TY - CONF A1 - Ahmadi, Samim A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - New techniques in super resolution photothermal imaging for nondestructive testing N2 - In this work we focus on our most recent studies to super resolution (SR) laser thermography. The goal of SR nondestructive testing methods is to facilitate the separation of closely spaced defects. We explain how to combine laser scanning with SR techniques. It can be shown that stepwise as well as continuous scanning techniques are applicable. Finally, we discuss the effect of experimental parameters and im-age processing techniques to find the optimal SR technique which leads to the highest reconstruction quality within laser thermography. T2 - SMSI 2020 Conference CY - Online meeting DA - 22.06.2020 KW - Super resolution KW - Laser thermography KW - Nondestructive testing KW - Laser scanning KW - Photothermal imaging PY - 2020 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2020/C4.1 SP - 169 EP - 170 AN - OPUS4-50895 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Ahmadi, Samim A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Thiel, Erik A1 - Pech May, Nelson Wilbur T1 - Using spatial and temporal shaping of laser-induced diffuse thermal wave fields in thermography N2 - The diffuse nature of thermal waves is a fun-damental limitation in thermographic nonde-structive testing. In our studies we investigated different approaches by shaping the thermal wave fields which result from heating. We have used high-power laser sources to heat metallic samples. Using these spatial and temporal shaping techniques leads to a higher detection sensitivity in our measurements with the infra-red camera. In this contribution we show our implementation of shaping laser-induced diffuse thermal wave fields and the effect on the defect reconstruction quality. T2 - SMSI 2020 Conference CY - Online meeting DA - 22.06.2020 KW - Thermal wave KW - Diffusion KW - High-power laser KW - Thermography KW - Spatiotemporal shaping PY - 2020 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2020/C5.1 SP - 179 EP - 180 AN - OPUS4-50897 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oster, Simon A1 - Mann, S. A1 - Sharma, R. A1 - Reisgen, U. T1 - In-situ Identifikation der Schweißnahtgeometrie bei der Anwendung von MSG-Schweißprozessen N2 - Lichtbogenbasierte Schweißverfahren wie das Metallschutzgasschweißen (MSG) zählen zu den Standardverfahren der Fügetechnik und werden in vielen Industriebereichen automatisiert unter Verwendung von Industrierobotern eingesetzt. Dabei können Schweißnahtabweichungen auftreten, die aus Änderungen der Prozessrandbedingungen und der hohen Prozessdynamik resultieren. Hier ist die Kontrolle von Schmelzbad- und Schweißnahtgeometrie für die Sicherung der Nahtqualität bedeutsam. Durch den Einsatz optischer Sensorsysteme können mit hoher zeitlicher Auflösung in-situ Informationen des Prozesszustands ermittelt werden. Dabei stellen die rauen Prozessbedingungen und die hohe Strahlungsintensität des Lichtbogens eine Herausforderung für die optischen Komponenten dar. Forschungsarbeiten am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen haben gezeigt, dass durch den Einsatz einer HDR-Kamera in Kombination mit einer strukturierten Laserbelichtung gezielt geometrische Informationen des Lichtbogens und des Schmelzbads aus den Prozessaufnahmen gewonnen werden können. In dieser Arbeit wird eine parallele Schweißnaht- und Schmelzbadbeobachtung durchgeführt, wobei geometrische Informationen durch die Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen extrahiert werden. Dabei wird ein nachlaufendes Sensorsystem eingesetzt, welches aus einer HDR-Kamera und einer Laserbeleuchtung besteht. Es werden diffraktive optische Elemente (DOE) zur Erzeugung von verschiedenen Laserprojektionsmustern verwendet, um sowohl eine unidirektionale als auch eine multidirektionale Prozessbeobachtung durchführen zu können. Aus den geometrischen Informationen werden Kenngrößen berechnet, anhand derer der Prozesszustand beurteilt werden kann. Es zeigt sich, dass anhand der Kenngrößenverläufe Abweichungen in der Schweiß- und Schmelzbadgeometrie und Positionierungsfehler des Roboters identifiziert werden können. T2 - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS CY - Online meeting DA - 14.09.2020 KW - Schweißnahtgeometrie KW - MSG-Schweißen KW - In-situ Monitoring KW - Schmelzbadbeobachtung PY - 2020 SN - 978-3-96144-098-6 VL - 365 SP - 41 EP - 47 PB - DVS Media GmbH CY - Düsseldorf AN - OPUS4-51576 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Oster, Simon T1 - In-situ Identifikation der Schweißnahtgeometrie bei der Anwendung von MSG-Schweißprozessen N2 - Lichtbogenbasierte Schweißverfahren wie das Metallschutzgasschweißen (MSG) zählen zu den Standardverfahren der Fügetechnik und werden in vielen Industriebereichen automatisiert unter Verwendung von Industrierobotern eingesetzt. Dabei können Schweißnahtabweichungen auftreten, die aus Änderungen der Prozessrandbedingungen und der hohen Prozessdynamik resultieren. Hier ist die Kontrolle von Schmelzbad- und Schweißnahtgeometrie für die Sicherung der Nahtqualität bedeutsam. Durch den Einsatz optischer Sensorsysteme können mit hoher zeitlicher Auflösung in-situ Informationen des Prozesszustands ermittelt werden. Dabei stellen die rauen Prozessbedingungen und die hohe Strahlungsintensität des Lichtbogens eine Herausforderung für die optischen Komponenten dar. Forschungsarbeiten am Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik der RWTH Aachen haben gezeigt, dass durch den Einsatz einer HDR-Kamera in Kombination mit einer strukturierten Laserbelichtung gezielt geometrische Informationen des Lichtbogens und des Schmelzbads aus den Prozessaufnahmen gewonnen werden können. In dieser Arbeit wird eine parallele Schweißnaht- und Schmelzbadbeobachtung durchgeführt, wobei geometrische Informationen durch die Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen extrahiert werden. Dabei wird ein nachlaufendes Sensorsystem eingesetzt, welches aus einer HDR-Kamera und einer Laserbeleuchtung besteht. Es werden diffraktive optische Elemente (DOE) zur Erzeugung von verschiedenen Laserprojektionsmustern verwendet, um sowohl eine unidirektionale als auch eine multidirektionale Prozessbeobachtung durchführen zu können. Aus den geometrischen Informationen werden Kenngrößen berechnet, anhand derer der Prozesszustand beurteilt werden kann. Es zeigt sich, dass anhand der Kenngrößenverläufe Abweichungen in der Schweiß- und Schmelzbadgeometrie und Positionierungsfehler des Roboters identifiziert werden können. T2 - Große Schweißtechnische Tagung - DVS CAMPUS CY - Online meeting DA - 14.09.2020 KW - Schweißnahtgeometrie KW - MSG-Schweißen KW - In-situ Monitoring KW - Schmelzbadbeobachtung PY - 2020 AN - OPUS4-51579 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Ahmadi, Samim A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Burgholzer, P. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. T1 - Laser excited super resolution thermal imaging for nondestructive inspection of internal defects N2 - A photothermal super resolution technique is proposed for an improved inspection of internal defects. To evaluate the potential of the laser-based thermographic technique, an additively manufactured stainless steel specimen with closely spaced internal cavities is used. Four different experimental configurations in transmission, reflection, stepwise and continuous scanning are investigated. The applied image post-processing method is based on compressed sensing and makes use of the block sparsity from multiple measurement events. This concerted approach of experimental measurement strategy and numerical optimization enables the resolution of internal defects and outperforms conventional thermographic inspection techniques. KW - Super resolution KW - Photothermal KW - Imaging KW - Compressed sensing KW - Internal defects KW - Nondestructive testing PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-518866 DO - https://doi.org/10.48550/arXiv.2007.03341 SN - 2331-8422 SP - 1 EP - 9 PB - Cornell University CY - Ithaca, NY AN - OPUS4-51886 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Paul, A. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Pulse-compression laser thermography using a modified Barker code: Enhanced detection of subsurface defects N2 - Pulse-compression thermography is an emerging technique that has shown versatility by combination of pulsed and lock-in thermography. Accordingly, several aspects of this technique are still unexplored, and some others not fully developed yet. Barker codes were widely used in radar applications due to their simplicity and their optimum autocorrelation function. Nevertheless, applications were limited by the amplitude of the sidelobes present in the autocorrelation function and therefore, several filters have been developed which aim to reduce the sidelobes. However, the filters usually depend on empirical parameters which must be determined for each application. A better alternative would improve the applicability of the Barker codes. In this work, we further develop the pulse-compression thermography technique by introducing a 13-bit modified Barker code (mBC): This allows to drastically reduce the sidelobes characteristic of the 13-bit Barker code (BC). Consequently, the thermographic impulse response, obtained by cross-correlation, is almost free of such sidelobes. Deeper defects become easier to detect in comparison with using a 13-bit Barker code. Numerical simulations using the finite element method are used for comparison and experimental measurements are performed in a sample of steel grade St 37 with machined notches of three different depths: 2 mm, 4 mm and 6 mm. T2 - SPIE Defense + Commercial Sensing 2021 CY - Online meeting DA - 13.04.2021 KW - Pulse-compression laser thermography KW - Barker codes KW - Non-destructive testing PY - 2021 AN - OPUS4-53249 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Ziegler, Mathias T1 - Detection of surface breaking cracks using flying line laser thermography: A Canny-based algorithm N2 - In this work, we introduce a new algorithm for effectual crack detection using flying line laser thermography, based on the well-known Canny approach. The algorithm transforms the input thermographic sequence into an edge map. Experimental measurements are performed on a metallic component that contains surface breaking cracks due to industrial use. The specimen is tested using flying line thermography at different scanning speeds and laser input powers. Results obtained with the proposed algorithm are additionally compared with a previously established algorithm for flying spot thermography. The proposed Canny-based algorithm can be used in automated systems for thermographic non-destructive testing. T2 - Advanced Infrared Technology and Applications 2021 CY - Online meeting DA - 26.10.2021 KW - Canny approach KW - Flying line thermography KW - Crack detection PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-539628 DO - https://doi.org/10.3390/engproc2021008022 SN - 2673-4591 VL - 8 IS - 1 SP - 1 EP - 4 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-53962 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stamm, Michael T1 - EvalTherm - Evaluation of passive Thermography for the inspection of wind turbine blades N2 - The EvalTherm project is presented. The concept of passive thermography on rotor blades as well as first results of field measurements are discussed. As this is an industry-related conference, the focus in this paper is on practical aspects that are of interest for industrial applications. T2 - AMI Wind Turbine Blade Manufacture conference 2021 CY - Cologne, Germany DA - 15.11.2021 KW - Windenergy KW - Thermography KW - Inspection KW - NDT PY - 2021 AN - OPUS4-53928 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ahmadi, Samim A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Burgholzer, Peter A1 - Jung, Peter A1 - Caire, Giuseppe A1 - Ziegler, Mathias T1 - Laser excited super resolution thermal imaging for nondestructive testing N2 - The work to be presented focuses on our most recent studies to laser excited super resolution (SR) thermography. The goal of nondestructive testing with SR is to facilitate the separation of closely spaced defects. Photothermal SR can be realized by performing structured illumination measurements in com-bination with the use of deconvolution algorithms in post-processing. We explain that stepwise as well as continuous scanning techniques are applicable to generate structured illumination measurements. Finally, we discuss the effect of experimental parameters and image processing techniques to find the optimal SR technique which leads to the highest reconstruction quality within laser thermography. T2 - Sensor and Measurement Science International Conference SMSI 2021 CY - Online meeting DA - 03.05.2021 KW - Super resolution KW - Laser thermography KW - Nondestructive testing KW - Laser scanning KW - Photothermal imaging PY - 2021 SP - 181 EP - 182 AN - OPUS4-52780 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ahmadi, Samim T1 - Laser excited super resolution thermal imaging for nondestructive testing N2 - The work to be presented focuses on our most recent studies to laser excited super resolution (SR) thermography. The goal of nondestructive testing with SR is to facilitate the separation of closely spaced defects. Photothermal SR can be realized by performing structured illumination measurements in com-bination with the use of deconvolution algorithms in post-processing. We explain that stepwise as well as continuous scanning techniques are applicable to generate structured illumination measurements. Finally, we discuss the effect of experimental parameters and image processing techniques to find the optimal SR technique which leads to the highest reconstruction quality within laser thermography. T2 - Sensor and Measurement Science International Conference SMSI 2021 CY - Online meeting DA - 03.05.2021 KW - Super resolution KW - Laser thermography KW - Nondestructive testing KW - Laser scanning KW - Photothermal imaging PY - 2021 AN - OPUS4-52781 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -