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Analytisches Modell zur Bestimmung der Schichtdicke für opake und semitransparente Materialien mittels Impulsthermografie

  • Impulsthermografie ist ein bekanntes zerstörungsfreies Prüfverfahren, welches sehr gut geeignet ist, um geometrische Eigenschaften von Materialfehler, thermische Materialparameter sowie die Dicke von Objekten zu bestimmen. Die Anwendung auf semitransparente Materialien ist jedoch recht neu und anspruchsvoll, insbesondere für semitransparente Mehrschichtmaterialien wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Um die Dicke beschichteter und unbeschichteter semitransparenten Proben mittels Impuls-Thermografie bestimmen zu können, verwenden wir ein analytisches Modell, welches auf der Quadrupol-Methode basiert. Unser 1D-Modell berücksichtigt: • die Semitransparenz der Probe, • die Wärmeverluste an den Seitenflächen, • beliebige zeitlichen Form des Heizimpulses (um die Messbedingungen für verschiedene Wärmequellen korrekt zu beschreiben), • mögliche Flächenabsorption an der Vorder- oder Rückseite (für beschichtete Proben), • und Mehrschichtsysteme. Durch Anpassung der Ergebnisse desImpulsthermografie ist ein bekanntes zerstörungsfreies Prüfverfahren, welches sehr gut geeignet ist, um geometrische Eigenschaften von Materialfehler, thermische Materialparameter sowie die Dicke von Objekten zu bestimmen. Die Anwendung auf semitransparente Materialien ist jedoch recht neu und anspruchsvoll, insbesondere für semitransparente Mehrschichtmaterialien wie glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Um die Dicke beschichteter und unbeschichteter semitransparenten Proben mittels Impuls-Thermografie bestimmen zu können, verwenden wir ein analytisches Modell, welches auf der Quadrupol-Methode basiert. Unser 1D-Modell berücksichtigt: • die Semitransparenz der Probe, • die Wärmeverluste an den Seitenflächen, • beliebige zeitlichen Form des Heizimpulses (um die Messbedingungen für verschiedene Wärmequellen korrekt zu beschreiben), • mögliche Flächenabsorption an der Vorder- oder Rückseite (für beschichtete Proben), • und Mehrschichtsysteme. Durch Anpassung der Ergebnisse des analytischen Modells an experimentelle Daten ist es möglich, die Dicke der Probe zu bestimmen, sofern die thermischen Materialparameter bekannt sind. Diese können z.B. durch Kalibrierungsmessungen an Proben desselben Materials mit bekannter Dicke bestimmt werden.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Raphael Bernegger
Koautor*innen:Simon Altenburg, Christiane Maierhofer
Dokumenttyp:Vortrag
Veröffentlichungsform:Präsentation
Sprache:Deutsch
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:1D-Modell; Analytisches Modell; Impulsthermografie; Schichtdicke; Semitransparent
Veranstaltung:Physikalisch-Technische Bundesanstalt
Veranstaltungsort:Berlin, Germany
Beginndatum der Veranstaltung:06.12.2017
Enddatum der Veranstaltung:06.12.2017
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei im Netzwerk der BAM verfügbar ("Closed Access")
Datum der Freischaltung:13.12.2017
Referierte Publikation:Nein
Eingeladener Vortrag:Nein
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