Aktiv-Thermografie für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung

Aktiv-Thermografie im Flugzeugbau - Bildnachweis: © Jaros / Fotolia.com

Bei der Aktiv-Thermografie wird durch die energetische Anregung eines Prüfobjektes ein Wärmestrom induziert. Schichten oder Fehlstellen im Inneren des Materials beeinflussen den daraus resultierenden Wärmefluss. Diese Inhomogenitäten werden an der Oberfläche des Prüfobjektes mit einer hochpräzisen Wärmebildkamera erfasst. Die zusätzliche Anwendung verschiedener Auswertealgorithmen erzielt eine Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses, womit selbst kleinste Fehler detektiert werden können.

Modulares Systemdesign für eine passgenaue Prüfung

Der vielseitige Einsatz der aktiven Thermografie bedingt eine durchdachte Konfiguration jedes einzelnen Prüfsystems. InfraTec bietet mit einer modularen Systemarchitektur alle dafür notwendigen Komponenten in einer breiten Auswahl an. Die hochauflösenden Wärmebildkameras, effiziente Steuer- und Auswertesoftware sowie die stimmigen und dauerbetriebsgeeigneten Anregungsquellen und -controller sind im System kompatibel und ermöglichen so eine flexible Anpassung an sich eventuell zukünftig ändernde Anforderungen.

Wärmebildkameras mit höchster Präzision

Bei der Aktiv-Thermografie kommen gekühlte High-End-Wärmbildkameras mit schnellen Photonendetektoren der ImageIR®-Serie und ungekühlte Mikrobolometerkameras der neuesten Generation der VarioCAM® High Definition-Serie zum Einsatz.

Geometrische Auflösungen von bis zu (1.280 × 1.024) IR-Pixeln und thermische Auflösungen bis weit unter 0,015 K liefern die präzise technische Grundlage für die Erkennung kleinster Materialfehler. Hohe Bildaufnahmefrequenzen ermöglichen die Nutzung des Verfahrens auch bei Materialien mit hohen Wärmeleitfähigkeiten, wie sie zum Beispiel Metalle aufweisen. Zur Abbildung großflächiger Prüfobjekte sowie mikroskopischer Strukturen steht ein umfangreiches Optiksortiment zur Verfügung.

Wärmebildkamera ImageIR® 10300 von InfraTec für Aktiv-Thermografie
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InfraTec GmbH
Infrarotsensorik und Messtechnik
Gostritzer Str. 61 – 63
01217 DresdenDEUTSCHLAND

Praxisbeispiele der Aktiv-Thermografie

Thermische Spannungsanalyse von Metallen - Bildnachweis: © iStock.com / kimtaro
High‐End‐Thermografie mit Wärmebildkamera ImageIR® 8300 hp

Thermische Spannungsanalyse von Metallen

Die Spannungsänderungen bei einer Zugprobenmessung liefern Aussagen über die Werkstoffeigenschaften von Metallen, wie zum Beispiel deren Bruchfestigkeit. Mithilfe von Thermografiekameras können metallene Festkörper auf solche Spannungsänderungen geprüft werden.

Aramis System von GOM - Bildnachweis: GOM GmbH
Erfahren Sie mehr über das ARAMIS System von GOM und Wärmebildkameras von InfraTec

Kombination von digitaler Bildkorrelation und Thermografiemessung

Die Kombination von Messergebnissen aus der digitalen Bildkorrelation (ARAMIS, DIC) und Temperaturmessdaten von Infrarotkameras ermöglicht die gleichzeitige Analyse des thermischen und mechanischen Verhaltens von Prüfkörpern im Bereich der Material- und Bauteilprüfung.

Qualitätssicherung mit aktiver Thermografie
Einsatz der ImageIR® für zur Prüfung der Laserschweißnähte von Karosseriebauteilen

Qualitätssicherung mit aktiver Thermografie

Zerstörungsfreie Prüfmethoden gewinnen in der Industrie immer mehr an Bedeutung. Ein Grund dafür sind die im Vergleich zu anderen Prüfmethoden wesentlich geringeren Kosten. Als eine sehr elegante Methode ist die aktive Wärmefluss-Thermografie inzwischen als leistungsfähiges Verfahren der berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung von Erzeugnissen unterschiedlichster Fertigungstechnologien fest etabliert.

Effiziente Steuer- und Analysesoftware für die Aktiv-Thermografie

Aktiv-Thermografie Software® IRBIS 3

Mit der Aktiv-Thermografie-Software IRBIS® 3 active von InfraTec werden die bei der Prüfung generierten Thermografie-Sequenzen analysiert und zu einem Falschfarben-Ergebnisbild aufbereitet, in dem die ggf. vorhandenen Defekte zur Protokollierung oder weiteren Auswertung sichtbar gemacht werden. Dafür stehen verschiedene Analyseverfahren in der Software zur Verfügung. Die Auswahl der geeigneten Algorithmen ist abhängig von den Materialeigenschaften, der Geometrie und der Art der zu detektierenden Defekte.

Während bei der Quotientenmethode der Wärmefluss im Prüfobjekt anhand des Steigens und des Abfallens der Oberflächentemperatur untersucht wird, stützt sich die Puls-Phasen-Thermografie (PPT) auf die Analyse von Temperaturverläufen nach verschiedenen Frequenzen, wobei für jede Frequenz zwei Ergebnisbilder, ein Amplituden- und ein Phasenbild, berechnet werden. Bei der Untersuchung mithilfe der Lock-In-Thermografie (LIT) werden die Sequenzen der periodischen Anregung des Prüfobjektes analysiert.

Veröffentlichungen unserer Kunden

Lock-in Thermography for the Development of New Materials (Sprache: Englisch)

Wärmebildkamera: ImageIR® 8300

Konzeption und Aufbau einer robotergestützten Plattform für optisch angeregte Wärmefluss-Thermografie

Wärmebildkamera: ImageIR® 8300

Thermografische Lasernahtprüfung von Mehrblech-Verbindungen im Automobil-Karosseriebau

Wärmebildkamera: ImageIR® 5300

Beispiel für die Lock-In Testmessung

Lock-In Testmessung in Echtzeit mit E-LIT von InfraTec

Play

Defektspezifische Anregungsquellen und -controller

Zur Detektion der verschiedenen Fehlertypen in unterschiedlichen Materialien werden spezifische energetische Anregungseinheiten eingesetzt. InfraTec wählt die passenden Anregungsquellen wie beispielsweise Hochleistungsblitze, Induktionseinheiten, Kalt- oder Heißluft und homogene Halogenstrahler für die jeweilige Prüfsituation aus.

Anwendungsgebiete Aktiv-Thermografie

Eingesetzt wird die Aktiv-Thermografie in den unterschiedlichsten Fertigungstechnologien sowohl zur Offline-Prüfung als auch zur Inline-Prüfung in der Serienfertigung.

  • Detektion von Lagenaufbau, Delaminationen und Inserts in CFK-Kunststoffen
  • Detektion in glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie
  • Untersuchungen von internen Strukturen oder Impacts in Honeycomb-Leichtbaukonstruktionen
  • Erkennung von tiefer liegenden Materialschwächen wie Lunkerdetektion in Plastikteilen sowie nicht angebundene oder gebrochene Laserschweißnähte
Aktive Thermografie im Automobilbau - Bildnachweis: © Rainer / Fotolia.com

Wärmebildkameras für die Aktiv-Thermografie

  • ImageIR® 10300

    ImageIR® 10300

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (1.920 × 1.536) IR-Pixel

    Detektortyp
    InSb
    Bildfeldrechner
  • Wärmebildkamera ImageIR® 9400 hp Serie von InfraTec
    ImageIR® 9400 hp

    ImageIR® 9400 hp

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (2.560 × 2.048) IR-Pixel

    Detektortyp
    InSb
    Bildfeldrechner
    Neu
  • Wärmebildkamera ImageIR® 9500 von InfraTec
    ImageIR® 9500

    ImageIR® 9500

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (2.560 × 1.440) IR-Pixel

    Detektortyp
    MCT
    Bildfeldrechner
    Neu
  • Wärmebildkamera ImageIR® 9400 Serie von InfraTec
    ImageIR® 9400

    ImageIR® 9400

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (2.560 × 2.048) IR-Pixel

    Detektortyp
    InSb
    Bildfeldrechner
    Neu
  • Wärmebildkamera VarioCAM HDx head Lock-in
    VarioCAM® HDx head Lock-In

    VarioCAM® HDx head Lock-In

    Kategorie

    Stationäre Industriesysteme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (640 × 480) IR-Pixel

    Detektortyp
    Ungekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array
    Bildfeldrechner
    Neu
  • Wärmebildkamera ImageIR® 9400 hs Serie von InfraTec
    ImageIR® 9400 hs

    ImageIR® 9400 hs

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (640 × 512) IR-Pixel

    Detektortyp
    InSb
    Bildfeldrechner
    Neu
  • Wärmebildkamera ImageIR® 9300 Serie von InfraTec
    ImageIR® 9300

    ImageIR® 9300

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (1.280 × 1.024) IR-Pixel

    Detektortyp
    InSb
    Bildfeldrechner
  • Wärmebildkamera ImageIR® 7300 Serie von InfraTec
    ImageIR® 7300

    ImageIR® 7300

    Kategorie

    High-End-Thermografie-Systeme

    Bildformat (IR-Pixel)

    (640 × 512) IR-Pixel

    Detektortyp
    MCT oder InSb
    Bildfeldrechner
  • Wärmebildkamera VarioCAM HDx Lock-in handgehalten
    VarioCAM® HDx Lock-In

    VarioCAM® HDx Lock-In

    Kategorie

    Profi- und Universalkameras

    Bildformat (IR-Pixel)

    (640 × 480) IR-Pixel

    Detektortyp
    Ungekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array
    Bildfeldrechner
    Neu