2. Podstawy teoretyczne
W ALFM współczynnik wyrównywania temperatury jest otrzymywany na podstawie analizy zmian
temperatury tylnej powierzchni próbki materiału wywołanych pochłonięciem przez powierzchnie
frontową krótkiego impulsu promieniowania laserowego (nazywanych historią temperatury -
HT
).
W wyniku pochłonięcia impulsu promieniowania laserowego (prostokątnego w czasie i w
przestrzeni) o odpowiednio dobranych parametrach, przez przypowierzchniową warstwę materiału,
generowane jest powierzchniowe źródło ciepła (rysunek
2.1
). W pierwszym przybliŜeniu próbkę
materiału moŜemy uwaŜać za nieskończoną płytę o symetrii osiowej, ograniczoną przez dwie
izolowane termicznie powierzchnie, zaś grubość warstwy pochłaniającej promieniowanie h za
nieskończenie małą. W takim przypadku (przy nieobecności źródeł ciepła w objętości ciała)
przewodzenie ciepła w nieustalonych warunkach opisuje równanie:
Dla punktu leŜącego na nieoświetlonej, tylnej powierzchni próbki rozwiązanie tego równania jest
funkcja:
Bezwymiarowa temperatura Q ma tylko składową osiową, jest równa:
i jest funkcją liczby Fouriera, przy czym T
m
oznacza maksymalną temperaturę tylnej powierzchni
próbki.
Dla Q = 0,5 otrzymujemy wartość funkcji f
(-1)
równą 0,139, a zatem w przybliŜeniu:
Rys. 2.1.
Geometria
naświetlania
próbki
Strona 1 z 2
Laserowa Metoda Impulsowa 2
2008-10-09
http://lodd.p.lodz.pl/ekon/lfm2.htm
