赤外線カメラソリューション

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サーモグラフィ(高性能赤外線カメラ)で見えない欠陥を視る(1)

お知らせ
JFE テクノリサーチでは、赤外線カメラを用いた測定受託、開発支援、およびシステム開発品の販売を行い、ユーザから評価をいただいてきました。ここではいくつかの開発品についてご紹介します。

赤外線カメラによる非破壊検査とは?

被測定対象から放出される赤外線の分布から内部欠陥や構造などを可視化する方法が、赤外線カメラによる非破壊検査法です。

この検査法には、被測定対象に人為的に熱を加えずにそのまま測定するパッシブ法と積極的に熱を加えて測定するアクティブ法があります。このうちアクティブ法は、自然の熱を用いるパッシブ法と比較して欠陥などの検出感度に優れるため、"見えない欠陥を視る"ことに適しております。さらに、アクティブ法は環境温度の変化に頼らずに非破壊検査が可能となるため、生産現場などにも応用することができます。

アクティブ法の温度変化の与え方としては、光加熱(ハロゲンランプ/フラッシュランプ/レーザ等)、通電、荷重負荷(熱弾性効果)及び超音波などがあります。

温度波法

  • 加熱用ランプなどにより周期的に被測定対象を加熱する方法です。内部の割れや材質の不均一は熱特性に差を生じさせ、結果として部品内を通過する温度波の振幅及び透過時間に差(位相差)が生じます(図1 振幅:ΔTn、位相差:Δθn)。

  • 振幅及び位相差を求めるための信号処理法には、ロックイン方式があります。このロックイン方式を用いることでSN比が向上するため、温度画像だけでは見つけられないような微小な欠陥の検出が可能になります。

    以上は温度波が被測定対象を透過する方法を解説しましたが、すでに取り付けられた部品などで、裏面から加熱ができない場合は、加熱と測定を同一方向から行い、欠陥箇所から反射して帰ってくる熱を測定することで、欠陥を検出することができます(図2)。

このように、温度波法を用いることで、材料の接着状況や機械的、化学的、熱的負荷による劣化等、熱物性の変化を伴う欠陥を検出することが可能となります。

* ロックイン方式 ・・・熱などの周期的な負荷の周波数で熱画像を同期検波し、その負荷に伴う温度振幅(温度変化)・位相を解析する手法

鋼板間の接着剤の充填状況解析

温度波法を用いて鋼板間の接着剤の充填状況を可視化した事例を図3に示します。温度画像では不明瞭な接着剤が、ロックイン方式を用いた解析により明確になります。

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