Korrelationsverfahren für thermische Wellen in der zerstörungsfreien Prüfung

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Die optisch angeregte Modulationsthermografie („Lockin-Thermografie“) ist wegen ihrer einfachen Anwendbarkeit und der Robustheit der Phasenwinkelbilder weit verbreitet. Allerdings wird bisher noch nicht die ganze Leistungsfähigkeit des Verfahrens ausgenutzt, da in der Regel bei nur einer einzigen Lockin-Frequenz gemessen wird. Durch geeignete Korrelationsverfahren lassen sich die Phasenbildinformationen bei verschiedenen Frequenzen in der „Merkmalsebene“ zusammenführen („data fusion“). Bestimmte Eigenschaftskombinationen ergeben dabei wolkenartige Muster, die die untersuchte Probe, vergleichbar einem Fingerabdruck, eindeutig charakterisieren. Durch geeignete Blendensetzung in dieser Merkmalsebene lassen sich gezielt Eigenschaften (z.B. Dicken, Grenzflächeneigenschaften, laterale Wärmeflüsse, Defekte, usw.) aus den ursprünglichen Phasenbildern extrahieren und somit die Trennschärfe der Lockin-Thermografie ganz wesentlich erhöhen. Da eigene Vorarbeiten bei der Kombination nur zweier Lockin-Frequenzen an einfachen Modellproben erfolgreich waren, sollen nun im Rahmen des beantragten Projektes die bisher gewonnenen Erkenntnisse vertieft und auf praktische Untersuchungen an weiteren Modellproben und später auch an High-Tech Werkstoffen und Bauteilen erweitert werden. Das Ziel ist dabei, einen Zusammenhang zwischen Eigenschaften und bestimmten Strukturen in der Merkmalsebene herzustellen, um diese Eigenschaften selektiv abbilden zu können. Begleitende Grundlagenuntersuchungen zielen auf die Ermittlung der Grenzen von Empfindlichkeit und Trennschärfe der Methode ab im Hinblick auf automatische Erkennung und Klassifizierung von Bauteileigenschaften und Fehlern.