Thermografie in Forschung und Entwicklung

 

Passive Thermografie

Windchannel

Infrarotaufnahme eines Flügelprofiles mit einer FLIR X6540sc, aufgenommen im Laminarwindkanal des IAG, Universität Stuttgart


Ziel der konventionellen Infrarot-Thermografie ist die Messung der Oberflächentemperatur eines Körpers. Das Thermografiesystem detektiert die vom Körper emittierte, temperaturbedingte infrarote Wärmestrahlung. Die sogenannte passive Infrarot-Thermografie liefert damit berührungslos Informationen über die Oberflächentemperatur.

Prozessanalyse

Aufwärmung einer Schallsonotrode

Verfolgung der Erwärmung einer Schallsonotrode

Viele physikalische Vorgänge gehen mit Temperaturänderungen einher, die Aufschluss über den Vorgang und dessen Eigenschaften geben. Durch die Betrachtung von Temperatur und Temperaturänderung lassen sich somit häufig relevante Aussagen über den Prozess treffen.

Infrarotmikroskopie

Microchip

Infrarotaufnahme eines Mikrochips

Bei der Infrarotmikroskopie lassen sich kleinste Strukturen mit einer Auflösung von wenigen Mikrometern erfassen. Hierbei sind erhöhte Anforderungen an die verwendeten Objektive wie auch - im Falle dynamischer Analysen - an die zeitliche Auflösung der Infrarotkamera gestellt. Hierfür eignen sich schnelle Infrarotkameras wie die X6900sc (höchste Framerate) oder die X8500sc (beste Ortsauflösung von 3μm) besonders.
Die mikroskopische Analyse lässt sich auch mit der Lock In-Technik kombinieren, um feinste Temperaturunterschiede im Bereich weniger mK zu erkennen.

Aktive Thermografie

Bei der aktiven Thermografie in der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) geht es generell um Untersuchungen bestimmter Materialeigenschaften oder Materialfehlern. Dabei wird der zuvor im Prüfkörper angeregte Wärmefluss, der durch einen Wärmepuls oder durch sinusartige Modulation erzeugt wird, betrachtet und ausgewertet. Die Wärmefluss-Thermografie basiert auf der berührungslosen Erfassung von Temperaturfeldern mittels einer Infrarotkamera und einer sich daran anschließenden mathematischen Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Temperatur. Aus der so erfassten Zeitinformation lassen sich Materialeigenschaften sehr präzise ermitteln und Materialfehler sicher erkennen.

Erkennung von Filiformkorrosion

Wachstum von Korrosion unter Lack

Lockin Thermografie

Die Lockin Thermografie ist ein Verfahren zur Steigerung der Messempfindlichkeit in der aktiven Thermografie. Dabei wird der Wärmefluss analysiert, wobei die zeitliche Verzögerung des gemessenen Temperatursignals in Bezug auf die Wärme-Anregung ermittelt und bildhaft dargestellt wird.


Anregungsarten

Die folgenden aktiven Thermografieverfahren haben sich in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung etabliert:

  • OTvis - Optische Lockin-Thermografie.
  • PTvis - Impulsthermografie
  • LTvis - Laser-angeregte Thermografie
  • ITvis - Induktionsthermografie
  • UTvis - Ultraschall-Thermografie

Zum Produkt: Aktive Thermografie

Kameratechnologie

Infrarotkameras für R&D Anwendungen zeichnen sich in der Regel durch hohe geometrische oder zeitliche Auflösung oder durch eine besonderes große Temperaturempfindlichkeit aus. Dabei kommen meist Stirling-gekühlte Sensoren zum Einsatz, die im Gegensatz zu ungekühlten Mikrobolometer schnelle Vorgänge mit hoher Temperaturdynamik problemlos verfolgen können.

Zum Produkt: Infrarot-Kameras