תרמוגרפיה אינפראנית (IRT) התפתחה כהערכה לא הרסנית (NDE) שיטה להערכת בריאות תשתיות קריטיות, במיוחד מבני גשר. כמו גילי רשת הגשר הגלובליים, הצורך בטכניקות בדיקה אמין, יעילות וחסכוניות יעילה יותר, הופכת לאפקטים ביקורתיים דחופים יותר ויותר, כמו בדיקות אור אדום לעתים קרובות מתגעגעות לפגמים תת-קרקעיים עד שהם מעודדים את פני השטח, ויוצרים סיכונים ולהגדיל את עלויות הגורמות לאבחון של תסרוקנות אפילמטיבות, כגון אפילמטיות אפילמטיות נסתרות, כגון אפילמטיות אפילמטיות, תכונות נוגדות אפילמטיות אפילמטיות, כגון אפילמטיות אפילציה אפילמטיות אפילמטיות אפילמטיות אפילמטיות אפילציה אפילמטיות אפילמטיות אפילמטיות , כגון אפילמטיות אפילפטיות , הן לעתים קרובות יותר ויותר.

עקרונות של קוצר רוח

מדחום אינפרא אדום מבוסס על הפיזיקה של קרינה תרמית.כל אובייקט עם טמפרטורה מעל אפס מוחלט פולט קרינה אינפרא אדום.העוצמה של קרינה זו היא פונקציה של טמפרטורת פני השטח של האובייקט ואת המולד שלו - נכס חומרי המתאר כמה יעיל זה קורנת אנרגיה תרמית.מצלמה אינפרא אדום (תמונה שנייה) ללכוד את הקרינה הזו והופך אותה לדימוי חזותי הנקרא thermogram, שבו הם שונים מיוצגים על ידי צבעים אפורים או אחידים.

לצורך בדיקת הגשר, התרמוגרפיה מסתמכת על העיקרון של ניגוד תרמי.כאשר פני הגשר נמצאים תחת חימום (למשל, קרינה סולארית במהלך היום) או קירור (למשל, קירור קורנטיבי בלילה), פגמים רק מתחת לפני השטח משפיעים על קצב העברת החום המקומי. לדוגמה, קרינת בטון מחוסמת יוצרת פער אוויר המבודד מתחת לפני השטח, מהגורם למשטח השכבה הקומה התחתונה של פחות ממרחק של חום או יותר משכבה זו.

גורמים מרכזיים המשפיעים על בדיקה תרמוגרפית כוללים:

  • (ב) ל-[[1924]], [[1924]] ו[[1924]]]], [[1924]]]] ו[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] ו[[1948]], [[1948]], [[1948]], [[1924]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1966]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]
  • (FLT:0) Thermal לטעון: FLT:1 Active thermography משתמשת מקורות חום חיצוניים (למשל, מנורות חום או מנורות פלאש) כדי לגרום ניגודיות תרמית, בעוד תרמוגרפיה פסיבית מסתמכת על חימום טבעי וקירור.
  • (FLT:0) תנאי ההנעה:FLT:1 Wind, טמפרטורה מחממת, כיסוי ענן ולחות אטמוספרית יכול להשפיע על מדידות טמפרטורת פני השטח.
  • (FLT:0) ממפרט: מיפוי 1:30 (המצלמות התרמומליות המשמשות לבדיקה של הגשר צריכות להיות רגישות תרמית גבוהה ( ⁇ 0.05 ° C), פתרון הולם (לפחות 320×240 פיקסלים), ולעתים קרובות להעסיק גלאיים מגניבים ליחס אותות טוב יותר.

תגיות Bridge Inspection

קוצר נשימה עם עומס סולארי

הגישה הנפוצה ביותר לבדיקת גשר היא תרמוגרפיה אינפרא אדומה באמצעות טעינה טבעית של השמש. במהלך היום, השמש מחמם את הסיפון גשר ומבנה העל. בלילה, המבנה קריר באמצעות אובדן חום רדיואקטיבי לשמים.מפקחים לוח זמנים סקרים במהלך התקופה של ניגוד מקסימלי - בשעות אחר הצהריים המוקדמות (התחממות קוף) או לפני השטח (מסגור) כמו טמפרטורות בטון נראה יותר גבוה יותר (חום) או חום) גבוה יותר מאשר כתמים חמים (חום חם יותר) או חום) או חום) גבוה יותר (חום חם יותר) או חום) או חום (חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר) או חום (חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר מאשר כתמים חמים (חום מוקדם יותר מאשר כתמים חמים יותר מאשר כתמים חמים יותר) או חום כהה) או חום (חום מוקדם יותר) או חום (חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר מאשר כתמים חמים (חום מוקדם יותר) או חום כהה) או חום מוקדם יותר (חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר (חום מוקדם יותר) או חום כהה) או חום מוקדם יותר (חום מוקדם יותר מאשר כתמים חמים (חום מוקדם יותר מאשר כתמים חמים (חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר) או חום מוקדם יותר מאשר כתמים חמים (חום מוקדם יותר (

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « «

עבור אזורים קטנים יותר או יותר קריטיים, תרמוגרפיה פעילה ניתן להשתמש.זה כולל יישום מקור חום חיצוני (למשל, מנורות halogen, תנורי אינפרא אדום, או אפילו מים חמים) אל פני השטח ולאחר מכן הדמיה של התנהגות הקירור. שיטות Active נשלטות יותר ויכולות לזהות פגמים עמוקים או עדינים יותר, אבל הם דורשים גישה לאזור והם פחות מעשי עבור סיפון גשר שלם.

ביקורת על Bridge Components

תרמוגרפיה אינפראנית היא תכליתית ויכולה להיות מיושם על רכיבי גשר שונים:

  • (ב) ⁇ :0) ⁇ :0 (Decks:001) גילוי של מומים, ספאלים, ו debonding in בטון overlays. מחקרים הראו כי התרמוגרפיה יכולה לזהות מומים בעומקים של עד 5-7 ס"מ בטון.
  • (ב) ⁇ :0) סופר-מבנה: איור 1 (Inspecting Steel beams) ו-girders for corrosion תחת צבע, עייפות סדק, או לחות לכודים ב-girders.
  • (ב) ⁇ :0 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0)Bearings and Expanding Joints: ההרחבה: ההרחבה 1 (Detecting תרמיים חריגים המעידים על בניית פסולת או בעיות מכניות.

סוגים של Defects Detected

דלמינציה ודעונו

דלמינטיות הן הפרדה בין שכבות של בטון או בין בטון לבין יתר על המידה.הם בין הפגמים הנפוצים ביותר בסיפון גשר, בדרך כלל נגרמת על ידי קורוזיה של מחזורי פלדה או קפואה. בתרמוגרפיה, גילויים מופיעים כמו anomalies תרמיות נפרדות: חם במהלך חימום סולארי (כי פער האוויר משקף את פני השטח של תת-קרקעי) ו-47 כי זה מונע מהר יותר חום (מפרק) אבל זההחום של חום (מחדש של חום).

« חדירה וקורוזיה

חדירה למים בגשרים בטון או פלדה יכולה להוביל לשחיתות ולהשפלה מבנית. Moisture יש יכולת תרמית גבוהה, כך אזורים עם מים לכודים יציגו התנהגות תרמית שונה: הם מתחממים לאט יותר במהלך היום ונשארים חמים יותר בלילה.המתרמיוגרפיה יכולה לזהות אזורים לחים אלה לפני קורוזיה הופכת גלויה.

סדקים וסדקים

סדקים משטח כי הם סגורים בחוזקה לא יכול להיות גלוי ישירות, אבל הם יכולים להשפיע על זרימת חום.במקרים מסוימים, סדקים ממלאים אוויר או מים, יצירת ניגודים תרמיים מקומיים.עם זאת, התרמוגרפיה היא פחות אמינה עבור סדקים דקים אלא אם הם קשורים עם עומסים אנמאטיים עמוקים יותר.זה משמש לעתים קרובות בשילוב עם שיטות אחרות NDE (למשל, בדיקת קולי).

וידויים ודבש

וידים בטון (למשל, מאיחוד לא תקין) או פערים אוויריים מאחורי צלחות פלדה לפעול כמו אינסולטורים תרמיים.הם מייצרים דפוסים דומים לפירוק, אך הם לעתים קרובות עמוק או יותר לא סדיר.ה: התרמיוגרפיה יכולה לזהות רִיק עד לעומק מסוים, בהתאם למאפיינים התרמיים של החומר והעוצמה של טעינה תרמית.

Garout Voids in Post-Tensioned Tendons

ב גשרים לאחר חתומות, הדוכסים המכילים סטרנדים מתחזים לעתים קרובות הם מוטרדים להגן מפני קורוזיה.אין עלים שלמים של רִיק, המאפשר לחות וכלורידים להגיע לפלדה.המתוגרפיה יכולה לזהות את הריקים האלה על ידי חימום שונה של פני השטח המעודנים מעל הרִיק, בהשוואה לחלקי המחקר המפוצצים לחלוטין.

יתרונות על שיטות בדיקה מסורתיות

תרמוגרפיה אינפראנית מציעה מספר יתרונות משמעותיים על בדיקה חזותית קונבנציונלית וטכניקות רבות אחרות של NDE:

  • (FLT:0) ללא מגע וללא פולשני:031) אין צורך במגע פיזי, צמצום הפרעות התנועה והסיכונים בטיחותיים.
  • (FLT:0)Rapid, כיסוי שטחי: איור 1 (FeloLT:1) תמונה תרמית אחת יכולה לכסות הרבה מטרים רבועים, המאפשרת סיפון גשר שלם להיות מרוקנת בתוך דקות.זה הרבה יותר מהיר מאשר שרשרת גרירה או פטיש נשמע, הדורש מגע ישיר ושליטה התנועה.
  • (ב) גילוי מוקדם של פגמים נסתרים: FLT:1igects מזוהה לעתים קרובות לפני שהם הופכים גלויים על פני השטח, המאפשר תחזוקה יעילה ומניעת תיקונים חירום יקר.
  • (FLT:0) Cost-יעילות: 1FLT) זמן בדיקה מופחת, ניהול תנועה מינימלי, ופחות שעות עבודה להפחית את העלות הכוללת.
  • (ב) ⁇ :0) רשומות דיגיטליות מרשימות: FLT:1 Thermograms מספקים תיעוד אובייקטיבי, כמותי שניתן להשוות לאורך זמן כדי לעקוב אחר התקדמות פגומה.
  • (FLT:0) שילוב של שיטות אחרות של NDE: ⁇ FLT ( 1 IRT) משמש לעתים קרובות ככלי סינון לזהות אזורים הזקוקים לחקירה נוספת על ידי מכ"ם חודר קרקע, בדיקות קוליות, או דגימה הליבה.

גבולות ואתגרים

למרות היתרונות שלה, לתרמוגרפיה אינפרא אדום יש מגבלות שיש להבין כדי להימנע מהתערבות לא נכונה:

  • (FLT:0) רגישות סביבתית: רוח 1FLT:1, גשם, עננים, תנודות טמפרטורה מתפתל יכול להסוות או לחקות אנומליות תרמיות הם בדרך כלל מוגבל ללילות צלולים, רגועים או ימי שמש עם רוח מינימלית.
  • (FLT:0) עומק גילוי: FLT:1 , IRT הוא מונח על פני השטח. עבור עומק זיהוי קונקרטי ומעשי הוא סביב 5-10 ס"מ, בהתאם לחות ונכסים חומריים.
  • (FLT:0Skill and Training הנדרשים:FLT:1, מפעילי חייב להבין העברת חום, תכונות חומריות וממצאים פוטנציאליים (למשל, צללים, השתקפות, פני השטח ניתוח יכול להוביל חיובי כוזב או פגמים פספס.
  • (FLT:0) ,Calibration andציוד הציוד עולה: FIRLT:1 באיכות גבוהה מצלמות תרמיות עם רגישות נאותה ורזולוציה הם יקרים (בדרך כלל $20,000 $) כילונות תקופתית נדרש כדי לשמור על דיוק.
  • (ב) אתגרים בין-תחומיים: 1) ניתן לגרום לדפוסים הירומאליים על ידי גורמים מרובים.לדוגמה, מקום חם עשוי להיות החלמה, אך יכול להיות גם רצף של צבע כהה או אפקט צל.
  • (FLT:0) לא יעיל לכל סוגי הפגם: FLT:1 סדקים כי הם סגורים הדוקים או עמוק מאוד עשויים לא לייצר ניגוד תרמי מספיק.

תוצאות חיפוש ויישומים אמיתיים

תרמוגרפיה אינפראנית שימשה בהצלחה בתוכניות בדיקה רבות ברחבי העולם.כמה דוגמאות מרשימות:

  • (FLT:0) גילוי גילוי על כביש גשר כביש: ההרחבה: 1 במחקר במימון מינהל הכבישים הפדרלי (FHWA), הדמיה תרמית בוצעה על הסיפון בטון בווירג'יניה.התרמוגרפיה זיהתה 95% של מומים אשר אושרו מאוחר יותר על ידי שרשרת גרירת וקידוד.הטכניקה מופחתת זמן בדיקה בהשוואה ל-80% מהשיטות המסורתיות.
  • (FLT:0)Post-tensioned Box girder בדיקה בפלורידה: 1 חוקרים השתמשו IRT כדי לאתר ריקנים של ג'ורג'ים פלחנים.על ידי חימום פני השטח עם מנורות אלגנים ולכידת עקומות קירור, הם זיהו בהצלחה ריקות אשר מאוחר יותראומתו על ידי אנדוסקופיה.
  • (FLT:0) ,Steel Bridge corrosionגילוי: ibph:1) מפעיל גשר אירופי גדול השתמש מצלמות תרמיות בעלות רחפנים כדי לבדוק את עבודות פלדה עבור קורוזיה מוסתרת תחת צבע.התרמוגרפיה חשפה אזורים של טמפרטורה גבוהה הנגרמת על ידי מסה תרמית מוגברת של מוצרי קורוזיה.

שיטות טובות לאבחון יעיל

כדי למקסם את האמינות של התרמוגרפיה אינפרא אדומה עבור בדיקה הגשר, את התרגילים הטובים הבאים מומלץ, בהתבסס על סטנדרטים כגון ASTM D4788-03 (שיטת מבחן סטונדינג עבור Detecting Delaminations ב Bridge Decks Using infrared Thermography) והנחיות של האגודה האמריקאית לבדיקת Nondeive Testing (NT):

  1. (FLT:0) בדיקות פלין בתנאים תרמיים אופטימליים: ראטל:1) לחימום השמש, הזמן הטוב ביותר הוא בדרך כלל 1-3 שעות לאחר הצהריים השמש; עבור קירור בשעות הלילה, 2-4 שעות לפני זריחת השמש.
  2. (FLT:0) למקם את המצלמה התרמית:FreaLT:1) להבטיח מדידה טמפרטורה מדויקת על ידי שימוש במטרה ההתייחסות של אובייקטיביות וטמפרטורה ידועים.
  3. (FLT:0) הגדרות מצלמה מתאימות: FLT:1hil הגדרת טווח הטמפרטורה כדי לכלול את טמפרטורות פני השטח הצפויות. השתמש להתמקד באופן אוטומטי או ידני בזהירות; תמונות מטושטשות להפחית את הניגוד.
  4. (FLT:0) ,Capture תמונות מרובות מזוויות שונות: ⁇ 1) זה עוזר להבחין פגמים אמיתיים מהשתקפות או צללים. שקול באמצעות טיול או מזל"ט עבור מיקום עקבי.
  5. (FLT:0) Record סביבתי נתונים: FLT:1 מראה טמפרטורה, מהירות רוח, לחות, קרינה סולארית, וזמן של יום.
  6. (FLT:0) אימות אמת-אמת פורפור: 1 לממצאים קריטיים, השתמש שרשרת גרירה, פטיש, או סלילת אישור נוכחות של פגמים.זה גם עוזר לבנות מסד נתונים של מתאם לניתוח אוטומטי עתידי.
  7. כלי ניתוח תוכנה:0 (Use Software Analysis:FLT:1ir) תוכנת הדמיה תרמית מודרנית יכולה לבצע את ההשוואה שלו, ניתוח הבדל טמפרטורה, ודיווח על הדור. אלגוריתמי למידת מכונה משמשים יותר ויותר לסווג פגמים באופן אוטומטי.
  8. (FLT:0) אנשי סגל:001; לאופרות יש רקע בהעברת חום ו- NDE תוכניות הסמכה (למשל, ASNT Level I/II בבדיקות תרמיות) מומלץ.

כיוונים עתידיים וטכנולוגיות מתפתחות

היישום של התרמוגרפיה אינפרא אדומה בבדיקה הגשר מתפתח במהירות.

  • (FLT:0) אינטגרציה עם כלי רכב אוויריים בלתי מאוישים (UAVs/drones): Drones מצויד במצלמות תרמיות יכול לבדוק אזורים קשים לסחב כמו מתחת לגשרים, כבלים, ו piers גבוהים ללא סגירת נתיב או נפיחות.הם מאפשרים סקרים מהירים, מקיפים עם תמונות גבוהות.
  • (FLT:0) למידה ואינטליגנציה מלאכותית: FLT:1 , זיהוי פגם אוטומטי באמצעות מודלים למידה עמוקה מאומן על בסיס נתונים גדולים של תרמוגרמה הופך להיות אפשרי. AI יכול במהירות דגל אזורים חשודים, צמצום השגיאה האנושית וזרז ניתוח.
  • (FLT:0) Fusion of thermography עם נתונים אחרים של NDE:03FLT 1 שילוב IRT עם מכ"ם penetrating (GPR), סריקת לייזר (LiDAR), או בדיקת קול מספקת הערכה מלאה יותר. לדוגמה, GPR יכול למדוד עומק והיקף של פגמים, בעוד התרמוגרפיה מעידה על ביטוי פני השטח.
  • (FLT:0) שיטות צוטטות תרמיות מתקדמות: FLT:1 Pulsed thermography, Lock-in thermography, ו קו-scanning הם מעודן עבור גילוי פגם עמוק ומדויק יותר בחומרי גשר.
  • (FLT:0) Internet of Things (IoT) ו ניטור רציף:03FLT:1 , מצלמות תרמיות קבועות על גשרים קריטיים יכולות לספק ניטור ארוך טווח, מעקב אחר התקדמות פגומה ואזהרת צוותי תחזוקה לשינויים פתאומיים.

חידושים אלה מבטיחים להפוך את התרמוגרפיה אינפרא אדום אפילו יותר חזק וזמין עבור ניטור בריאות תשתיות (לקריאה נוספת על סטנדרטים ומחקר, ייעוץ משאבים מן FLT:0Federal Highway Administration of ReLT:1, the FLT:2 American Society for Nondeive TestingFLT 3: and the FLT:4AS D88 StandardFLT:557)

מסקנה

תרמוגרפיה אינפראנית הוכיחה להיות כלי יעיל מאוד, לא הרסני לזיהוי פגמים נסתרים במבנים גשר. על ידי מינוף ניגוד תרמי המושרה על ידי חימום טבעי או מלאכותי, מהנדסים יכולים לזהות מומים, לחות חדירה, קורטוזיה, מחסנים, רִיק, וסוכנויות תת-אדום אחרות של מערכות לחימה אינטראקטיביות לפני שהם הופכים גלויים, זה מוקדם מאפשר תחזוקה, שירות תחבורה, שיפור חיי התחבורה, תוך כדי שיפור של אבטחה מהירה יותר ויותר, כמו גם שיטות אבטחה תחרותית, ולהפחית את ההשפעות של אבטחה תחרותית של פעילות גופנית, וכן הלאה, תוך כדי לחץ דם פתוח, כמו גם שיטות אבטחה תחרותית, תוך כדי לחץ דם פתוח, כמו גם תכונות אבטחה תחרותית, תוך כדי לחץ דם פתוח, כמו גם תכונות אבטחה תחרותית, וכן הלאה, וכן, ולהפחית את ההשפעות של מערכות אבטחה תחרותית של מערכות אבטחה תחרותית, וכן הלאה, וכן הלאה, תוך כדי לחץ דם פתוח, כמו גם תכונות אבטחה תחרותית, תוך כדי לחץ דם פתוח, וכן הלאה, כמו גם תכונות אבטחה תחרותית של מערכות אבטחה תחרותית, כמו גם תכונות אבטחה תחרותית, וכן, תוך כדי לחץ דם פתוח, כמו גם תכונות אבטחה תחרותיות, כמו גם תכונות קריטיות אבטחה תחרותיות אבטחה תחרותיות לחץ דם פתוח,