Terahertz nondestructive evaluation
ટેરાહર્ટ્ઝ બિન-વિનાશક મૂલ્યાંકન વિદ્યુતચુંબકીય કિરણોત્સર્ગના ટેરાહર્ટ્ઝ ક્ષેત્રમાં થતા ઉપકરણો અને વિશ્લેષણની તકનીકો સાથે સંબંધિત છે. આ ઉપકરણો અને તકનીકો નુકસાન કર્યા વિના સામગ્રી, ઘટક અથવા પ્રણાલીના ગુણધર્મોનું મૂલ્યાંકન કરે છે. ટેરાહર્ટ્ઝ ઇમેજિંગ એ એક ઉભરતી અને નોંધપાત્ર બિન-વિનાશક મૂલ્યાંકન (એન. ડી. ઈ.) તકનીક છે જેનો ઉપયોગ ડાઇલેક્ટ્રિક (બિન-વાહક, એટલે કે, એક અવાહક) સામગ્રી વિશ્લેષણ અને ફાર્માસ્યુટિકલ, બાયોમેડિકલ, સુરક્ષા, સામગ્રી લાક્ષણિકતા અને એરોસ્પેસ ઉદ્યોગોમાં ગુણવત્તા નિયંત્રણ માટે થાય છે. તે પેઇન્ટ્સ અને કોટિંગ્સમાં સ્તરોના નિરીક્ષણ, સિરામિક અને સંયુક્ત સામગ્રીમાં માળખાકીય ખામીઓ શોધવા અને પેઇન્ટિંગ્સ અને હસ્તપ્રતોની ભૌતિક રચનાના ઇમેજિંગમાં અસરકારક સાબિત થયું છે. બિન-વિનાશક મૂલ્યાંકન માટે ટીએચઝેડ તરંગોનો ઉપયોગ બહુસ્તરીય માળખાઓના નિરીક્ષણને સક્ષમ બનાવે છે અને વિદેશી સામગ્રીના સમાવેશ, ડિસબોન્ડ અને ડિલેમિનેશન, યાંત્રિક અસર નુકસાન, ગરમીનું નુકસાન અને પાણી અથવા હાઇડ્રોલિક પ્રવાહીના પ્રવેશમાંથી અસાધારણતાઓને ઓળખી શકે છે. આ નવી પદ્ધતિ સામગ્રી લાક્ષણિકતા કાર્યક્રમો માટે સંખ્યાબંધ ઉદ્યોગોમાં નોંધપાત્ર ભૂમિકા ભજવી શકે છે જ્યાં ચોકસાઇ જાડાઈ મેપિંગ (ઉત્પાદનની અંદર અને ઉત્પાદન-થી-ઉત્પાદનમાં ઉત્પાદન પરિમાણીય સહનશીલતાની ખાતરી આપવા માટે) અને ઘનતા મેપિંગ (ઉત્પાદનની અંદર અને ઉત્પાદન-થી-ઉત્પાદનમાં ઉત્પાદનની ગુણવત્તાની ખાતરી આપવા માટે) જરૂરી છે. બિન-વિનાશક મૂલ્યાંકન માટે 0.1 થી 10 ટીએચઝેડ શ્રેણીમાં બિન-વિનાશક મૂલ્યાંકન સંવેદક અને સાધનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં શોધનો સમાવેશ થાય છે. ટેરાહર્ટ્ઝ ડેન્સિટી થિકનેસ ઇમેજર ટેરાહર્ટ્ઝ ડેન્સિટી થિકનેસ ઇમેજર એક બિન-વિનાશક નિરીક્ષણ પદ્ધતિ છે જે ડાઇલેક્ટ્રિક, સિરામિક અને સંયુક્ત સામગ્રીમાં ઘનતા અને જાડાઈ મેપિંગ માટે ટેરાહર્ટ્ઝ ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. આ બિન-સંપર્ક, એક તરફી ટેરાહર્ટ્ઝ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક માપન અને ઇમેજિંગ પદ્ધતિ ડાઇલેક્ટ્રિક (અવાહક) સામગ્રીમાં સૂક્ષ્મ-માળખું અને જાડાઈની વિવિધતાને દર્શાવે છે. આ પદ્ધતિ સ્પેસ શટલ એક્સટર્નલ ટેન્ક સ્પ્રેડ-ઓન ફોમ ઇન્સ્યુલેશન માટે દર્શાવવામાં આવી હતી અને વર્તમાન અને ભાવિ નાસા થર્મલ પ્રોટેક્શન સિસ્ટમ્સ અને અન્ય ડાઇલેક્ટ્રિક મટિરિયલ ઇન્સ્પેક્શન એપ્લિકેશન્સ માટે નિરીક્ષણ પદ્ધતિ તરીકે ઉપયોગ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે જ્યાં નાજુકતાને કારણે નમૂના સાથે કોઈ સંપર્ક કરી શકાતો નથી અને અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવો અવ્યવહારુ છે. રોટેશનલ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી 0.1 થી 4 ટેરાહર્ટ્ઝ (ટીએચઝેડ) ની આવર્તન શ્રેણીમાં ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરે છે. આ શ્રેણીમાં મિલીમીટર-શ્રેણીની તરંગલંબાઇનો સમાવેશ થાય છે અને તે ખાસ કરીને રાસાયણિક અણુઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. પરિણામી ટીએચઝેડ શોષણ એક અનન્ય અને પુનઃઉત્પાદિત સ્પેક્ટ્રલ પેટર્ન ઉત્પન્ન કરે છે જે સામગ્રીને ઓળખે છે. ટીએચઝેડ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી એક સેકન્ડથી ઓછા સમયમાં વિસ્ફોટકોની માત્રા શોધી શકે છે. કારણ કે વિસ્ફોટકો સતત થોડા પ્રમાણમાં વરાળ બહાર કાઢે છે, તેથી દૂરથી છુપાયેલા વિસ્ફોટકોને શોધવા માટે આ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવો શક્ય હોવો જોઈએ. ટીએચઝેડ-વેવ રડાર ટીએચઝેડ-વેવ રડાર ગેસ લીક, રસાયણો અને પરમાણુ સામગ્રીને સમજી શકે છે. ક્ષેત્ર પરીક્ષણોમાં, ટીએચઝેડ-વેવ રડાર 60 મીટર દૂરથી 10-પીપીએમ સ્તર પર રસાયણો શોધી કાઢે છે. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ વાડ રેખા અથવા એરક્રાફ્ટ માઉન્ટેડ સિસ્ટમમાં થઈ શકે છે જે કોઈપણ હવામાનમાં દિવસ કે રાત કામ કરે છે. તે રાસાયણિક અને કિરણોત્સર્ગી પ્લુમ્સને શોધી અને ટ્રેક કરી શકે છે. ટીએચઝેડ-વેવ રડાર કે જે પરમાણુ પ્લાન્ટમાંથી કિરણોત્સર્ગી પ્લુમ્સને સમજી શકે છે, તેણે હવામાં કિરણોત્સર્ગ-પ્રેરિત આયનીકરણ અસરોના આધારે કેટલાક કિલોમીટર દૂર પ્લુમ્સને શોધી કાઢ્યા છે. ટીએચઝેડ ટોમોગ્રાફી તકનીકો બિન-વિનાશક પદ્ધતિઓ છે જે 3D માં પદાર્થોને શોધવા માટે ટીએચઝેડ સ્પંદિત બીમ અથવા મિલીમીટર-રેન્જ સ્રોતોનો ઉપયોગ કરી શકે છે. આ તકનીકોમાં ટોમોગ્રાફી, ટોમોસિંથેસિસ, કૃત્રિમ છિદ્ર રડાર અને ઉડાનનો સમયનો સમાવેશ થાય છે. આવી તકનીકો એક મિલીમીટરથી ઓછા કદની વસ્તુઓના ભીંગડા પરની વિગતોને ઉકેલી શકે છે જે કદમાં ઘણા દસ સેન્ટિમીટર હોય છે. નિષ્ક્રિય/સક્રિય ઇમેજિંગ તકનીકો સુરક્ષા ઇમેજિંગ હાલમાં સક્રિય અને નિષ્ક્રિય બંને પદ્ધતિઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે. સક્રિય પ્રણાલીઓ વિષયને ટીએચઝેડ કિરણોત્સર્ગથી પ્રકાશિત કરે છે જ્યારે નિષ્ક્રિય પ્રણાલીઓ માત્ર વિષયમાંથી કુદરતી રીતે થતા કિરણોત્સર્ગને જુએ છે. દેખીતી રીતે નિષ્ક્રિય પ્રણાલીઓ સ્વાભાવિક રીતે સલામત છે, જ્યારે એવી દલીલ કરી શકાય છે કે વ્યક્તિનું કોઈપણ પ્રકારનું "ઇરેડિયેશન" અનિચ્છનીય છે. તકનીકી અને વૈજ્ઞાનિક દ્રષ્ટિએ, જોકે, સક્રિય પ્રકાશ યોજનાઓ તમામ વર્તમાન કાયદાઓ અને ધોરણો અનુસાર સલામત છે. સક્રિય પ્રકાશ સ્રોતોનો ઉપયોગ કરવાનો હેતુ મુખ્યત્વે સંકેત-થી-અવાજ ગુણોત્તરને વધુ સારો બનાવવાનો છે. જ્યારે આસપાસના પ્રકાશનું સ્તર ખૂબ ઓછું હોય ત્યારે આ પ્રમાણભૂત ઓપ્ટિકલ લાઇટ કેમેરા પર ફ્લેશનો ઉપયોગ કરવા જેવું છે. સુરક્ષા ઇમેજિંગ હેતુઓ માટે ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીઝ સામાન્ય રીતે 0.1 થી 0.8 ટીએચઝેડ (100 જીએચઝેડથી 800 જીએચઝેડ) ની રેન્જમાં હોય છે. આ શ્રેણીમાં ત્વચા પારદર્શક હોતી નથી તેથી ઇમેજિંગ સિસ્ટમ્સ કપડાં અને વાળ દ્વારા જોઈ શકે છે, પરંતુ શરીરની અંદર નહીં. આવી પ્રવૃત્તિઓ સાથે સંકળાયેલા ગોપનીયતા મુદ્દાઓ છે, ખાસ કરીને સક્રિય પ્રણાલીઓની આસપાસ, કારણ કે સક્રિય પ્રણાલીઓ, તેમની ઉચ્ચ ગુણવત્તાની છબીઓ સાથે, ખૂબ વિગતવાર શારીરિક સુવિધાઓ બતાવી શકે છે. એલ3 પ્રોવિઝન અને સ્મિથ્સ ઇકો જેવી સક્રિય પ્રણાલીઓ વાસ્તવમાં મિલિટેક પ્રણાલીઓ જેવી ટેરાહર્ટ્ઝ ઇમેજિંગ પ્રણાલીઓને બદલે એમએમ-વેવ ઇમેજિંગ પ્રણાલીઓ છે. આ વ્યાપક રીતે તૈનાત પ્રણાલીઓ છબીઓ પ્રદર્શિત કરતી નથી, કોઈપણ ગોપનીયતા મુદ્દાઓને ટાળે છે. તેના બદલે તેઓ પ્રકાશિત કોઈપણ વિસંગત પ્રદેશો સાથે સામાન્ય "મોડેલ" રૂપરેખા પ્રદર્શિત કરે છે. સુરક્ષા તપાસ વિસંગત છબીઓ શોધી રહી હોવાથી, ખોટા પગ, ખોટા હાથ, કોલોસ્ટોમી બેગ, શરીર-પહેરેલા પેશાબ, શરીર-પહેરેલા ઇન્સ્યુલિન પંપ અને બાહ્ય સ્તન વૃદ્ધિ જેવી વસ્તુઓ દેખાશે. નોંધ લો કે સ્તન પ્રત્યારોપણ, ચામડીની નીચે હોવાથી, જાહેર કરવામાં આવશે નહીં. સક્રિય ઇમેજિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ તબીબી ઇમેજિંગ કરવા માટે થઈ શકે છે. કારણ કે ટીએચઝેડ કિરણોત્સર્ગ જૈવિક રીતે સલામત છે (બિન-આયનીકરણ), તેનો ઉપયોગ ત્વચાના કેન્સરને શોધવા માટે ઉચ્ચ રીઝોલ્યુશન ઇમેજિંગમાં થઈ શકે છે. સ્પેસ શટલ ઇન્સ્પેક્શન નાસા સ્પેસ શટલ ઇન્સ્પેક્શન આ ટેક્નોલોજીના ઉપયોગનું ઉદાહરણ છે. 2003માં શટલ કોલંબિયા અકસ્માત પછી, કોલંબિયા એક્સિડન્ટ ઇન્વેસ્ટિગેશન બોર્ડની ભલામણ R3.2.1 એ જણાવ્યું હતું કે "સ્રોત પરની તમામ બાહ્ય ટાંકી થર્મલ પ્રોટેક્શન સિસ્ટમના કાટમાળને દૂર કરવા માટે એક આક્રમક કાર્યક્રમ શરૂ કરો". આ ભલામણને ટેકો આપવા માટે, નાસામાં ફીણમાં ભૂલો માટે નિરીક્ષણ પદ્ધતિઓનું મૂલ્યાંકન, વિકાસ અને શુદ્ધિકરણ કરવામાં આવી રહ્યું છે. એસટીએસ-114 એ સ્પેસ શટલ ડિસ્કવરીનો ઉપયોગ કર્યો હતો, અને સ્પેસ શટલ કોલંબિયા આપત્તિ પછીનું પ્રથમ "રીટર્ન ટુ ફ્લાઇટ" સ્પેસ શટલ મિશન હતું. તે 26 જુલાઈ 2005ના રોજ 10:39 EDT ખાતે શરૂ થયું હતું. એસટીએસ-114 ઉડાન દરમિયાન નોંધપાત્ર ફીણનું ધોવાણ જોવા મળ્યું હતું. તેથી, જ્યારે એવું માનવામાં આવતું હતું કે ટાંકીની પ્રક્રિયા કરતા કર્મચારીઓએ તેના પર ચાલવાથી અથવા શટલ લોન્ચિંગ પેડ પર હોય ત્યારે અથવા લોન્ચિંગ માટેની અન્ય તૈયારીઓ દરમિયાન કરાથી નુકસાન થતાં ફીણને કચડી નાખ્યું હતું ત્યારે તે ઉડાન પછી કચડી ફીણને બિન-રચનાત્મક રીતે શોધી કાઢવાની અને લાક્ષણિકતા આપવાની ક્ષમતા નોંધપાત્ર પ્રાથમિકતા બની ગઈ હતી. વધુમાં, ફીણમાં ઘનતાના ફેરફારો પણ ખામીની શરૂઆતના સંભવિત બિંદુઓ હતા જેના કારણે ફીણ વહેતું હતું. નીચે વર્ણવેલ નવીનતાએ બિન-વિનાશક, સંપૂર્ણપણે બિન-સંપર્ક, બિન-પ્રવાહી-જોડી પદ્ધતિ વિકસાવવાની હાકલનો જવાબ આપ્યો જે એક સાથે અને ચોક્કસપણે જાડાઈની વિવિધતા (કામદારના સંચાલન અને કરા નુકસાનને કારણે કચડી ફીણમાંથી) અને ફીણ સામગ્રીમાં ઘનતામાં તફાવતને વર્ગીકૃત કરી શકે છે. એવી પદ્ધતિ હોવી મહત્વપૂર્ણ હતી જેમાં પ્રવાહી (પાણી) જોડાણની જરૂર ન હોય; એટલે કે. ; અલ્ટ્રાસોનિક પરીક્ષણ પદ્ધતિઓમાં પાણી જોડાણની જરૂર પડે છે. ક્ષેત્રમાં અને બજારમાં લાખો ડોલરના અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણો છે જેનો ઉપયોગ જાડાઈ માપ અને ઘનતા મીટર તરીકે થાય છે. જ્યારે ટેરાહર્ટ્ઝ નોનડેસ્ટ્રક્ટિવ મૂલ્યાંકનને વધુ પોર્ટેબલ સ્વરૂપમાં સંપૂર્ણપણે વ્યાપારીકરણ કરવામાં આવે છે, અને તે ઓછું ખર્ચાળ બને છે ત્યારે તે માળખાકીય પ્લાસ્ટિક, સિરામિક અને ફીણ સામગ્રી માટે અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોને બદલી શકશે. નવા ઉપકરણોને પ્રવાહી જોડાણની જરૂર નહીં પડે, જેથી ક્ષેત્રના ઉપયોગોમાં તેમની ઉપયોગીતા વધશે અને સંભવતઃ ઉચ્ચ-તાપમાનના ઇન-સીટૂ ઉપયોગો માટે જ્યાં પ્રવાહી જોડાણ શક્ય નથી. આ ટેકનોલોજી સાથે સંભવિત નવા બજાર વિભાગનો વિકાસ કરી શકાય છે. વિનાશક પરીક્ષણ નિરીક્ષણ જાળવણી પરીક્ષણ ઉત્પાદન પ્રમાણપત્ર ગુણવત્તા નિયંત્રણ જોખમ-આધારિત નિરીક્ષણ નિષ્ફળતા વિશ્લેષણ ફોરેન્સિક ઇજનેરી સામગ્રી વિજ્ઞાન આગાહીયુક્ત જાળવણી વિશ્વસનીયતા ઇજનેરી તણાવ પરીક્ષણ ટેરાહર્ટ્ઝ કિરણોત્સર્ગ ટેરાહર્ટ્ઝ મેટામેટ્રિયલ્સ સંદર્ભો વધુ વાંચન આ પૃષ્ઠ પર ટેરાહર્ટ્ઝ ડોમેનના ઉપયોગ માટે નીચેના વિભાગો પણ જુઓઃ નાના કાર્બનિક પરમાણુ સ્ફટિકો/સામગ્રી ગુણધર્મો (ચશ્મા વગેરે. ), ટેરાહર્ટ્ઝ ફ્રીક્વન્સીઝ ખાતે વાઇબ્રેશનલ મોડ્સની સમજ, ક્વોન્ટમ કાસ્કેડ લેસર એપ્લિકેશન્સ, નોવેલ સેન્સિંગ પેરાડિગ્મ્સનો અમલ અને બાયોમોલેક્યુલ્સમાં ગતિશીલતા. મૂળ પીએચડી. ક્રિસ્ટોફર ડી. સ્ટોઇક, લેફ્ટનન્ટ કર્નલ, યુએસએએફ દ્વારા નિબંધ. ડિસેમ્બર 2008. નિઃશુલ્ક ઑનલાઇન લેખ. બિન-વિનાશક પરીક્ષણ સામગ્રી પરીક્ષણ સામગ્રી વિજ્ઞાન ટેરાહર્ટ્ઝ ટેકનોલોજી