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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Rissprüfung eines metallischen Prüfobjektes mit Hilfe einer aufgeprägten oberflächennahen Erwärmung, mit
- - einem einen wärmeliefernden Induktionsstrom innerhalb des Prüfobjektes erzeugenden Induktionsgenerator als Wärmeanregungs-Einrichtung, mittels dessen eine definierte Wärmeanregung gemäß vorgegebenem Funktionsverlauf in einem zu prüfenden Prüfobjekt ein dreidimensionales Wärmefeld erzeugbar ist, um das Prüfobjekt zu einer prädeterminiert analysierbaren Eigenemission von Wärmestrahlung anzuregen, wobei
- - das Prüfobjekt mittels einer Infrarotkamera bildgebend erfassbar ist, um einen transienten Temperaturverlauf einer Oberfläche des Prüfobjektes aufzuzeichnen, wobei
- - in Relation zu der ins Prüfobjekt eingebrachten Wärme ein auf der Oberfläche des Prüfobjektes erzeugter Antworttemperaturverlauf sowie ein Zeitversatz der Antworttemperatur gegenüber einer zugeordneten definierten Anregungstemperatur ermittelbar ist, und wobei
- - die Oberfläche des Prüfobjektes in eine Mehrzahl von Bildelementen unterteilt ist und mittels einer Temperaturmesseinrichtung für jedes Bildelement innerhalb einer vorab definierten Zeitspanne während und/oder im Nachgang zu der definierten Wärmeanregung eine durch eine Amplitude wiedergegebene Wärmeintensität sowie ein Zeitversatz gegenüber der Anregung zum Zweck einer nachgängigen Analyse messbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung basiert auf dem Umstand, dass als Antwort einer Erwärmung des Inneren eines zu untersuchenden Prüfobjektes mittels einer Wärmemesseinrichtung eine analysierbare Intensitätsänderung gegenüber der Anregungstemperatur sowie eine analysierbare Phasenverschiebung oder auch Phase genannte Zeitverzögerung einer auf einer beobachtbaren Oberfläche des Prüfobjektes in Relation zu der Erwärmung des Inneren des Prüfobjektes zu verzeichnen ist.
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Mit Hilfe einer bereits bekannten Versuchsanordnung wird das zu beobachtende Prüfobjekt mittels einer Wärmebildkamera aufgenommen, und es wird das Prüfobjekt Bildpunkt für Bildpunkt bzw. Bildelement für Bildelement untersucht und für jedes Bildelement eine im zeitlichen Verlauf sich ändernde Wärmeintensität gemessen.
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Gemäß diesem bekannten und durch die vorliegende Erfindung zu verbessernden Verfahren wird ein so genanntes Phasenbild eines zu untersuchenden Objektes erstellt, bei dem für jedes einzelne Bildelement Farb- oder Grauton kodiert eine Phase dargestellt wird, die ein für diesen Punkt gemessenes Zeitintervall beschreibt, das sich ergibt als Differenz des Zeitpunktes einer vorgegebenen Temperatur einer Wärmeanregungsquelle und der dieser vorgegebenen Temperatur zugeordneten gemessenen Temperatur eines Prüfobjektes.
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Ein Phasenbild eines zu untersuchenden Prüfobjektes gibt Aufschluss über in unterschiedlichen Bereichen gegebenes unterschiedliches transient thermisches Verhalten im Material des Prüfobjektes und lässt insofern Inhomogenitäten im Material des Prüfobjektes erkennen. Derartige Inhomogenitäten sind dabei erkennbar unabhängig davon, ob sie im Bereich der Oberfläche des Prüfobjektes und/oder in darunter angeordneten Schichten enthalten sind. Insofern gibt die Erstellung eines Phasenbildes gemäß Stand der Technik schon wichtige Information über die Beschaffenheit insbesondere der inneren Struktur eines Prüfobjektes.
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Ein Phasenbild gemäß obigem Stand der Technik weist indes den Nachteil auf, dass in ihm nicht unterscheidbar ist ein erster Zustand A, in dem ein vorherbestimmter Bereich des zu untersuchenden Prüfobjektes eine Änderung seiner Stärke gegenüber umgebenden Bereichen aufweist, zu einem zweiten Zustand B, in dem dieser Bereich ein gegenüber den umliegenden Bereichen unterschiedliches Material enthält, wobei das unterschiedliche Material nicht nur im Bereich der Oberfläche sondern auch in tiefergelegenen Schichten des Prüfobjektes vorliegen kann.
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Es hat sich gezeigt, dass die so erhaltenen Phasenbilder sich unterscheiden, je nachdem ob bei einem Prüfobjekt eine Stärkeänderung eines homogen verwendeten Materials A oder ein zu dem Material A unterschiedliches Material B beobachtet wird, wobei das unterschiedliche Material B in Schichten unterschiedlicher Tiefen im Prüfobjekt vorliegen kann. Ein zu dem Material A unterschiedliches Material B liegt insbesondere auch dann vor, wenn sich in dem Material A ein in der Regel mit einem Gas gefüllter Defekt befindet.
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Aus
DE 10 2008 030 691 A1 ist ein Verfahren zur Materialprüfung mittels Wärmebestrahlung bekannt, wobei die Wärmestrahlung eines in seiner Intensität gemäß einer Anregungsfrequenz periodisch schwankenden Wärmestrahlers auf ein zu prüfendes Prüfobjekt abgegeben wird und dieses dadurch periodisch erwärmt und zu einer Eigenemission von Wärmestrahlen angeregt wird, wobei ein Phasenbild eines Prüfobjektes erstellt wird, bei dem für jedes einzelne Bildelement eine Phase dargestellt wird, die ein für diesen Punkt gemessenes Zeitintervall beschreibt, das sich ergibt als Differenz des Zeitpunktes einer vorgegebenen Temperatur eines Initialstrahlers und eines Zeitpunktes einer dieser vorgegebenen Temperatur zugeordneten gemessenen Oberflächentemperatur eines Prüfobjektes, wobei zwei Wärme-Messvorgänge eines Prüfobjektes bei jeweils unterschiedlichen Anregungsfrequenzen durchgeführt werden und die dabei erhaltenen Phasenbilder Bildelement für Bildelement einer differentiellen Bearbeitung unterzogen werden.
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DE 198 37 889 C1 offenbart ein Thermowellen-Messverfahren zur Messung von geometrischen und/oder thermischen Merkmalen eines Schichtaufbaues einer Probe, wobei eine in ihrer Intensität modulierbare Wärmequelle mit mindestens zwei unterschiedlichen Modulationsfrequenzen angesteuert und der Schichtaufbau entsprechend aufgeheizt wird, und eine Thermowelle in der Probe angeregt und eine von der Probe aufgrund des Schichtaufbaus intensitätsmodulierte Strahlung emittiert wird, die korrespondierend zu der Modulation der Wärmequelle detektiert und ausgewertet wird, wobei die aufgrund des Schichtaufbaues emittierte Strahlung im infraroten Wellenlängenbereich ausgewertet wird und die Auswertung der emittierten Strahlung hinsichtlich Amplitude und/oder Phase bei den jeweiligen Modulationsfrequenzen der Wärmequelle gleichzeitig durchgeführt wird.
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Aus
EP 0 058 710 ist ein Verfahren zur kontaktlosen photothermischen Untersuchung von oberflächennahen und inneren Strukturen eines festen Körpers bekannt, bei dem dieser Körper mit einem gebündelten elektromagnetischen Anregungsstrahl abgetastet und die Wirkung der dabei örtlich induzierten Körpertemperatur auf der dem auftreffenden Anregungsstrahl abgewandten Seite des Körpers als vom Körper ausgehende Infrarotstrahlung gemessen wird, wobei der Anregungsstrahl moduliert wird und die durch den Körper transmittierte Wärmewelle als im Takt des Anregungsstrahles modulierte, abgestrahlte Infrarotstrahlung gemessen wird, um eine genaue Struktur-Untersuchung in Fläche und Tiefe auch an festen Körpern mit größeren Abmessungen und an bewegten Teilen zu ermöglichen, ohne dass der erfassbare Tiefenbereich durch die thermische Eindringtiefe des modulierten Anregungsstrahles beschränkt ist.
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EP 1 484 165 offenbart ein Verfahren zur Überwachung der Herstellung eines Bauteils aus einem faserverstärkten Werkstoff, wobei das Bauteil durch Infiltration eines Faserhalbzeugs mit flüssigem Harz hergestellt wird, bei dem während des Infiltrationsvorgangs der Prüfling mit modulierten Wärmewellen thermisch angeregt wird und das Antwortsignal registriert wird.
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Die Druckschrift
DE 10 2008 030 691 A1 des Anmelders offenbart ein Verfahren zur Materialprüfung mittels Wärmestrahlung, bei dem
- - die Wärmestrahlung eines in seiner Intensität gemäß einer ersten Anregungsfrequenz periodisch schwankenden Wärmestrahlers auf ein zu prüfendes Prüfobjekt in einem ersten Messvorgang abgegeben wird,
- - dieses dadurch periodisch erwärmt und zu einer Eigenemission von Wärmestrahlung angeregt wird,
- - mittels einer Wärmekamera ein Wärmebild des Prüfobjektes erstellt wird,
- - aus dem mittels einer Zeitgebereinheit ein Phasenbild des Prüfobjektes erstellt wird, in dem für jedes einzelne Bildelement eine Phase dargestellt wird, die ein für diesen Punkt gemessenes Zeitintervall beschreibt, das sich als Differenz des Zeitpunktes einer auf einen vorgegebenen Wert modulierten Temperatur der Wärmequelle und eines Zeitpunktes einer dieser vorgegebenen Temperatur zugeordneten gemessenen Oberflächentemperatur des Prüfobjektes ergibt, wobei eine Zusammenschau aller Bildelemente eines Wärmebildes des Prüfobjektes als Phasenbild erst nach Ablauf einer Einschwingzeit erstellt wird, welches die Zeit ist, innerhalb derer ein zu beobachtendes Prüfobjekt sich aufgrund der periodischen Erwärmung sich nur noch um einen konstanten Temperaturmittelwert periodisch erwärmt und abkühlt,
- - ein zweiter Messvorgang an dem Prüfobjekt bei einer zweiten von der ersten unterschiedlichen Anregungsfrequenz durchgeführt wird und
- - die in den zwei Messvorgängen erhaltenen Phasenbilder Bildelement für Bildelement einer differentiellen Bearbeitung unterzogen werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels derer Risse im Bereich der Oberfläche eines metallischen Prüfobjektes besonders sicher und präzise detektierbar sind.
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Für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der mindestens eine Induktor im Inneren eines elektrisch leitenden Prüfobjektes einen das Prüfobjekt erwärmenden elektrischen Wirbelstrom erzeugt, und der Betriebseinsatz der Wärmekamera und der Betriebseinsatz des den mindestens einen Induktor mit Wechselspannung versorgenden Induktionsgenerators mittels einer Synchronisationseinrichtung synchronisierbar sind.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche, deren Elemente im Sinne einer weiteren Verbesserung des Lösungsansatzes der der Erfindung zugrunde gelegten Aufgabe wirken.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mit Hilfe der Merkmalskombination, dass der mindestens eine Induktor im Inneren eines elektrisch leitenden Prüfobjektes einen das Prüfobjekt erwärmenden elektrischen Wirbelstrom erzeugt, und der Betriebseinsatz der Wärmekamera und der Betriebseinsatz des den mindestens einen Induktor mit Wechselspannung versorgenden Induktionsgenerators mittels einer Synchronisationseinrichtung synchronisierbar sind, erreicht, dass, Fehler und/oder Ungenauigkeiten, die im Wege eines zeitversetzten Betriebseinsatzes zwischen dem mindestens einen Induktor und der Wärmekamera entstehen, sicher vermieden werden und somit Risse im Bereich der Oberfläche eines metallischen Prüfobjektes mittels standardisiert/automatisierter Bildverarbeitung besonders sicher und präzise detektierbar sind.
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Vorzugsweise sind ein jeweiliger Aufzeichnungsbeginn der Wärmekamera und ein zugeordneter Betriebseinsatz des Induktionsgenerators mittels der Synchronisationseinrichtung dabei auf einen gemeinsamen Zeitpunkt gesetzt.
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Gemäß einer ersten wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Leistungsendstufe des Induktionsgenerators zum Zweck eines wiederholgenauen steilen Betriebseinsatzes im Zusammenhang mit einem Synchronisationsvorgang mittels mindestens eines Transistor-Wechselrichters gesteuert ist. Insbesondere ist die Leistungsendstufe des Induktionsgenerators dabei von mindestens einem Bipolartransistors (IGBT-Transistors) mit isolierter Gate-Elektrode gebildet.
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Gemäß einer anderen wichtigen bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Induktionsgenerator eine Wechselspannung im Frequenzbereich von 8 kHz bis 100 kHz, und dabei insbesondere im Frequenzspektrum zwischen 10 kHz bis 40 kHz liefert, die eine Stromversorgung des Induktors auch mittels vergleichsweise langer (5m bis 10m) flexibler Stromkabel ermöglicht. Die Frequenz der von dem Induktionsgenerator erzeugte Wechselspannung ist dabei vorzugsweise stufenlos auf vorgegebene Werte einstellbar.
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Des Weiteren ist auch die Pulsweite der von dem Induktionsgenerator erzeugten Wechselspannung vorzugsweise stufenlos auf vorgegebene Werte einstellbar.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugt jede Inhomogenität im Bereich der Oberfläche und/oder im oberflächennahen Bereich des Prüfobjektes ein charakteristisches Muster in der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion, wobei eine Bewertung eines Zustandes oder einer Qualität des Prüfobjektes aufgrund der Gestalt des charakteristischen Musters erfolgt.
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In diesem Zusammenhang ist eine jeweils eine Fehlstelle des Prüfobjektes bedeutende Abweichung der oberflächen- und/ oder inneren Beschaffenheit in einem Prüfobjekt in Relation zu einem fehlstellenfreien Prüfobjekt vorzugsweise durch Subtraktion der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion eines untersuchten Prüfobjektes und der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion eines fehlstellenfreien Prüfobjektes verdeutlicht detektierbar.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der mindestens eine Induktor zum Zweck einer thermischen und elektrischen Isolation in ein Gehäuse aus einem im Wesentlichen festen Kunststoffmaterial eingebettet oder in ein aushärtbares Kunststoffmaterial eingegossen, um neben einem mechanischen Schutz eine Wechselwirkung mit der Oberfläche des Prüfobjektes zu vermeiden.
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Erfindungsgemäß ist der Induktor in seinem inneren Induktorkern so ausgebildet, dass betreffende Schenkel nebeneinander oder sich gegenüberstehend über einen Induktorkörper miteinander verbunden sind, wobei jeder der Schenkel von einem Spulenkörper umschlossen ist und wobei der Stromfluss durch die betreffenden Spulenkörper derart erfolgt, dass eine gleichgerichtete Überlagerung der zentral zwischen den Spulenkörpern vorhandenen Feldlinien gegeben ist.
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Die betreffenden Schenkel sind in Relation zu der betreffenden Induktorbasis vorzugsweise angeordnet, um in einem zentralen Bereich des Induktors eine für die Kamera einsehbare Aussparung auf die Oberfläche des in diesem Bereich von einem starken und für eine Fehlstellen-Erwärmung optimal ausgerichteten Magnetfluss durchströmten Prüfobjektes zu schaffen.
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Vorzugsweise enthält ein komplex geformter Induktorkörper eine Mehrzahl von Induktorkernen, die formschlüssig miteinander verbunden sind oder einen integral hergestellten Induktorkern. Ferner ist der Kern des Induktors erfindungsgemäß von einem ferrimagnetischen Material mit geringem Hystereseverhalten gebildet.
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Die Zeitspanne während und/oder im Nachgang zu der definierten Wärmeanregung ist vorzugsweise auf zwischen 0,01 Sekunden und 0,2 Sekunden ab Einsetzen der Wärmeanregung bemessen.
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Erfindungsgemäß ist des Weiteren eine FourierTransformations-Einrichtung vorgesehen, um den gemessenen Verlauf einer eine Infrarotsequenz darstellenden Antwort-Temperatur eines jeden Bildelementes einer FourierTransformation zu unterziehen, um die fouriertransformierte Antwort-Temperatur jedes Bildelementes im Bereich einer vorab definierten Evaluierungsfrequenz auf Intensität (Amplitude) und Zeitversatz (Phase) zu analysieren.
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Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die definierte Wärmeanregung einen pulsförmig genäherten rechteckförmigen Funktionsverlauf auf, wobei die fouriertransformierte der Antworttemperatur-Funktion näherungsweise einer sin2(x)/x-Funktion entspricht, deren Intensität und Phase im Bereich der definierten Evaluierungsfrequenz analysierbar ist.
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Als Evaluierungsfrequenz kann dabei zum einen diejenige Frequenz aus dem Frequenz-Spektrum der den zeitlichen Verlauf einer Antworttemperatur darstellenden Antworttemperatur-Funktion gewählt sein, bei der die fouriertransformierte Antworttemperatur-Funktion ein Intensitätsmaximum aufweist.
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Zum anderen kann als Evaluierungsfrequenz diejenige Frequenz aus dem Frequenz-Spektrum der den zeitlichen Verlauf einer Antworttemperatur darstellenden Antworttemperatur-Funktion gewählt sein, bei der die Signaldifferenz der Antworttemperatur-Funktionen zwischen Fehlstellen eines Prüfobjektes und fehlerfreien Bereichen des Prüfobjektes maximiert ist.
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Alternativ zur obigen Ausführungsform der Erfindung kann in speziellen Anwendungsfällen eine Ausführungsform vorteilhaft sein, bei der die definierte Wärmeanregung einen sinusförmigen periodischen Funktionsverlauf aufweist, wobei die fouriertransformierte der Antworttemperatur-Funktion näherungsweise einer Delta-Funktion entspricht, und eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer eine Analyse der fouriertransformierte der Antworttemperatur-Funktion auf Intensität und Zeitversatz (Phase) durchführbar ist.
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Des Weiteren kann die definierte Wärmeanregung auch einen multipulsförmigen Funktionsverlauf aufweisen, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels derer eine Analyse der fouriertransformierte der Antworttemperatur-Funktion auf Intensität und Zeitversatz (Phase) durchführbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeichnungen dargestellt ist. Darin zeigt:
- 1 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form einer schematischen Darstellung;
- 2 eine bevorzugte Ausführungsform eines Induktors als Teil der in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ansicht von unten.
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur Rissprüfung eines metallischen Prüfobjektes 110 mit Hilfe einer aufgeprägten oberflächennahen Erwärmung, enthält einen einen wärmeliefernden Induktionsstrom innerhalb des Prüfobjektes 110 erzeugenden Induktionsgenerator 300 als Wärmeanregungs-Einrichtung, mittels dessen eine definierte Wärmeanregung gemäß vorgegebenem Funktionsverlauf in einem zu prüfenden Prüfobjekt 110 ein dreidimensionales Wärmefeld erzeugbar ist, um das Prüfobjekt 110 zu einer prädeterminiert analysierbaren Eigenemission von Wärmestrahlung anzuregen, wobei das Prüfobjekt 110 mittels einer Infrarotkamera 120 bildgebend erfassbar ist, um einen transienten Temperaturverlauf einer Oberfläche des Prüfobjektes 110 aufzuzeichnen.
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Dabei ist in Relation zu der ins Prüfobjekt 110 eingebrachten Wärme ein auf der Oberfläche des Prüfobjektes 110 erzeugter Antworttemperaturverlauf sowie ein Zeitversatz der Antworttemperatur gegenüber einer zugeordneten definierten Anregungstemperatur ermittelbar, wobei die Oberfläche des Prüfobjektes 110 in eine Mehrzahl von Bildelementen unterteilt ist und mittels einer Temperaturmesseinrichtung (Infrarotkamera 120) für jedes Bildelement innerhalb einer vorab definierten Zeitspanne während und/oder im Nachgang zu der definierten Wärmeanregung eine durch eine Amplitude wiedergegebene Wärmeintensität sowie ein Zeitversatz gegenüber der Anregung zum Zweck einer nachgängigen Analyse messbar ist.
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Der Induktor 200 erzeugt im Inneren eines elektrisch leitenden Prüfobjektes 110 einen das Prüfobjekt 110 erwärmenden elektrischen oberflächennahen Wirbelstrom, und der Betrieb der Infrarotkamera 120 und der Betrieb des den mindestens einen Induktor 200 mit Wechselspannung versorgenden Induktionsgenerators 300 sind mittels einer Synchronisationseinrichtung 130 synchronisiert.
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Ein jeweiliger Aufzeichnungsbeginn der Infrarotkamera 120 und ein zugeordneter Betriebseinsatz des Induktionsgenerators 300 sind dabei mittels der Synchronisationseinrichtung 130 auf einen gemeinsamen Zeitpunkt gesetzt.
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Die Leistungsendstufe des Induktionsgenerators 300 ist zum Zweck eines wiederholgenauen steilen Betriebseinsatzes im Zusammenhang mit einem Synchronisationsvorgang mittels mindestens eines Transistor-Wechselrichters gesteuert, der von einem Bipolartransistors (IGBT-Transistors) mit isolierter Gate-Elektrode gebildet ist.
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Der Induktionsgenerator 300 liefert eine Wechselspannung im Frequenzbereich von 10 bis 40 kHz, die eine Stromversorgung des Induktors 200 mittels eines flexiblen Stromkabels von 10 m Länge ermöglicht.
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Die Frequenz der von dem Induktionsgenerator 300 erzeugten Wechselspannung ist stufenlos auf vorgegebene Werte einstellbar, und auch die Pulsweite der von dem Induktionsgenerator 300 erzeugte Wechselspannung ist stufenlos auf vorgegebene Werte einstellbar.
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Jede Inhomogenität im Bereich der Oberfläche und/oder im oberflächennahen Bereich des Prüfobjektes 110 erzeugt ein charakteristisches Muster in der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion, wobei eine Bewertung eines Zustandes oder einer Qualität des Prüfobjektes 110 aufgrund der Gestalt des charakteristischen Musters erfolgt. Eine jeweils eine Fehlstelle des Prüfobjektes 110 bedeutende Abweichung der oberflächen- und/oder inneren Beschaffenheit in einem Prüfobjekt 110 in Relation zu einem fehlstellenfreien Prüfobjekt 110 ist dabei durch Subtraktion der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion eines untersuchten Prüfobjektes 110 und der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion eines fehlstellenfreien Prüfobjektes 110 verdeutlicht detektierbar.
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Der Induktor 200 ist zum Zweck einer thermischen und elektrischen Isolation in ein Gehäuse aus einem festen Kunststoffmaterial eingebettet, das neben einem mechanischen Schutz auch eine Wechselwirkung mit der Oberfläche des Prüfobjektes 110 verhindert.
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Der in 2 ohne Gehäuse dargestellte Induktor 200 ist in seinem inneren Induktorkern 221 so ausgebildet, dass betreffende Schenkel 210, 211 nebeneinander oder sich gegenüberstehend über einen Induktorkörper 220 miteinander verbunden sind, wobei jeder der Schenkel 210, 211 von einem Spulenkörper 230, 231 umschlossen ist und wobei der Stromfluss durch die betreffenden Spulenkörper 230, 231 derart erfolgt, dass eine gleichgerichtete Überlagerung der zentral zwischen den Spulenkörpern 230, 231 vorhandenen Feldlinien gegeben ist.
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Die Schenkel 210, 211 sind in Relation zu einer betreffenden Induktorbasis 221 angeordnet, um in einem zentralen Bereich des Induktors 200 eine für die Kamera einsehbare Aussparung auf die Oberfläche des in diesem Bereich von einem starken und für eine Fehlstellen-Erwärmung optimal ausgerichteten Magnetfluss durchströmten Prüfobjektes 110 zu schaffen.
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Der Induktorkörper 220 enthält einen integral hergestellten Induktorkern 221. Der Kern des Induktors 200 ist dabei von einem ferrimagnetischen Material mit geringem Hystereseverhalten gebildet.
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Die Zeitspanne während und im Nachgang zu der definierten Wärmeanregung ist auf 0,05 Sekunden ab Einsetzen der Wärmeanregung bemessen.
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Eine in Form einer auf einem PC als Software ausgeführte Fouriertransformations-Einrichtung ist vorgesehen, um den gemessenen Verlauf einer eine Infrarotsequenz darstellenden Antwort-Temperatur eines jeden Bildelementes einer Fouriertransformation zu unterziehen, um die fouriertransformierte Antwort-Temperatur jedes Bildelementes im Bereich einer vorab definierten Evaluierungsfrequenz auf Intensität (Amplitude) und Zeitversatz (Phase) zu analysieren.
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Die definierte Wärmeanregung weist einen pulsförmig genäherten rechteckförmigen Funktionsverlauf auf, wobei die fouriertransformierte der Antworttemperatur-Funktion näherungsweise einer sin2(x)/x-Funktion entspricht, deren Intensität und Phase im Bereich der definierten Evaluierungsfrequenz analysierbar ist.
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Als Evaluierungsfrequenz ist diejenige Frequenz aus dem Frequenz-Spektrum der den zeitlichen Verlauf einer Antworttemperatur darstellenden Antworttemperatur-Funktion gewählt, bei der die fouriertransformierte Antworttemperatur-Funktion ein Intensitätsmaximum aufweist.
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Jede Inhomogenität erzeugt im Bereich der Oberfläche und/ oder im oberflächennahen Bereich des Prüfobjektes 110 ein charakteristisches Muster in der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion, wobei eine Bewertung eines Zustandes oder einer Qualität des Prüfobjektes 110 aufgrund der Gestalt des charakteristischen Musters erfolgt.
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Eine jede eine Fehlstelle des Prüfobjektes 110 bedeutende Abweichung der oberflächen- und/oder inneren Beschaffenheit in einem Prüfobjekt 110 ist in Relation zu einem fehlstellenfreien Prüfobjekt 110 vorzugsweise durch Subtraktion der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion eines untersuchten Prüfobjektes 110 und der fouriertransformierten Antworttemperatur-Funktion eines fehlstellenfreien Prüfobjektes 110 verdeutlicht detektierbar.
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Das oben erläuterte Ausführungsbeispiel der Erfindung dient lediglich dem Zweck eines besseren Verständnisses der durch die Ansprüche vorgegebenen erfindungsgemäßen Lehre, die als solche durch das Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Vorrichtung
- 110
- Prüfobjekt
- 120
- Infrarotkamera
- 130
- Synchronisationseinrichtung
- 150
- Fouriertransformations-Einrichtung
- 200
- Induktor
- 210, 211
- Schenkel
- 220
- Induktorkörper
- 221
- Induktorkern = Induktorbasis
- 230, 231
- Spulenkörper
- 300
- Induktionsgenerator
