Berührungslose zerstörungsfreie Bauteilprüfung mit Lockin-Interferometrie und thermischen Wellen: Verfahrensentwicklung und Erprobung an Realbauteilen

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Optisch erzeugte thermische Wellen werden seit Längerem in der zerstörungsfreien Prüfung eingesetzt, wobei eine Thermografiekamera zum Nachweis der induzierten Temperaturmodulation und ihrer Veränderung durch verborgene Defekte dient („Lockin- Thermografie“). Im vorgesehenen Projekt erfolgt der Nachweis der thermischen Wellen hingegen interferometrisch über die mit der Temperaturmodulation verbundene Modulation der thermischen Ausdehnung. Da ein im Bauteil verborgener Defekt aufgrund der Reflexion thermischer Wellen das Temperatur- und damit das Verformungsfeld verändert, lässt sich indirekt auf den Defekt schließen. Wegen der tieffrequenten (Hz-Bereich) eingebrachten Verformungsmodulation ist das Lockin-Prinzip, also die Fourier-Analyse des während der modulierten Anregung aufgenommenen Bildstapels, auf die abbildende Interferometrie anwendbar. Diese Kombination ergibt ein Verfahren („Lockin-Shearografie“), das ein erheblich besseres Signal/Rausch-Verhältnis und eine höhere Auflösung als die konventionelle Shearografie und die doppelte Tiefenreichweite der Lockin-Thermografie erwarten lässt. Im beantragten Vorhaben sollen die Grundlagen der Lockin-Interferometrie an Electronic-Speckle-Pattern-Interferometrie („ESPI“) und Shearografie erarbeitet, auf Praxisbauteile angewendet und hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit im Vergleich zueinander, zur klassischen Interferometrie und anderen ZfP-Verfahren bewertet werden.