TY - GEN A1 - Krankenhagen, Rainer T1 - Comment on "Sizing the depth and width of ideal delaminations using modulated photothermal radiometry" [J. Appl. Phys. 131, 085106 (2022)] T2 - Journal of applied physics N2 - Comment on the article "Sizing the depth and width of ideal delaminations using modulated photothermal radiometry" by Agustín Salazar and Arantza Mendioroz, Journal of Applied Physics 131, 085106 (2022, https://doi.org/10.1063/5.0085178). KW - Ideal delamination KW - Modulated photothermal radiometry KW - Delamination depth KW - Delamination width PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1063/5.0107603 VL - 132 SP - 1 PB - AIP CY - Melville, NY AN - OPUS4-56261 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ahmadi, Samim A1 - Hauffen, Jan Christian A1 - Kästner, L. A1 - Jung, P. A1 - Caire, G. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Learned block iterative shrinkage thresholding algorithm for photothermal super resolution imaging T2 - arxiv.org 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. To avoid time-consuming manually selected regularization parameters, we propose a learned block-sparse optimization approach using an iterative algorithm unfolded into a deep neural network. More precisely, we show the benefits of using a learned block iterative shrinkage thresholding algorithm that is able to learn the choice of regularization parameters. In addition, this algorithm enables the determination of a suitable weight matrix to solve the underlying inverse problem. Therefore, in this paper we present the algorithm and compare it with state of the art block iterative shrinkage thresholding using synthetically generated test data 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 than without learning. Thus, this new approach allows to improve the convergence speed and only needs a few iterations to generate accurate defect reconstruction in photothermal super resolution imaging. KW - Iterative shrinkage thresholding algorithm KW - Neural network KW - Deep learning KW - Active thermography KW - Photothermal super resolution PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-525364 UR - https://arxiv.org/abs/2012.03547 SN - 2331-8422 SP - 1 EP - 11 PB - Cornell University CY - Ithaca, NY AN - OPUS4-52536 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Ahmadi, Samim A1 - Kästner, L. A1 - Hauffen, Jan Christian A1 - Jung, P. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Photothermal-SR-Net: A Customized Deep Unfolding Neural Network for Photothermal Super Resolution Imaging T2 - arxiv.org N2 - This paper presents deep unfolding neural networks to handle inverse problems in photothermal radiometry enabling super resolution (SR) imaging. Photothermal imaging is a well-known technique in active thermography for nondestructive inspection of defects in materials such as metals or composites. A grand challenge of active thermography is to overcome the spatial resolution limitation imposed by heat diffusion in order to accurately resolve each defect. The photothermal SR approach enables to extract high-frequency spatial components based on the deconvolution with the thermal point spread function. However, stable deconvolution can only be achieved by using the sparse structure of defect patterns, which often requires tedious, hand-crafted tuning of hyperparameters and results in computationally intensive algorithms. On this account, Photothermal-SR-Net is proposed in this paper, which performs deconvolution by deep unfolding considering the underlying physics. This enables to super resolve 2D thermal images for nondestructive testing with a substantially improved convergence rate. Since defects appear sparsely in materials, Photothermal-SR-Net applies trained blocksparsity thresholding to the acquired thermal images in each convolutional layer. The performance of the proposed approach is evaluated and discussed using various deep unfolding and thresholding approaches applied to 2D thermal images. Subsequently, studies are conducted on how to increase the reconstruction quality and the computational performance of Photothermal-SR-Net is evaluated. Thereby, it was found that the computing time for creating high-resolution images could be significantly reduced without decreasing the reconstruction quality by using pixel binning as a preprocessing step. KW - Photothermal super resolution KW - Nondestructive testing KW - Deep unfolding KW - Deep learning KW - Deep imaging KW - Physics-based deep learning KW - Laser thermography KW - Elastic net KW - Iterative shrinkage thresholding algorithm PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-525371 UR - https://arxiv.org/abs/2104.10563 SN - 2331-8422 SP - 1 EP - 10 PB - Cornell University CY - Ithaca, NY AN - OPUS4-52537 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Braun, M.-T. A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Marquardt, E. A1 - Mayr, M. A1 - Nickel, H.-U. A1 - Nüßler, D. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Schür, J. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Wilk, R. ED - Jonuscheit, J. ED - Marquardt, E. T1 - Terahertzsysteme und Anwendungsfelder T2 - VDI-Statusreport N2 - Der Frequenzbereich der Terahertzwellen liegt im elektromagnetischen Spektrum zwischen den Mikrowellen und dem infraroten Licht – also etwa im Bereich von 0,1 bis 10 Terahertz (THz). Der VDI-Statusreport „Terahertzsysteme und Anwendungen“ stellt die unterschiedlichen Konzepte für Terahertzsysteme vor und zeigt Anwendungsbeispiele, bei denen die Terahertztechnik erfolgreich eingesetzt wird. Umfangreiche Literaturangaben ermöglichen eine intensivere Beschäftigung mit allen Themen des VDI-Statusreports. KW - Terahertzsysteme PY - 2020 UR - https://www.vdi.de/ueber-uns/presse/publikationen/details/terahertzsysteme-und-anwendungsfelder SP - 1 EP - 44 PB - Verein Deutscher Ingenieure (VDI) CY - Düsseldorf AN - OPUS4-50556 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN T1 - Improvement of effectiveness of in-service inspection in nuclear power plants (IAEA-TECDOC-1853) T2 - IAEA TECDOC SERIES N2 - This publication represents a consensus among experts drawn from the IAEA and global practitioners to compile a set of common or good individual practices for use at nuclear power plants to improve ISI effectiveness. It sets forth a number of strategies and practices for improving the effectiveness of ISI and investigates the role of ISI in maintaining or improving safety at plants and the relationship of ISI improvement to cost. Strategies for improving ISI effectiveness are discussed, with consideration given to the entire framework of ISI, including effective selection of the proper inspection scope, inspection interval and NDE efficiency. This publication is an update of the publication IAEA-TECDOC-1400, Improvement of In-service Inspection in Nuclear Power Plants, which was published in 2004. It takes into account new techniques and technologies for qualification processes for methodologies, equipment, procedures and personnel as well human factors in NDE inspections. KW - NDT KW - Nuclear power KW - Human factors KW - In-service inspection KW - ISI effectiveness KW - Non-destructive testing PY - 2018 UR - https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/TE-1853web.pdf SN - 978-92-0-106618-3 SN - 1011-4289 VL - 1853 SP - 1 EP - 85 PB - International Atomic Energy Agency CY - Vienna AN - OPUS4-46163 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Beck, M. A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Haupt, H. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Nickel, H.-U. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Werner, M. A1 - Wilk, R. T1 - Terahertzsysteme - Anwendungsfelder und Systeme T2 - VDI/VDE-Richtlinie N2 - Die nicht ionisierende elektromagnetische Strahlung im Bereich von Terahertz-Frequenzen ermöglicht berührungslose und zerstörungsfreie Mess- und Prüftechnik in zahlreichen Bereichen. Nach ersten Anwendungen in der Astronomie und der Atmosphärenforschung wurden in letzter Zeit Anwendungsfelder in der Sicherheitstechnik, der Medizintechnik, der Nachrichtentechnik und der zerstörungsfreien Prozess- und Qualitätskontrolle erschlossen. Dielektrische Materialien wie Kunststoffe und Keramiken können von Terahertz-Wellen durchdrungen werden. Das ermöglicht Untersuchungen des Objektinneren ohne spezielle Schutzmaßnahmen, wie sie z.B. beim Röntgen notwendig sind. Die Richtlinie erleichtert die Verständigung zwischen Nutzern, Herstellern und dem Vertrieb von Terahertz-Systemen. In der Richtlinie werden bekannte Einsatzgebiete sowie die eingesetzten Verfahren und Funktionsprinzipien aufgeführt, um den Leser bei der Auswahlentscheidung zu unterstützen. Nach einer kurzen Einführung in die physikalischen Grundlagen und Hinweisen zur elektromagnetischen Verträglichkeit, zum Strahlenschutz und zur regulierten Frequenzvergabe werden die verschiedenen Geräteklassen von Terahertz-Systemen ausführlich vorgestellt. Die Richtlinie gibt Hinweise zur messtechnischen Charakterisierung von Terahertz-Wellen. Einsatzgebiete von Terahertz-Systemen, wie die zerstörungsfreie Prüfung, die Dicken- und Abstandsmessung, die Tomografie und die chemische Analytik, werden mit ihren spezifischen Eigenschaften im Detail beschrieben. Umfangreiche Literaturverweise vereinfachen eine vertiefte Beschäftigung mit den Themen der Richtlinie. Eine tabellarische Übersicht mit einer Zusammenfassung, welche Terahertz-Systeme für welche Anwendungsfelder eingesetzt werden können, vervollständigt die Richtlinie. KW - Terahertzsysteme KW - THz-Wellen PY - 2018 UR - https://www.vdi.de/5590 VL - VDI/VDE 5590 Blatt 2 SP - 1 EP - 27 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ET - Entwurf - November 2018 AN - OPUS4-46727 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Becker, S. A1 - Beckmann, Jörg A1 - Cojocari, O. A1 - Feige, V. A1 - Fischer, B. A1 - Friederich, F. A1 - Globisch, B. A1 - Hechtfischer, G. A1 - Hens, K. A1 - Hübers, H.-W. A1 - Jelonnek, J. A1 - Jonuscheit, J. A1 - Keil, A. A1 - Kleine-Ostmann, T. A1 - Mayr, M. A1 - Nüßler, D. A1 - Peichl, M. A1 - Peters, O. A1 - Schür, J. A1 - Sprenger, T. A1 - Steiger, A. A1 - van Frank, S. A1 - Vieweg, N. A1 - Wilk, R. T1 - Terahertzsysteme - Zeitbereichsspektrometer (TDS-Systeme) T2 - VDI/VDE-Richtlinie N2 - Diese Richtlinie definiert Kenngrößen und Messverfahren, um Terahertzsysteme für die Zeitbereichsspektroskopie (TDS)zu spezifizieren. So können Hersteller ihre Systeme übereinstimmend beschreiben und Anwender einfach Systeme vergleichen. Systeme für die Terahertz-Zeitbereichsspektroskopie sind aktive Systeme und nutzen verschiedene Techniken sowohl zur Erzeugung als auch zur zeitaufgelösten Messung von breitbandigen Terahertzimpulsen. Die dazugehörigen Terahertzspektren und -Phasen werden nach einer zeitlichen Abtastung über eine Fourier-Transformation berechnet. In dieser Richtlinie wird ein Überblick über die Funktionsweisen von Zeitbereichsspektrometern gegeben, die eingesetzten Messverfahren näher erläutert sowie die benötigten Begriffe und Kenngrößen definiert. Die Richtlinie konzentriert sich dabei auf Systeme, die auf sogenannten Abtastmessverfahren (Sampling-Messverfahren) basieren. KW - TDS-Systeme PY - 2020 UR - https://www.vdi.de/5590 VL - VDI/VDE 5590 Blatt 2 SP - 1 EP - 22 PB - VDI-Verlag CY - Düsseldorf ET - Entwurf - Oktober 2020 AN - OPUS4-51947 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN 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 T2 - arxiv.org 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 - GEN A1 - Ziegler, Mathias A1 - Altenburg, Simon A1 - Krankenhagen, Rainer A1 - Maierhofer, Christiane A1 - Scheuschner, Nils A1 - Marquardt, E A1 - Mühlberger, W. A1 - Nagel, F. A1 - Neumann, E. A1 - Rohwetter, P. A1 - Rutz, F. A1 - Schwake, C. A1 - Schramm, S. A1 - Schwaneberg, F. A1 - Taubert, R. D. T1 - Thermografie und Strahlungsthermometrie - Stand und Trends T2 - VDI-Statusreport N2 - In vielen Umgebungen, besonders bei hohen Temperaturen, korrosiven Umgebungen oder auf bewegten oder schlecht zugänglichen Flächen, kann die Temperatur nicht oder nur mit nicht akzeptablem Aufwand mit Berührungsthermometern gemessen werden. Diese Umgebungsbedingungen sind unter anderem in der chemischen Industrie, der Lebensmittel-, Metall-, Glas-, Kunststoff- und Papierherstellung sowie bei der Lacktrocknung anzutreffen. In diesen Bereichen kommen Strahlungsthermometer zum Einsatz. Der VDI-Statusreport zeigt typische Anwendungsfelder von nicht radiometrisch kalibrierten Wärmebildkameras und von radiometrisch kalibrierten Thermografiekameras. Um verlässlich mit spezifizierten Messunsicherheiten berührungslos Temperaturen zu messen, müssen die Strahlungsthermometer und Thermografiekameras nicht nur kalibriert, sondern radiometrisch und strahlungsthermometrisch umfassend charakterisiert werden. Auch die optische Materialeigenschaft, der spektrale Emissionsgrad und die Gesamtstrahlungsbilanz (Strahlung des Messobjekts und der Umgebung) sind bei der industriellen Temperaturmessung von großer Bedeutung. In den letzten Jahrzehnten ist dazu ein umfassendes technisches Regelwerk entstanden, das wir Ihnen mit diesem VDI-Statusreport vorstellen. Manche in den Richtlinien beschriebenen Kennwerte mögen abstrakt wirken. In diesem Statusreport zeigen wir an konkreten Beispielen, was diese Kenngrößen für die berührungslose Temperaturmessung bedeuten. Beispiele von Anwendungen zeigen, wo temperaturmessende Thermografiekameras und ausschließlich bildgebende Wärmebildkameras in der Praxis eingesetzt werden. Mit einer Analyse, welche Themen und Anwendungen derzeit besonders intensiv diskutiert werden, versuchen wir Trends für zukünftige Entwicklungen herauszuarbeiten. KW - Thermografie KW - Temperaturmessung PY - 2021 UR - https://www.vdi.de/ueber-uns/presse/publikationen/details/thermografie-und-strahlungsthermometrie-stand-und-trends SP - 1 EP - 40 PB - VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V. CY - Düsseldorf AN - OPUS4-52904 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -