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アクティブサーモグラフィは、外部励起後の被試験材料の熱応答のサーモグラフィ測定を利用する高度な非破壊検査手順です。この原理は、材料の非接触赤外線非破壊検査（IRNDT）にも使用できます。[ 1 ] [ 2 ]
IRNDT法は、外部光源による被試験材料の励起に基づいており、これにより材料にエネルギーが供給されます。IRNDTの励起光源としては、ハロゲンランプ、フラッシュランプ、超音波ホーン、その他の光源を使用できます。励起により被試験材料に熱応答が生じ、これは赤外線カメラで測定されます。励起光源、励起手順、赤外線カメラ、評価方法を適切に組み合わせることで、被試験材料の表面および表面下の欠陥や材料の不均一性に関する情報を得ることができます。[ 3 ]
高速かつ高感度の赤外線カメラを搭載した最新のサーモグラフィシステムは、検査方法の可能性を広げます。システムのモジュール構造により、研究開発用途だけでなく、最新の産業生産ラインでも利用可能です。
部品のサーモグラフィ非破壊検査は、さまざまな材料に対して実施できます。材料のサーモグラフィ検査は、赤外線欠陥検査法とみなすことができ、亀裂、欠陥、空隙、空洞、その他の不均一性などの材料の不完全性を明らかにすることができます。[ 1 ]サーモグラフィ検査は、ラボで個々の部品に対して実施することも、稼働中の技術設備に対して直接実施することもできます。
アクティブサーモグラフィは、測定対象物を励起するために外部光源を使用する。つまり、対象物にエネルギーを導入する。励起光源は、以下の原理に基づいて分類できる。
アクティブサーモグラフィおよび非破壊検査には、レーザー加熱、フラッシュランプ、ハロゲンランプ、電気加熱、超音波ホーン、渦電流、マイクロ波など、さまざまな励起源を使用できます。測定対象は、ハロゲンランプや熱風など、外部源によって直接加熱できます。材料の不均一性や欠陥は、温度場の歪みを引き起こします。この歪みは、材料表面の温度差として検出されます。もう1つの方法は、材料内の熱物理プロセスを利用することです。このプロセスでは、欠陥や不均一性により、機械的エネルギーまたは電気的エネルギーが熱エネルギーに変換されます。これにより、局所的な温度源が生成され、超音波励起の場合のように、赤外線技術によって対象物の表面で検出される温度差が生じます。
非破壊検査測定評価のためのアクティブサーモグラフィには多くの方法が開発されています。評価方法の選択は、用途、使用する励起源、および励起タイプ（パルス、周期、連続）によって異なります。最も単純なケースでは、サーモグラムから直接応答が明らかになります。ただし、ほとんどの場合、高度な分析技術を使用する必要があります。最も一般的な方法には、ロックイン、パルス、または過渡（ステップサーモグラフィ）評価技術があり、場合によっては連続励起が使用されます。[ 4 ]
赤外線非破壊検査（IRNDT）用途では、高感度で高速冷却型の赤外線カメラが一般的に使用されます。しかし、特定の用途では、非冷却型のボロメータ式赤外線カメラも使用可能です。これにより、測定システムの導入コストを大幅に削減できます。
赤外線非破壊検査システムは通常モジュール式です。つまり、用途、検査対象物、測定時間、検査領域の大きさなどに応じて、さまざまな励起光源と赤外線カメラ、さまざまな評価方法を組み合わせることができます。このモジュール性により、様々な産業、科学、研究用途においてシステムを汎用的に使用できます。
IRNDT（赤外線非破壊検査）法は、材料中の亀裂、欠陥、空洞、空隙、不均質性の検出および検査に適しており、金属およびプラスチック部品の溶接継手の検査、太陽電池およびソーラーパネルの検査、材料の内部構造の決定などにも使用できます。
IRNDT法の主な利点は、幅広い産業および研究用途において、様々な材料の検査に利用できることです。IRNDT測定は高速で、非破壊的かつ非接触です。IRNDT法の制約条件は、検査深さと、材料中の欠陥／亀裂／不均一性の寸法および方向の組み合わせです。
プラスチックのレーザー溶接は、光学特性の異なる材料を接合する先進的な技術です。溶接性能や溶接継手の品質を検査する従来の方法（金属組織学的切断顕微鏡分析やX線トモグラフィーなど）は、日常的な測定には適していません。パルスIRNDT分析は、多くの場合、溶接検査に有効に活用できます。
これらの画像は、溶接不良のあるプラスチック部品と、正常な溶接部を持つプラスチック部品の検査例を示しています。IRNDTフラッシュパルス解析の結果では、溶接不良箇所の隙間と、正常な溶接部の途切れのないラインがどちらもはっきりと確認できます。
レーザービーム溶接は、溶融溶接の最新技術です。現在では、科学研究分野だけでなく、様々な産業分野でも幅広く活用されています。中でも自動車産業は、継続的な技術革新により、先進技術を迅速に生産に導入できるため、最も頻繁に利用されている産業の一つです。レーザー溶接は、エンジニアリング設計を大幅に向上させ、従来の方法では製造できなかった多くの新製品を生み出すことは明らかです。
レーザー溶接は、極薄板から厚板まで、様々な種類の高品質な溶接を実現できます。溶接可能な材料は、一般的な炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウムとその合金、銅、チタン、そして特殊材料とその複合材料など多岐にわたります。
溶接構造物の製造において、品質管理は不可欠な要素です。従来の非破壊検査方法とは異なり、IRNDTはレーザー溶接工程後だけでなく、工程中にも使用されます。これにより、製造工程中に溶接構造物が定められた品質基準を満たしているかどうかを判断することが可能になります。
アクティブサーモグラフィ、特にロックインサーモグラフィは、太陽電池の検査に広く用いられています。[ 6 ] [ 8 ]ロックインサーモグラフィは効果的ですが、励起のために太陽電池との物理的な接触が必要となる場合が多いです。しかし、光源を用いた周期的な励起を伴う技術により、電極のないセルの非接触検査が可能になります。一般的な方法としては、照明付きロックインサーモグラフィ（ILIT）や開放回路電圧照明付きロックインサーモグラフィ（VOC-ILIT）などがあり、オームシャント、亀裂、開放回路や短絡回路、光起電力材料の劣化などの欠陥や問題を調査するために用いられています。研究中の別の方法であるパルスサーモグラフィは、検査時間を大幅に短縮した非接触の代替手段を提供しますが、通常はILIT法よりも検出能力が低くなります。