Muchos edificios industriales, incluidas las centrales nucleares y las plantas químicas, Confíe en instrumentos de ultrasonido que monitorean continuamente la integridad estructural de sus sistemas sin dañar o alterar sus características. Una nueva técnica se basa en la tecnología láser y el hollín de las velas para generar ondas ultrasónicas efectivas para pruebas y evaluaciones no destructivas.

Un equipo de investigadores está utilizando pruebas ultrasónicas no destructivas (NDT) que implican amplificar la señal de una fuente de láser fotoacústica utilizando un parche absorbente de láser hecho de una serie de nanopartículas de hollín de vela y polidimetilsiloxano. Hablan de su trabajo en la Letras de física aplicada .

El enfoque marca uno de los primeros sistemas NDT que combina elementos de pruebas de ultrasonido de contacto y sin contacto. Los resultados de generar tales ondas ultrasónicas con el parche fotoacústico demuestran la promesa de la amplia gama de aplicaciones sin contacto para NDT.

"El método NDT basado en láser tiene las ventajas de la medición independiente de la temperatura y una amplia gama de áreas de monitoreo al cambiar fácilmente la posición de los dispositivos, "dijo Taeyang Kim, un autor en el papel. "Esta técnica proporciona un método muy flexible y simple para la generación remota y sin contacto de ondas superficiales ultrasónicas".

Se pueden generar ondas de ultrasonido cuando un láser de alta potencia golpea una superficie. El calor producido por los pulsos induce un patrón de expansión y compresión en el área iluminada, produciendo una señal ultrasónica. Las olas produjeron llamadas ondas de cordero, luego viaja a través del material como una onda elástica.

El grupo utilizó nanopartículas de hollín de velas junto con polidimetilsiloxano para absorber el láser. Se convirtieron en hollín de vela porque está fácilmente disponible y es eficiente para absorber láseres y puede producir la expansión elástica necesaria para realizar la conversión fotoacústica que genera la onda Lamb.

Al colocar la partícula en el parche en un arreglo lineal, pudieron reducir el ancho de banda de las olas, filtrar señales de ondas no deseadas y aumentar la precisión analítica. Los investigadores optaron por un sistema de detección de aluminio para el transductor receptor.

El parche aumentó la amplitud en más del doble en las condiciones sin el parche y confirmó que produjo un ancho de banda más estrecho que otras condiciones.

Kim dijo que la cuestión de cómo se mantiene la durabilidad del enfoque en un entorno industrial, así como el rendimiento de los parches en superficies curvas y rugosas.

"Los nuevos sistemas NDT atraerán más atención para explorar los materiales óptimos para el parche o varias aplicaciones para las industrias NDT, " él dijo.

Próximo, el equipo busca probar el sistema en escenarios de prueba no destructivos de alta temperatura.