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 przybliżeniu próbkę

materiału możemy uważać 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 leżącego 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 przybliżeniu:

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

gdzie t

0.5

oznacza czas po którym tylna powierzchnia próbki osiągnie połowę swego maksymalnego

przyrosty temperatury.

Poprzednia strona

Następna strona

Strona 2 z 2

Laserowa Metoda Impulsowa 2

2008-10-09

http://lodd.p.lodz.pl/ekon/lfm2.htm