TY - JOUR A1 - Stajanca, Pavol A1 - Topolniak, Ievgeniia A1 - Pötschke, Samuel A1 - Krebber, Katerina T1 - Solution-mediated cladding doping of commercial polymer optical fibers N2 - Solution doping of commercial polymethyl methacrylate (PMMA) polymer optical fibers (POFs) is presented as a novel approach for preparation of custom cladding-doped POFs (CD-POFs). The presented method is based on a solution-mediated diffusion of dopant molecules into the fiber cladding upon soaking of POFs in a methanol-dopant solution. The method was tested on three different commercial POFs using Rhodamine B as a fluorescent dopant. The dynamics of the diffusion process was studied in order to optimize the doping procedure in terms of selection of the most suitable POF, doping time and conditions. Using the optimized procedure, longer segment of fluorescent CD-POF was prepared and its performance was characterized. Fiber’s potential for sensing and illumination applications was demonstrated and discussed. The proposed method represents a simple and cheap way for fabrication of custom, short to medium length CD-POFs with various dopants. KW - Polymer optical fiber KW - Solution doping KW - Polymethyl methacrylate KW - Rhodamine B KW - Dye-doped fiber KW - Fluorescent optical fiber PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-441045 DO - https://doi.org/10.1016/j.yofte.2018.02.008 SN - 1068-5200 SN - 1095-9912 VL - 41 SP - 227 EP - 234 PB - Elsevier Inc. AN - OPUS4-44104 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Stajanca, Pavol A1 - Mihai, L. A1 - Sporea, D. A1 - Negut, D. A1 - Sturm, Heinz A1 - Schukar, Marcus A1 - Krebber, Katerina ED - Webb, D. J. ED - Scully, P. ED - Sugden, K. T1 - Impacts of gamma irradiation on cytop plastic optical fibres N2 - Impact of gamma radiation on transmission of a commercial Cytop polymer optical fibre (Lucina, Asahi Glass Company) is investigated. Spectral dependence of radiation induced attenuation in the investigated fibre is measured in the VIS-NIR spectral region. Besides attenuation increase, radiation is found to increase fibre susceptibility to water as well. While pristine Cytop fibre is rather humidity insensitive, strong humidity related absorption in the NIR region is observed after fibre irradiation. Selective irradiation of separate fibre sections is proposed as a way of fibre humidity sensitization and quasi-distributed water detection is demonstrated using optical time domain reflectometry at 1310 nm. T2 - POF 2016: 25th International Conference on Plastic Optical Fibres CY - Birmingham, UK DA - 13.09.2016 KW - Polymer optical fibers KW - Cytop KW - Gamma radiation PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-403216 SN - 9781854494085 SP - 114 EP - 117 CY - Birmingham AN - OPUS4-40321 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Kunji Purayil, Sruthi Krishna A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robotergestützte 3D-Scans und Laserthermografie zur Prüfung an komplexen Bauteilen auf Risse N2 - Die Integration von Automation und Robotik in die Prüfprozesse ermöglicht die Untersuchung komplexer Bauteile. Diese Studie präsentiert die robotergestützte Laserthermografie, um Risse in solchen Bauteilen zu identifizieren und analysieren. Diese Technik ermöglicht die automatisierte Rissprüfung welche im Vergleich zur Farbeindringprüfung auf viele, meist manuelle, Arbeitsschritte sowie die notwendigen Chemikalien verzichtet. Zusätzlich wird ein automatisiertes Einscannen der Bauteile mithilfe eines Linienscanners vorgestellt. Dieser Schritt ermöglicht eine detaillierte 3D-Rekonstruktion der Bauteilgeometrie und ermöglicht eine einfache Korrektur von Abweichungen in der Bauteilaufnahme und eröffnet Möglichkeiten zur adaptiven Bahnplanung bei Bauteilverformungen. Die Rückprojektion der gefundenen Risse auf die Oberfläche des Bauteils kann automatisiert erfolgen. Dieser Schritt erlaubt nicht nur die Identifikation der Risse, sondern auch eine genauere Analyse ihrer Geometrie und Lage am Bauteil. Die Kombination von robotergestützter Laserthermografie, automatisiertem 3DScanning und Rückprojektion der Risse auf die Bauteiloberfläche eröffnet neue Möglichkeiten in der zerstörungsfreien Prüfung von komplexen Bauteilen und erweitert damit mögliche Anwendungsfelder. T2 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - ZFP4.0 KW - Automatisierung KW - Thermografie KW - Laser KW - Roboter PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-604811 UR - https://www.ndt.net/?id=29520 VL - 182 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-60481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hauffen, J. C. A1 - Kästner, L. A1 - Ahmadi, Samim A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Learned block iterative shrinkage thresholding algorithm for photothermal super resolution imaging N2 - Block-sparse regularization is already well known in active thermal imaging and is used for multiple-measurement-based inverse problems. The main bottleneck of this method is the choice of regularization parameters which differs for each experiment. We show the benefits of using a learned block iterative shrinkage thresholding algorithm (LBISTA) that is able to learn the choice of regularization parameters, without the need to manually select them. In addition, LBISTA enables the determination of a suitable weight matrix to solve the underlying inverse problem. Therefore, in this paper we present LBISTA and compare it with state-of-the-art block iterative shrinkage thresholding using synthetically generated and experimental test data from active thermography for defect reconstruction. Our results show that the use of the learned block-sparse optimization approach provides smaller normalized mean square errors for a small fixed number of iterations. Thus, this allows us to improve the convergence speed and only needs a few iterations to generate accurate defect reconstruction in photothermal super-resolution imaging. KW - Thermography KW - Laser KW - Machine learning KW - Optimization KW - Non-destructive testing KW - NDT KW - Neural network KW - Defect reconstruction KW - Block-sparsity KW - Active thermal imaging KW - Regularization KW - Laser thermography PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-554598 DO - https://doi.org/10.3390/s22155533 SN - 1424-8220 VL - 22 IS - 15 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-55459 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ahmadi, Samim A1 - Burgholzer, P. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Super resolution laser line scanning thermography N2 - In this paper we propose super resolution measurement and post-processing strategies that can be applied in thermography using laser line scanning. The implementation of these techniques facilitates the separation of two closely spaced defects and avoids the expected deterioration of spatial resolution due to heat diffusion. The experimental studies were performed using a high-power laser as heat source in combination with pulsed thermography measurements (step scanning) or with continuous heating measurements (continuous scanning). Our work shows that laser line step scanning as well as continuous scanning both can be used within our developed super resolution (SR) techniques. Our SR techniques make use of a compressed sensing based algorithm in post- processing, the so-called iterative joint sparsity (IJOSP) approach. The IJOSP method benefits from both - the sparse nature of defects in space as well as from the similarity of each measurement. In addition, we show further methods to improve the reconstruction quality e.g. by simple manipulations in thermal image processing such as by considering the effect of the scanning motion or by using different optimization algorithms within the IJOSP approach. These super resolution image processing methods are discussed so that the advantages and disadvantages of each method can be extracted. Our contribution thus provides new approaches for the implementation of super resolution techniques in laser line scanning thermography and informs about which experimental and post-processing parameters should be chosen to better separate two closely spaced defects. KW - Super resolution KW - Laser thermography KW - Compressed sensing KW - Laser scanning KW - Joint sparsity PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-509796 DO - https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2020.106279 SN - 0143-8166 VL - 134 SP - 106279 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-50979 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pauw, Brian Richard A1 - Smith, A. J. A1 - Snow, T. A1 - Shebanova, O. A1 - Sutter, J. P. A1 - Ilavsky, J. A1 - Hermida-Merino, D. A1 - Smales, Glen Jacob A1 - Terrill, N. J. A1 - Thünemann, Andreas A1 - Bras, W. T1 - Extending synchrotron SAXS instrument ranges through addition of a portable, inexpensive USAXS module with vertical rotation axes N2 - Ultra-SAXS can enhance the capabilities of existing synchrotron SAXS/WAXS beamlines. A compact ultra-SAXS module has been developed, which extends the measurable q-range with 0.0015 ≤ q (nm−1) ≤ 0.2, allowing structural dimensions in the range 30 ≤ D (nm) ≤ 4000 to be probed in addition to the range covered by a high-end SAXS/WAXS instrument. By shifting the module components in and out on their respective motor stages, SAXS/WAXS measurements can be easily and rapidly interleaved with USAXS measurements. The use of vertical crystal rotation axes (horizontal diffraction) greatly simplifies the construction, at minimal cost to efficiency. In this paper, the design considerations, realization and synchrotron findings are presented. Measurements of silica spheres, an alumina membrane, and a porous carbon catalyst are provided as application examples. KW - X-ray scattering KW - Microstructure KW - Instrumentation KW - SAXS KW - USAXS KW - Nanostructure KW - Combined techniques PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-524919 DO - https://doi.org/10.1107/S1600577521003313 SN - 1600-5775 VL - 28 IS - 3 SP - 824 EP - 833 PB - Wiley CY - Oxford AN - OPUS4-52491 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ahmadi, Samim A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Burgholzer, P. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias 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 - Laser Thermography KW - Non Destructive Testing KW - Comressed Sensing KW - Inverse Problem KW - Thermography PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-519016 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-020-77979-y VL - 10 IS - 1 SP - 22357 PB - Springer Nature AN - OPUS4-51901 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Unnikrishnakurup, Sreedhar A1 - Myrach, Philipp A1 - Polomski, Benjamin A1 - Le Claire, Elisabeth A1 - Vengara, N. A1 - Balasubramaniam, Krishnan A1 - Ziegler, Mathias T1 - Thermographic crack detection in hot steel surfaces N2 - The detection and characterization of surface cracks in steel specimens prior to damage is a technologically and economically highly significant task and is of utmost importance when it comes to safety-relevant structures. In steel production where steel billets at high temperatures have to be inspected while moving a number of well-established NDT methods cannot be applied. Laser thermography however is a promising candidate to serve as a fast, non-contact and remote tool in this case. We present a study that shows that the crack detection capabilities of laser thermography can be extended also to specimens at high temperature. A combination of inductive and laser heating allows to systematically study the contrast formation as well as the optimization of the important measurement parameters. The experiments are accompanied by FEM simulations that provide a better insight of the physical correlations and support the experimental developments. The aim of these studies is to develop a system with high inspection speed and detection performance to be in-line operated under the hostile environment of steel production lines. T2 - 19th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT 2016) CY - Munich, Germany DA - 13.06.2016 KW - In-line Monitoring KW - Laser Infrared thermography KW - Cracks KW - Induction heating KW - Steel billets KW - FEM simulation PY - 2016 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-389161 UR - http://ndt.net/?id=19573 SN - 1435-4934 VL - 21 IS - 7 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net CY - Kirchwald AN - OPUS4-38916 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - You, Zengchao A1 - Winckelmann, Alexander A1 - Vogl, Jochen A1 - Recknagel, Sebastian A1 - Abad Andrade, Carlos Enrique T1 - Determination of calcium, iron, and selenium in human serum by isotope dilution analysis using nitrogen microwave inductively coupled atmospheric pressure plasma mass spectrometry (MICAP-MS) N2 - In this study, we demonstrate the applicability of nitrogen microwave inductively coupled atmospheric pressure mass spectrometry (MICAP-MS) for Ca, Fe, and Se quantification in human serum using isotope dilution (ID) analysis. The matrix tolerance of MICAP-MS in Na matrix was investigated, uncovering that high Na levels can suppress the signal intensity. This suppression is likely due to the plasma loading and the space charge effect. Moreover, 40Ca and 44Ca isotopic fractionation was noted at elevated Na concentration. Nine certified serum samples were analyzed using both external calibration and ID analysis. Overestimation of Cr, Zn, As, and Se was found in the results of external calibration, which might be resulted from C-induced polyatomic interference and signal enhancement, respectively. Further investigations performed with methanol showed a similar enhancement effect for Zn, As, and Se, potentially supporting this assumption. The mass concentrations determined with ID analysis show metrological compatibility with the reference values, indicating that MICAP-MS combined with ID analysis can be a promising method for precise Ca, Fe, and Se determination. Moreover, this combination reduces the influences of matrix effects, broadening the applicability of MICAP-MS for samples with complex matrix. KW - Selenium KW - Nitrogen microwave inductively coupled atmospheric pressure mass spectrometry KW - Isotope dilution KW - Human serum KW - Calcium KW - Iron PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-598664 DO - https://doi.org/10.1007/s00216-024-05274-0 SN - 1618-2642 SP - 3117 EP - 3125 PB - Springer CY - Berlin AN - OPUS4-59866 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Ziegler, Mathias A1 - Maierhofer, Christiane ED - Maldague, X. T1 - Systematic errors in the evaluation of uncorrected data from thermographic lock-in measurements N2 - Lock-in thermography (LT) is based on the correct evaluation of phase differences between the temperature oscillations at different surface regions of the object under test during periodic heating. Since the usual heating procedures contain a DC component, the actual heating pattern achieved is not harmonic. This causes systematic deviations when phase differences are determined by means of harmonic analysis, e.g. with FFT analysis. The resulting errors depend clearly on the ratio between DC and AC amplitude, which is demonstrated at simulated and experimentally recorded temperature transients. Further experimental LT data obtained by different oscillating energy inputs showed a variety of possible shapes of transients with different DC components. T2 - 14th QIRT Conference CY - Berlin, Germany DA - 26.06.2018 KW - NDT KW - Lock-in Thermography KW - FFT PY - 2018 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-453768 SP - 539 EP - 547 PB - QIRT Council AN - OPUS4-45376 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Ziegler, Mathias A1 - Kunert, M. A1 - Goldammer, M. T1 - Entwicklung von Referenzprobekörpern für die Standardisierung der Blitzthermografie N2 - Die aktive Thermografie wird in der Industrie zunehmend in verschiedenen Bereichen zur Qualitätssicherung, Zustandsdiagnose und Zustandsüberwachung eingesetzt. Bestehende Normen zur Thermografie beschreiben die Grundlagen, Geräte und Begriffe. In diesem Beitrag wird über ein Projekt berichtet, dessen Ziel die Erarbeitung einer Prüfnorm zur Blitzthermografie ist. Diese sollte neben der Auswahl geeigneter Gerätekomponenten, der Auswertungsverfahren und der Vorgehensweise bei der Prüfung auch die Beschreibung geeigneter Referenzprobekörper enthalten, die eine Bewertung der Messapparatur und eine Qualitätssicherung der Prüfung ermöglichen. T2 - Thermographie-Kolloquium 2011 CY - Stuttgart, Germany DA - 29.09.2011 KW - Aktive Thermografie KW - Blitzanregung KW - Prüfnorm KW - Referenzprobekörper PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-246230 SN - 978-3-940283-36-8 VL - 130 SP - 1 EP - 7 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) CY - Berlin AN - OPUS4-24623 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schlichting, Joachim A1 - Ziegler, Mathias A1 - Pelkner, Matthias A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Kameragestütztes Flying-Spot-Verfahren zur Risserkennung N2 - In dieser Arbeit wird ein kameragestütztes Verfahren zur Flying- Spot-Thermografie vorgestellt. Die Anregung wird über einen Diodenlaser mit einem optischen Scanner realisiert. Bei der Auswertung kommt ein effizienter und robuster Algorithmus zum Einsatz, der direkt auf die mit der Kamera aufgenommene Thermografiesequenz angewendet werden kann, ohne auf eine Synchronisation zwischen Kamera und Lasersystem angewiesen zu sein. Daher eignet sich diese Herangehensweise besonders zur Nachrüstung bestehender Thermografiesysteme. Die prinzipielle Eignung dieser Methode wird anhand einer Messung an einem Schienenstück mit Rollkontaktermüdungsrissen gezeigt. Als Referenzverfahren werden die Magnetpulverprüfung und eine auf GMR (Giant Magnetoresistance)- Sensoren basierende Streufeldmessung herangezogen. Mit dem thermografischen Verfahren konnten sämtliche enthaltenen Fehler erkannt werden. Dabei wurden Risse im mm-Abstand getrennt nachgewiesen, was etwa der geometrischen Auflösung der eingesetzten Kamera entspricht. T2 - Thermographie-Kolloquium 2011 CY - Stuttgart, Germany DA - 29.09.2011 KW - Flying-Spot Thermografie KW - Diodenlaser KW - Rissortung KW - Magnetpulverprüfung KW - GMR-Sensoren PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-246220 SN - 978-3-940283-36-8 IS - DGZfP-BB 130 (Vortrag 09) SP - 1 EP - 6 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-24622 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Thummerer, G. A1 - Mayr, G. A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias A1 - Burgholzer, P. T1 - Photothermal Image Reconstruction in Opaque Media with Virtual Wave Backpropagation N2 - Thermographic reconstruction of defects that lie in the bulk of a sample is a difficult task because entropy production during heat diffusion leads to information loss. To reconstruct defects one has to solve an inverse heat conduction problem. The quality of the reconstruction is closely related to the information content of the observed data set that is reflected by the decreasing ability to spatially resolve a defect with growing defect depth. In this work we show a 2D reconstruction of rectangular slots with different width-to-depth ratios in a metallic sample. For this purpose, we apply the virtual wave concept and incorporate positivity and sparsity as prior information to overcome the diffusion-based information loss partially. The reconstruction is based on simulated and experimental pulse thermography data. In the first reconstruction step, we compute a virtual wave field from the surface temperature data. This allows us, in the second step, to use ultrasonic backpropagation methods for image reconstruction. KW - Virtual wave concept KW - Thermography KW - Photothermal Technique KW - Image reconstruction PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-506166 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102239 VL - 112 SP - 102239 PB - Elsevier Ltd. CY - Netherlands AN - OPUS4-50616 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ziegler, Mathias A1 - Myrach, Philipp A1 - Schlichting, Joachim A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Laser-Thermografie für die schnelle Prüfung auf mikroskopische Risse in reflektierenden metallischen Oberflächen N2 - Thermografische ZfP-Verfahren erlauben die Erkennung einer Vielzahl von Defekten in unterschiedlichsten Werkstoffen. Neue Ansätze unter Verwendung von Lasern ermöglichen darüber hinaus die Prüfung auf Oberflächenrisse. Wir stellen die neuesten Entwicklungen dieser vielversprechenden Technik vor und zeigen warum deren Einsatz potentiell die Standardprüfverfahren Magnetpulver- bzw. Eindringprüfung für eine Reihe von Prüfproblemen beerben könnte. Hierzu stellen wir die Prüfergebnisse zu unterschiedlichen metallischen Werkstoffen, Rissgrößen und -typen in Abhängigkeit der Prüfparameter vor. Die aktuelle Grenze der Nachweisempfindlichkeit für die mittels klassischer Thermografie schwer prüfbaren hochreflektierenden Metalloberflächen liegt mit Rissbreiten und -tiefen von weni-gen Mikrometern im Bereich der fluoreszierenden Magnetpulver- und Eindringprüfung. Dabei sind weder Verbrauchsmittel noch eine Oberflächenpräparation notwendig und eine Prüfung kann berührungslos und automatisiert über Entfernungen im Meter-Bereich erfolgen. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2013 CY - Dresden, Germany DA - 06.05.2013 KW - Thermografie KW - Laser KW - Risse PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-288706 SN - 978-3-940283-49-8 IS - DGZfP-BB 141 (Di.2.A.4) SP - 1 EP - 8 PB - Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e.V. (DGZfP) AN - OPUS4-28870 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Röllig, Mathias A1 - Steinfurth, Henrik A1 - Ziegler, Mathias T1 - Untersuchung von Hochleistungs-LEDs für den Einsatz in der zerstörungsfreien Prüfung mittels Thermografie N2 - Für die optische Erwärmung von Prüfteiloberflächen sind Blitz- und Halogenlampen Stand der Technik. Der Vorteil dieser Wärmequellen liegt in ihren relativ geringen Anschaffungskosten bei gleichzeitig hohen Leistungsdichten am Prüfobjekt. Nachteilig ist bei den Halogenlampen die Limitierung der möglichen Modulationsffequenz auf ca. 1 Hz für die Anwendung dieser Quelle in der Lockin-Thermografie. Blitzlampen bieten für gewöhnlich nur eine feste Blitzdauer bei einer geringen Taktrate. Beide Anregungsquellen müssen in Reflexionsanordnung mit Filtern betrieben werden um die entstehende thermische Eigenstrahlung als Störquelle zu eliminieren. Wir stellen Untersuchungen an Hochleistungs-LEDs für den Einsatz in der aktiven Thermografie vor. Diese Lichtquellen werden durch die rasante Entwicklung der möglichen Leistungsdichten nun auch für die thermografische ZfP interessant. Sie zeigen ähnlich dem Laser eine schmale und auf den Werkstoff abstimmbare spektrale Verteilung der Strahlungsleistung bei moderaten Kosten. Die zugrunde liegende Elektrolumineszenz generiert kaum Wärmestrahlung und ermöglicht dadurch die Prüfung während des Erwärmungsvorganges ohne größeren Aufwand. Modulationsfrequenzen über 100 Hz mit thermischen Eindringtiefen < 1 mm sind möglich. Dadurch qualifizieren sich die LEDs zur Anwendung in der Lockin-Thermografie von Metallen und zur oberflächennahen Prüfung von Schichtsystemen. Durch die fast verzögerungsffeie Reaktion der LED auf das steuernde Signal sind nahezu beliebige zeitliche Anregungsformen möglich. Mit solch flexiblen Anregungsformen ließen sich bereits bei den photothermischen Verfahren erfolgreich höhere Tiefenreichweiten und -auflösungen gegenüber den klassischen Methoden der monofrequenten Lockin - und energiereichen Kurzimpuls-Anregung erzielen. Untersuchungen dieser Möglichkeiten im praktischen Einsatz der HochleistungsLEDs werden vorgestellt und mit herkömmlichen Lichtquellen verglichen. T2 - Thermographie-Kolloquium 2013 CY - Leinfelden-Echterdingen, Germany DA - 2013-09-26 KW - Thermografie KW - Hochleistungsleuchtdioden KW - Hohe Prüfraten KW - Schnelle Modulationsfrequenzen PY - 2013 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-293975 SN - 978-3-940283-52-8 VL - DGZfP-BB 143 SP - Vortrag 3, 1 EP - 8 AN - OPUS4-29397 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Casperson, Ralf A1 - Heideklang, René A1 - Myrach, Philipp A1 - Onel, Yener A1 - Pelkner, Matthias A1 - Pohl, Rainer A1 - Stegemann, Robert A1 - Ziegler, Mathias A1 - Kreutzbruck, Marc T1 - Vergleich konventioneller und neuer Oberflächenprüfverfahren für ferromagnetische Werkstoffe N2 - Sicherheitsrelevante und zyklisch hoch belastete Bauteile erfordern zur Vermeidung von kostenintensiven Ausfällen besonders stabile Prozessparameter. Bereits sehr kleine Randzonenfehler können unter zyklischer Bauteilbelastung zu Risswachstum und letztendlich zum Bauteilversagen führen. Die frühzeitige Erkennung von Randzonenfehler in Hochleistungsbauteilen wie z.B. Zahnräder, Ritzelwellen und Kurbelwellen erfordert daher eine leistungsfähige zerstörungsfreie Oberflächenrissprüfung, die es ermöglicht in den hochbeanspruchten Funktionsflächen auch Härterisse, Schleifrisse oder Zundereinschlüsse zu detektieren. Hierzu sind in den letzten Jahren einige neue, innovative Oberflächenprüfverfahren wie die laserangeregte Thermografie und die Streuflussprüfung mit hochauflösenden GMR-Sensoren oder magnetooptischen Verfahren entwickelt worden. Zusätzlich zur hohen Empfindlichkeit zeichnen sich diese innovativen Verfahren durch einen schnellen und teils auch berührungslosen Einsatz aus. Da die noch relativ neu-en Verfahren naturgemäß noch nicht normativ verankert sind, wurden auch bereits erste Validierungen durchgeführt. Um die Leistungsfähigkeit der Verfahren eingehend zu untersuchen, erfolgten Testreihen an verschiedenen Testkörpern in Bezug auf Ortsauflösung, Empfindlichkeit, Automatisierung und Bewertung der Messsig-nale. Neben den neuen Verfahren und ihren ersten Schritten hin zur Validierung kamen als Referenz auch die „klassischen“ Verfahren der Magnetpulver- und Wirbelstromprüfung zum Einsatz, deren Leistungsfähigkeit durch angepasste Sondenentwicklung auch für sehr kleine Oberflächendefekte nochmals unter Beweis gestellt wurde. Zusätzlich wurde an einigen Testkörpern eine hochauflösende CT durchgeführt. Die Ergebnisse dieses Vergleiches werden vorgestellt und Möglichkeiten sowie Grenzen der einzelnen Verfahren herausgearbeitet. T2 - DACH-Jahrestagung 2015 CY - Salzburg, Austria DA - 11.05.2015 KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Oberflächenprüfung KW - Vergleichskörper 1 KW - Sichtprüfung KW - Magnetpulverprüfung KW - Streuflussprüfung KW - Farbeindringprüfung KW - Wirbelstromprüfung KW - Thermografie KW - Radiografie PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-344262 SN - 978-3-940283-68-9 IS - DGZfP BB 152 SP - Mi.2.B.4, 1 EP - 11 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) AN - OPUS4-34426 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Cakir, Cafer Tufan A1 - Bogoclu, Can A1 - Emmerling, Franziska A1 - Streli, Christina A1 - Guilherme Buzanich, Ana A1 - Radtke, Martin T1 - Machine learning for efficient grazing-exit x-ray absorption near edge structure spectroscopy analysis: Bayesian optimization approach N2 - In materials science, traditional techniques for analyzing layered structures are essential for obtaining information about local structure, electronic properties and chemical states. While valuable, these methods often require high vacuum environments and have limited depth profiling capabilities. The grazing exit x-ray absorption near-edge structure (GE-XANES) technique addresses these limitations by providing depth-resolved insight at ambient conditions, facilitating in situ material analysis without special sample preparation. However, GE-XANES is limited by long data acquisition times, which hinders its practicality for various applications. To overcome this, we have incorporated Bayesian optimization (BO) into the GE-XANES data acquisition process. This innovative approach potentially reduces measurement time by a factor of 50. We have used a standard GE-XANES experiment, which serve as reference, to validate the effectiveness and accuracy of the BO-informed experimental setup. Our results show that this optimized approach maintains data quality while significantly improving efficiency, making GE-XANES more accessible to a wider range of materials science applications. KW - Machine Learning KW - GE-XANES KW - Bayesian Optimization PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-603955 DO - https://doi.org/10.1088/2632-2153/ad4253 VL - 5 IS - 2 SP - 1 EP - 12 PB - IOP Publishing AN - OPUS4-60395 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hildebrandt, R. A1 - Seifert, M. A1 - George, Janine A1 - Blaurock, S. A1 - Botti, S. A1 - Krautscheid, H. A1 - Grundmann, M. A1 - Sturm, C. T1 - Determination of acoustic phonon anharmonicities via second-order Raman scattering in CuI N2 - We demonstrate the determination of anharmonic acoustic phonon properties via second-order Raman scattering exemplarily on copper iodide single crystals. The origin of multi-phonon features from the second-order Raman spectra was assigned by the support of the calculated 2-phonon density of states. In this way, the temperature dependence of acoustic phonons was determined down to 10 K. To determine independently the harmonic contributions of respective acoustic phonons, density functional theory in quasi-harmonic approximation was used. Finally, the anharmonic contributions were determined. The results are in agreement with earlier publications and extend CuI’s determined acoustic phonon properties to lower temperatures with higher accuracy. This approach demonstrates that it is possible to characterize the acoustic anharmonicities via Raman scattering down to zero-temperature renormalization constants of at least 0.1 cm⁻¹. KW - Thermoelectrics KW - Thermal transport KW - Phonon interactions KW - Density functional theory KW - Phonons PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-593164 DO - https://doi.org/10.1088/1367-2630/ad1141 SN - 1367-2630 VL - 25 IS - 12 SP - 1 EP - 12 PB - IOP Publishing CY - London AN - OPUS4-59316 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Menzel, M. A1 - Scharf, O. A1 - Novak, S. A1 - Radtke, Martin A1 - Reinholz, Uwe A1 - Hischenhuber, P. A1 - Buzanich, Günter A1 - Meyer, A. A1 - Lopez, V. A1 - McIntosh, K. A1 - Streli, C. A1 - Havrilla, G. A1 - Fittschen, U. T1 - Shading in TXRF: calculations and experimental validation using a color X-ray camera N2 - Absorption effects in total reflection X-ray fluorescence (TXRF) analysis are important to consider, especially if external calibration is to be applied. With a color X-ray camera (CXC), that enables spatially and energy resolved XRF analysis, the absorption of the primary beam was directly visualized for mL-droplets and an array of pL-droplets printed on a Si-wafer with drop-on-demand technology. As expected, deposits that are hit by the primary beam first shade subsequent droplets, leading to a diminished XRF signal. This shading effect was quantified with enhanced precision making use of sub-pixel analysis that improves the spatial resolution of the camera. The measured absorption was compared to simulated results using three different model calculations. It was found they match very well (average deviation < 10%). Thus errors in quantification due to absorption effects can be accounted for in a more accurate manner. KW - absorption KW - X-ray Fluorescence analysis PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-359000 DO - https://doi.org/10.1039/C5JA00127G IS - 10 SP - 2184 EP - 2193 PB - Royal Society of Chemistry CY - Cambridge AN - OPUS4-35900 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kabelitz, Anke A1 - de Oliveira Guilherme Buzanich, Ana A1 - Joester, Maike A1 - Reinholz, Uwe A1 - Radtke, Martin A1 - Bienert, Ralf A1 - Schulz, K. A1 - Schmack, R. A1 - Kraehnert, R. A1 - Emmerling, Franziska T1 - Time-resolved in situ studies on the formation mechanism of iron oxide nanoparticles using combined fast-XANES and SAXS N2 - The reaction of iron chlorides with an alkaline reagent is one of the most prominent methods for the synthesis of iron oxide nanoparticles. We studied the particle formation mechanism using triethanolamine as reactant and stabilizing agent. In situ fast-X-ray absorption near edge spectroscopy and small-angle X-ray scattering provide information on the oxidation state and the structural information at the same time. In situ data were complemented by ex situ transmission electron microscopy, wide-angle X-ray scattering and Raman analysis of the formed nanoparticles. The formation of maghemite nanoparticles (γ-Fe2O3) from ferric and ferrous chloride was investigated. Prior to the formation of these nanoparticles, the formation and conversion of intermediate phases (akaganeite, iron(II, III) hydroxides) was observed which undergoes a morphological and structural collapse. The thus formed small magnetite nanoparticles (Fe3O4) grow further and convert to maghemite with increasing reaction time. KW - oxidation state KW - structural information KW - maghemite PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-351376 DO - https://doi.org/10.1039/C5CE01585E SN - 1466-8033 VL - 17 IS - 44 SP - 8463 EP - 8470 CY - London, UK AN - OPUS4-35137 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -