Оптические методы исследования потоков - 2017

А.Ю. Зыков, Н.А. Иванова
Тюменский Индустриальный университет, Россия, Тюмень, Тюменский Государственный университет, Россия, Тюмень

Фототермокапиллярный метод диагностики размеров подповерхностных теплопроводных включений в нетеплопроводном материале

В работе фототермокапиллярный (ФТК) эффект использован для диагностики размеров подповерхностных инородных теплопроводных включений в нетеплопроводной подложке. Модельной системой служил эбонит с вмонтированными заподлицо вертикальными и горизонтальными медными втулками диаметром 2,2 мм. Максимальная длина вертикальной втулки lвт = 14 мм, а горизонтальной – lвт = 52 мм. Рабочая поверхность подложки покрыта пленкой из высохшего слоя черного цапонлака, поглощающей излучение пучка накачки (максимальная мощность пучка накачки Pнак = 10,4 мВт, диаметр несфокусированного и сфокусированного пучка равны 2,5 и 0,5 мм), а сверху нанесен тонкий слой силиконового масла ПМС-5 (h = 300 мкм), в котором возбуждали ФТК эффект. Используя маломощный зондирующий расфокусированный пучок лазера (Pпр = 0,3 мВт), измеряли диаметр Dст стационарного ФТК сигнала в зависимости от lвт. Установлено, что на начальном участке зависимости Dст (lвт) для вертикальных втулок метод имеет максимальную чувствительность ΔDст/Δlвт = – 120 для lвт ≤ 1,6 мм, а для горизонтальных – максимальная чувствительность ΔDст/Δlвт = – 79 достигается для lвт ≤ 3 мм. Дальнейшее увеличение lвт втулки не приводило к заметному изменению Dст, что очевидно связано с достижением предельной lвт характерной для термически полубесконечной втулки. В случае горизонтальных втулок повышение Pнак с 3,9 до 10,4 мВт увеличивает крутизну зависимости ΔDст/Δx на границах втулки в 9 раз.
Полный текст доклада