elementos de resolución sobre dicha superficie calentada a lo largo de un periodo de tiempo, en el que cada uno de dichos elementos de resolución corresponden a un píxel;
c.
determinar la intensidad de píxeles individual para cada una de dichas imágenes térmicas;
d.
determinar la intensidad media de píxeles para cada imagen térmica;
e.
obtener el contraste de píxeles para cada uno de dichos píxeles en cada una de dichas imágenes térmicas restando dicha intensidad media de píxeles de dicha intensidad de píxeles individual; y
f.
determinar la profundidad de un defecto en el objeto basándose en dicho contraste de píxeles.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se determina la profundidad del defecto utilizando un contraste de píxeles, obteniendo un pico de contraste, y determinando de ese modo la profundidad del defecto utilizando la fórmula siguiente:
l = \sqrt{\frac{\kappa\tau_{pico}}{3}}
en la que \tau_{pico} es el tiempo máximo, l es la profundidad del defecto, y \kappa es la difusividad térmica del objeto.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se determina la profundidad del defecto calculando la derivada con respecto al tiempo de un contraste de píxeles y obteniendo un pico de contraste derivado.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que, cuando dicho calentamiento y grabación tienen lugar en un mismo lado del objeto, se determina la profundidad del defecto utilizando la fórmula siguiente:
l = \frac{\pi}{2} \sqrt{\kappa\tau_{c}}
en la que \tau_{c} es una constante de tiempo característica, para los datos de tiempo-temperatura del elemento de resolución respectivo, l es la profundidad del defecto, y \kappa es la difusividad térmica del objeto.
5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que, cuando dicho calentamiento y grabación tienen lugar en lados opuestos del objeto, se determina la profundidad del defecto utilizando la fórmula siguiente:
l = \pi \sqrt{\kappa\tau_{c}}
en la que \tau_{c} es una constante de tiempo característica, para los datos de tiempo-temperatura del elemento de resolución respectivo, l es la profundidad del defecto, y \kappa es la difusividad térmica del objeto.
6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende asimismo la producción de una copia de la imagen del objeto que utiliza un espectro de color para presentar la profundidad y la posición lateral del defecto.
7. Aparato para detectar un defecto (1 a 14) en un objeto que presenta una superficie que puede visualizarse como una serie de píxeles, que comprende:
a.
un calentador para calentar la superficie del objeto;
b.
una grabadora para grabar la intensidad de píxeles individual para cada uno de dichos píxeles;
c.
unos medios para determinar la intensidad media de píxeles;
d.
unos medios para determinar el contraste de píxeles para cada uno de dichos píxeles restando dicha intensidad media de píxeles de dicha intensidad de píxeles individual; y
\newpage
e.
unos medios para determinar la profundidad de un defecto en el objeto basándose en dicho contraste de píxeles.
8. Aparato según la reivindicación 7, en el que dicho calentador es una lámpara de destello, lámpara de cuarzo, dispositivo de microondas, o láser.
9. Aparato según la reivindicación 7 u 8, en el que los medios para determinar la profundidad del defecto se adaptan para utilizar el contraste de píxeles, obteniendo un pico de contraste y determinando la profundidad utilizando la fórmula siguiente:
l = \sqrt{\frac{\kappa\tau_{pico}}{3}}
en la que \tau_{pico} es el tiempo máximo, l es la profundidad del defecto, y \kappa es la difusividad térmica del objeto.
10. Aparato según la reivindicación 7 u 8, en el que los medios para determinar la profundidad del defecto se adaptan para calcular la derivada con respecto al tiempo del contraste de píxeles y obteniendo un pico de contraste derivado.
11. Aparato según la reivindicación 10, en el que el calentador y la grabadora se sitúan en el mismo lado del objeto y en el que los medios para determinar la profundidad del defecto utilizan la fórmula siguiente:
l = \frac{\pi}{2}\sqrt{\kappa\tau_{c}}
en la que \tau_{c} es una constante de tiempo característica, para los datos de tiempo-temperatura del elemento de resolución respectivo, l es la profundidad del defecto, y \kappa es la difusividad térmica del objeto.
12. Aparato según la reivindicación 10, en el que el calentador y la grabadora se sitúan en lados opuestos del objeto y en el que los medios para determinar la profundidad del defecto utilizan la fórmula siguiente:
l = \pi\sqrt{\kappa\tau_{c}}
en la que \tau_{c} es una constante de tiempo característica para los datos de tiempo-temperatura del elemento de resolución respectivo, l es la profundidad del defecto, y \kappa es la difusividad térmica del objeto.
13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, que comprende además unos medios para formar una copia de la imagen que se adaptan para presentar la profundidad y la posición lateral de los defectos utilizando un espectro de color.
ES97118977T 1996-10-30 1997-10-30 Ensayos no destructivos: termografia de profundidad transitoria. Expired - Lifetime ES2262168T3 (es)

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US08/739,572 US5711603A (en) 1996-10-30 1996-10-30 Nondestructive testing: transient depth thermography
US739572 1996-10-30

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