TY - CONF A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Röllig, Mathias A1 - Myrach, Philipp T1 - Quantitative Fehlstellencharakterisierung mit Puls- und Lock-in-Thermografie N2 - Seit dem Beginn der Anwendung der aktiven Thermografie für die zerstörungsfreie Prüfung werden für die optische Anregung zwei alternative Anregungstechniken eingesetzt: die Puls- oder Blitzthermografie und die Lock-in-Thermografie. Bei der Puls-Thermografie ist der Anregungspuls wesentlich kürzer als die Zeit, die für die Wärmediffusion in das Bauteil hinein benötigt wird. Die Auswertung der erfassten Abkühlsequenzen wird zurzeit im Wesentlichen mit zwei Verfahren durchgeführt. Für die Auswertung im Zeitbereich werden verschiedene Auswertungsmodi des TSR-Verfahrens (TSR: thermal signal reconstruction) und Verfahren zur möglichst frühzeitigen Detektion des Intensitäts- oder Temperaturkontrastes der Fehlstellen herangezogen. Alternativ kann die Auswertung im Frequenzbereich nach dem Verfahren der Puls-Phasen-Thermografie (PPT) erfolgen. Dabei wird die Abkühlsequenz als Überlagerung vieler Einzelschwingungen betrachtet (Fouriersynthese). Die entsprechenden Phasenkontraste können unter bestimmten Umständen zur Abschätzung der Fehlstellentiefe genutzt werden. Bei der Lock-in Anregung wird das zu untersuchende Prüfobjekt periodisch mit einer bestimmten Frequenz erwärmt und die Wärmestrahlung von der Oberfläche zeitgleich mit der Infrarotkamera erfasst. Für jede Anregungsfrequenz ist daher eine Einzelmessung erforderlich. Die Auswertung bezieht sich in den meisten Fällen allein auf die Berechnung des Phasen- und Amplitudenbildes bei der Anregungsfrequenz. Diese Berechnung kann bereits während der Messung (on-line) oder erst nach der Erfassung der Thermogrammsequenz (off-line) erfolgen. Gemäß dem Superpositionsprinzip, das wegen des linearen Charakters der Wärmeleitungsgleichung für alle Lösungen der Differentialgleichung gilt, besteht Äquivalenz zwischen einer monofrequenten Anregung bei Lock-in-Thermografie und einer entsprechenden Komponente gleicher Frequenz bei der Puls-Thermografie. Daher sollten die Puls-Thermografie und die Lock-in-Thermografie in den Phasenbildern für die gleichen Fehlstellen die gleichen Phasenkontraste ergeben. Die experimentelle Bestätigung dieser Äquivalenz für unterschiedliche Fehlstellenarten ist der Schwerpunkt dieses Beitrages. Mögliche Gründe für Abweichungen werden benannt und sind Grundlage für weitere Diskussionen. T2 - Thermografie-Kolloquium 2017 CY - Berlin, Germany DA - 28.09.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Aktive Thermografie KW - Impuls-Thermografie KW - Lock-in-Thermografie PY - 2017 AN - OPUS4-42397 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Ziegler, Mathias T1 - Neue Normen und Richtlinien für die Thermografie in der zerstörungsfreien Prüfung N2 - Da die Thermografie als zerstörungsfreies Prüfverfahren noch vergleichsweise neu in der Anwendung ist, beziehen sich die aktuell veröffentlichten und überarbeiteten Normen und Richtlinien im Wesentlichen auf die grundlegenden Prinzipien des Verfahrens und die verschiedenen Anregungs- und Auswertungstechniken, auf die Begriffe und auf die Gerätetechnik. Die grundlegenden Normen zum Prinzip des Prüfverfahrens, zu den Geräten und zu den Begriffen wurden in 2016 grundlegend überarbeitet und als CEN-Normen neu veröffentlicht. Im Anschluss dazu wird in 2017 der überarbeitete Normentwurf zur aktiven Thermografie veröffentlicht. Mit der Bearbeitung einer europäischen Norm zur Laserthermografie wurde begonnen. Auf nationaler Ebene werden zur Zeit Normen zu den verschiedenen Anregungstechniken erarbeitet. Anfang 2017 wurde der Normentwurf zur Impuls-Thermografie mit optischer Anregung veröffentlicht. Geplant sind weiterhin Entwurfsveröffentlichungen zur induktiv angeregten Thermografie sowie zur Lock-in-Thermografie mit optischer Anregung. Parallel dazu wurde die Überarbeitung der Norm zur Thermografischen Prüfung elektrischer Anlagen publiziert. Mit der Richtlinie VDI/VDE 3511 Blatt 4 bis 4.4 gibt es ein anerkanntes Regelwerk für die rückführbare Temperaturmessung und Kalibrierung von Strahlungsthermometern, die bisher für Thermografiekameras fehlte. In 2016 wurde daher die VDI/VDE Richtlinie 5585 Blatt 1 zur messtechnischen Charakterisierung von Thermografiekameras als Entwurf veröffentlicht. In Bearbeitung ist momentan Blatt 2 zur Kalibrierung von Thermografiekameras mit dem Ziel, auch für Thermografiekameras anerkannte Regeln zur rückführbaren Temperaturmessung zu erstellen. Im Beitrag werden die Anwendungsbereiche dieser Normen und Richtlinien vorgestellt und neue zukünftige Anwendungsbereiche in der Fertigung und Instandhaltung diskutiert. T2 - Thermografie-Kolloquium 2017 CY - Berlin, Germany DA - 28.9.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Aktive Thermografie KW - Normung PY - 2017 AN - OPUS4-42396 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Röllig, Mathias A1 - Unnikrishnakurup, Sreedhar A1 - Monte, C. A1 - Adibekyan, A. A1 - Gutschwager, B. A1 - Knazowicka, L. A1 - Blahut, A. A1 - Gower, M. A1 - Lodeiro, M. A1 - Baker, G. A1 - Aktas, A. T1 - Einfluss thermischer und optischer Materialeigenschaften auf die Charakterisierung von Fehlstellen in Faserverbundwerkstoffen mit aktiven Thermografieverfahren T1 - Influence of thermal and optical material properties on the characterization of defects in fiber reinforced composites with active thermography methods JF - tm - Technisches Messen N2 - In diesem Beitrag werden zerstörungsfreie Untersuchungen mittels aktiver Thermografie an Probekörpern aus CFK und GFK mit unterschiedlichen künstlichen Fehlstellen vorgestellt. Dabei wird die zeitliche und örtliche Temperaturverteilung nach der Erwärmung mit Blitzlampen oder mit einem Infrarot-Strahler mit einer Infrarot-Kamera erfasst. Zur späteren Rekonstruktion der Messdaten wurde ein numerisches Modell entwickelt. Dazu war die Bestimmung der thermophysikalischen und optischen Materialeigenschaften erforderlich, was in diesem Beitrag ebenfalls beschrieben wird. Die Ergebnisse der numerischen Modellierung werden mit den experimentellen Untersuchungen der aktiven Thermografie verglichen. Weiterhin werden die experimentellen Untersuchungen hinsichtlich der beiden Materialsysteme CFK und GFK und unter Berücksichtigung der Teiltransparenz des GFK-Materials sowie der unterschiedlichen Anregungsquellen bewertet. N2 - This paper presents results of the non-destructive evaluation of CFRP and GFRP test specimens with various artificial defects using active thermography. After heating the specimens with flash lamps or with an infrared radiator, the temporal and spatial resolved temperature distribution is recorded with an infrared camera. For the reconstruction of the experimental data, a numerical model was developed. For the numerical simulations, the thermal and optical material parameters had to be determined, which is described in this contribution as well. The results of numerical modelling are compared to experimental data of active thermography. Additionally, the experimental results are assessed related to the two materials CFRP and GFRP by considering the partial transmissivity of the GFRP material, and to the different excitation sources. T2 - Temperatur 2017 CY - Berlin, Germany DA - 17.05.2017 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Aktive Thermografie KW - Faserverbundwerkstoffe (CFK, GFK) KW - Numerische Simulation PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2017-0078 SN - 0171-8096 SN - 2196-7113 VL - 85 IS - 1 SP - 13 EP - 27 PB - DE GRUYTER CY - Oldenburg AN - OPUS4-42395 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Müller, Jan P. A1 - Götschel, S. A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Weiser, M. T1 - Determining the Material Parameters for the Reconstruction of Defects in Carbon Fiber Reinforced Polymers from Data Measured by Flash Thermography JF - AIP Conference Proceedings N2 - Flash thermography is a fast and reliable non-destructive testing method for the investigation of defects in carbon fiber reinforced polymer (CFRP) materials. In this paper numerical simulations of transient thermography data are presented, calculated for a quasi-isotropic flat bottom hole sample. They are compared to experimental data. These simulations are one important step towards the quantitative reconstruction of a flaw by assessing thermographic data. The applied numerical model is based on the finite-element method, extended by a semi-analytical treatment of the boundary of the sample, which is heated by the flash light. A crucial part for a reliable numerical model is the prior determination of the material parameters of the specimen as well as of the experimental parameters of the set-up. The material parameters in plane and in depth diffusivity are measured using laser line excitation. In addition, the absorption and heat transfer process of the first layers is investigated using an IR microscopic lens. The performance of the two distinct components of CFRP during heating – epoxy resin and carbon fibers – is examined. Finally, the material parameters are optimized by variation and comparison of the simulation results to the experimental data. The optimized parameters are compared to the measured ones and further methods to ensure precise material parameter measurements are discussed. T2 - 43rd Review of Progress in Quantitative Nondestructive Evaluation CY - Atlanta, GA, USA DA - 17.07.2016 KW - Aktive Thermografie KW - Thermische Diffusivität KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff KW - CFK KW - Active thermography KW - Thermal diffusivity KW - Non-Destructive testing KW - Carbon fiber reinforced polymer KW - CFRP PY - 2017 SN - 978-0-7354-1474-7 DO - https://doi.org/10.1063/1.4974671 SN - 0094-243X VL - 1806 IS - 1 SP - UNSP 100006-1 EP - 11 PB - AIP Publishing CY - Melville, NY, USA AN - OPUS4-39332 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -