Informacje o projekcie

Tytuł projektu: „Standaryzacja procedury wymiarowania defektów metodą aktywnej termografii w podczerwieni”

Projekt finansowany ze środków budżetu państwa, przyznanych przez Ministra Edukacji i Nauki w ramach programu Polska Metrologia II.

Nr projektu PM-II/SP/0003/2024/02

Kwota dofinansowania 910 690,00 PLN

Całkowita kwota projektu 910 690,00 PLN

Miejsce realizacji: Wydział Elektryczny Politechniki Częstochowskiej

Okres realizacji 1 stycznia 2024 - 31 grudnia 2025

Projekt realizowany w porozumieniu z Głównym Urzędem Miar

Streszczenie projektu

     Termografia w podczerwieni jest podstawową metodą pomiaru, gdy ze względu na specyfikę procesu lub zagrożenie życia osoby wykonującej badanie diagnostyczne nie ma możliwości użycia klasycznych metod stykowych. Takimi trudnymi obiektami są np.: części wirujących maszyn, urządzenia pod napięciem, obiekty na wysokościach, procesy hutnicze i obróbki cieplnej, chemiczne, itp. Diagnostykę termowizyjną stosuje wiele firm do oceny anomalii w miejscach narażonych na awarię, przy czym w defektoskopii wad ukrytych zastosowanie termografii jest dość ograniczone ze względu na brak powszechnie akceptowanych (z kilkoma wyjątkami) standardów i norm. Termografia aktywna, oprócz określenia rozkładu temperatury, daje możliwość określenia wybranych cech badanych obiektów. Polega ona na analizie w czasie zmian temperatury obiektu w fazie nagrzewania lub stygnięcia. Dla obiektów złożonych z różnych materiałów lub materiału jednorodnego zawierającego wewnętrzne wady charakter zmian temperatury będzie inny niż dla materiału jednorodnego. Daje to możliwość wykrycia takich niejednorodności i określenia ich rozmiarów oraz położenia, np. głębokości, na jakiej defekt znajduje się badanym obiekcie. Dodatkowo, można określić charakter tego defektu. Typowymi rodzajami defektów możliwymi do wykrycia są: wtrącenia metaliczne i niemetaliczne, pęknięcia, rozwarstwienia obniżające wytrzymałość mechaniczną materiałów, w tym materiałów elektrotechnicznych i elektronicznych. Istnieje wiele sposobów wymuszenia cieplnego, algorytmów analizy danych popartych licznymi publikacjami, lecz zauważalny jest brak badań w kierunku próby standaryzowania procedury badawczej. Nie są znane obliczeniowe sposoby określenia rozmiarów wykrytych niejednorodności, które można uznać za uniwersalne i w pełni wiarygodne, a więc nadające się do zastosowania w pomiarach przemysłowych. Problemem badawczym pozostaje również metodyka szacowania niepewności wymiarowania defektów ma podstawie analizy sekwencji termogramów uzyskanych metodą aktywnej termografii.

Opis projektu

     Celem projektu jest zaproponowanie skutecznej i usystematyzowanej procedury pomiarowej do badań nieniszczących wybranych materiałów i obiektów, głównie stosowanych w branży lotniczej i transporcie.  Procedura pomiarowa służyć będzie wykrywaniu defektów w strukturze badanego materiału oraz określenie ich lokalizacji i liczby na podstawie analizy sekwencji termogramów. Zadaniem B+R będzie określenie warunków pomiarów, dobór aparatury, sposób automatycznej analizy, interpretacji i raportowania danych pomiarowych  tak, aby metodę można stosować w warunkach laboratoryjnych, jak i przemysłowych.

Cele szczegółowe

• Opracowanie typoszeregu wzorcowych materiałów odniesienia o właściwościach i geometrii typowych rzeczywistych materiałów i defektów badanych metodą aktywnej termografii; materiały odniesienia będą służyć do wzorcowania i adiustacji stanowiska pomiarowego do wykrywania niejednorodności w strukturze materiałów jednorodnych oraz materiałów złożonych z wielu warstw lub o niejednorodnej strukturze wewnętrznej.
• Opracowanie i sformalizowanie procedury pomiarowej, w tym sposobu analizy i interpretacji danych pomiarowych, szacowania niepewności.
• Zbudowanie prototypu stanowiska pomiarowego do wykrywania i charakteryzacji parametrów defektów metodą aktywnej termografii z zaimplementowaną opracowaną procedurą pomiarową.
• Sprawdzenie poprawności metody na przykładowych próbkach materiałów z defektami.
• Określenie ograniczeń zaproponowanej procedury pomiarowej i zakresu jej stosowalności w warunkach laboratoryjnych i przemysłowych.
• Opracowanie rekomendacji procedury pomiarowej, tj.: warunków prowadzenia takich pomiarów, doboru aparatury, sposobu analizy danych i wnioskowania pod kątem jest upowszechnienia i potencjalnej komercjalizacji.
• Opracowanie demonstracyjnego oprogramowania użytkowego do analizy i interpretacji sekwencji termogramów.