JohanCarlson
Johan Carlsson, professor i signalbehandling vid Luleå tekniska universitet, bredvid den ultraljudsscanner som ska möjliggöra ny forskning inom diffusionsbonding. Foto: Linda Alfredsson

Unik forskning med ultraljud

Publicerad: 26 januari 2015

En av Sveriges mest avancerade forskningsplattformar för avbildning med hjälp av ultraljud återfinns numera på Luleå tekniska universitet.
– Det här ger oss unika möjligheter, säger Johan Carlson, professor i signalbehandling.

Det är projektet BondTest och pengar från universitetets labbfond som möjliggjort införskaffandet av en ultraljudsscanner. Projektet startade redan i februari i år, är tvåårigt och Luleå tekniska universitet förfogar över närmare fyra miljoner kronor av den totala projektfinansieringen. Inom ramen för projektet ska forskarna utveckla tekniken för att kunna använda ultraljud vid undersökning av så kallad diffusionsbonding. 

Diffusionsbonding, det vill säga två separata metaller som sammanfogas molekylärt genom att pressas samman under högt tryck och hög temperatur under lång tid, används framför allt vid komplicerade mekaniska strukturer där det är svårt att svetsa och då det ställs höga krav på hållfastheten. Redan i dag används ultraljud för att göra tester på dylika strukturer och laminat, men då krävs att provmaterialet är relativt tjockt. 

Söker oförstörande provning

– Det finns framför allt två problemområden då konventionellt ultraljud används för att prova hållfastheten: när skikten är tunna och när det handlar om olika material i olika lager. Utmaningen är alltså att kunna bedöma hållbarheten hos tunna material och strukturer, säger Johan Carlson. 

Johan Carlson, Luleå tekniska universitet
Med hjälp av en mätprob skapas en tredimensionell bild av materialet. Flexibiliteten i utrustningen kommer ge möjlighet att studera problem som tidigare inte varit möjligt.

Ett alternativ till ultraljud är att använda sig av stickprovsmetoden vilket bygger på att material helt enkelt tas sönder i syfte att ta reda på hur bra det håller. 

– Nyckeln är oförstörande provning och det är där ultraljudet kommer in i bilden. Ultraljud är dessutom ofarligt för operatören, relativt billigt och utrustningen är portabel. Förhoppningen är att det ska bli möjligt att inspektera komponenter ute i drift. 

Nya forskningsmöjligheter

Genom att föra en mätprob, en ultraljudsgivare som består av mellan 64 och 128 sensorelement, över materialet skapas en tredimensionell bild av det material som undersöks. En kombination av fysikalisk modellering och avancerade signalbehandlingsmetoder ska resultera i att även tunna materialstrukturer kan undersökas, det genom att släcka ut de reflektioner som uppstår på grund av materialens struktur. På så sätt kommer eventuella defekter att framträda .

– Det som är unikt är att ultraljudsscannern fungerar som en forskningsplattform. Vi kan bygga om den och programmera om den. Vi kan till exempel jobba med avbildningsalgoritmerna för att kunna detektera och karaktärisera olika defekter som kan uppstå, säger Johan Carlson.  

– Flexibiliteten i utrustningen ger oss möjlighet att i framtiden studera problem och tillämpningsområden som tidigare inte varit möjliga.

Förutom Luleå tekniska universitet deltar också Diagnostic Sonar, I-Deal Technologies, EWF, Rubico, och TWI i projektet BondTest. Projektet är finansierat av EU:s sjunde ramprogram. 

Kontakt

Professor

Johan Carlson

Carlson, Johan - Professor

Organisation: Signalbehandling, Signaler och system, Institutionen för system- och rymdteknik
Telefon: 0920-492517