DE19953415C1

DE19953415C1 - Device for the contactless detection of test specimens

Info

Publication number: DE19953415C1
Application number: DE19953415A
Authority: DE
Inventors: Peter Meinlschmidt; Joerg Sembach
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1999-11-06
Filing date: 1999-11-06
Publication date: 2001-07-05
Anticipated expiration: 2019-11-07
Also published as: WO2001035086A3; WO2001035086A2; AU2346601A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Detektieren von Struktur- und/oder Oberflächenfehlern großflächiger Prüfkörper. Zur schnellen berührungslosen und zerstörungsfreien Detektierung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Prozesswärme des Prüfkörpers auszunutzen und das sich beim Abkühlen des Prüfkörpers auf seiner Oberfläche einstellende Wärmebildmuster mit einer Thermografiekamera zu detektieren.The invention relates to a method for the contactless detection of structural and / or surface defects of large test specimens. For rapid, contactless and non-destructive detection, the invention proposes to utilize the process heat of the test specimen and to detect the thermal image pattern occurring on its surface when the test specimen cools with a thermographic camera.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen De tektieren von Struktur- und/oder Oberflächenfehlern großflächi ger Körper, insbesondere plattenförmiger Materialien (nachfol gend "Prüfkörper").The invention relates to a device for contactless De Detect structural and / or surface defects over a large area ger body, especially plate-shaped materials (follow "test specimen").

Bei der Herstellung großflächiger homogener oder aus verschiede nen Komponenten zusammengesetzter Materialien kann es zu Luft einschlüssen, Rissen oder Inhomogenitäten im Material selbst oder zwischen den einzelnen Komponenten kommen. Diese struktu rellen Schwächen vermindern in der Regel die Haftfestigkeit und damit die Qualität des Produktes. Es ist daher wünschenswert, frühzeitig und möglichst im Laufe des Fertigungsprozesses diese Fehler oder Schwächen zu erkennen, um korrigierend in den Her stellungsprozeß eingreifen zu können.In the production of large areas more homogeneous or different Components of composite materials can be exposed to air inclusions, cracks or inhomogeneities in the material itself or come between the individual components. This struktu weaknesses usually reduce the adhesive strength and thus the quality of the product. It is therefore desirable early on and, if possible, in the course of the manufacturing process Identify mistakes or weaknesses to correct in the fro position to be able to intervene.

Je nach Art und Umfang des zu untersuchenden Materials werden zur Zeit verschiedene Verfahren zur Erkennung von Materialschwä chen verwendet:
Depending on the type and scope of the material to be examined, various methods for detecting material weaknesses are currently used:

- Punktuell messende Systeme wie z. B. Ultraschall, radiome trische, induktive oder kapazitive Methoden geben Auskunft über die Materialschwächen in einem kleinen Messfeld. Um mit diesen Methoden eine 100% Kontrolle von großflächigem Material zu ermöglichen, müssen punktuell messende Verfah ren zeitraubend über das gesamte Objekt geführt werden. Diese punktuell messenden Verfahren sind für eine 100% on line Fertigungskontrolle in der Regel wegen des zeitaufwen digen Scannens der Probe nicht zu verwenden. Gleichzeitiges paralleles Betreiben mehrerer Geräte verkürzt in der Regel zwar die Messzeit, macht aber die Messeinrichtungen ent sprechend teuer.- Point-measuring systems such as B. ultrasound, radiome Trical, inductive or capacitive methods provide information about the material weaknesses in a small measuring field. Around 100% control of large areas with these methods To enable material, selective measuring procedures must be carried out time-consuming across the entire property. These point measuring methods are for a 100% on line production control usually because of the time consuming scanning the sample. Simultaneous operating multiple devices in parallel usually shortens the measuring time, but it removes the measuring equipment extremely expensive.
- Schnelle, flächenhaft messende Systeme sind für eine 100% Fertigungskontrolle wünschenswert. Die optische Inspektion der Oberfläche im sichtbaren Licht erlaubt es, z. B. Fehler der Oberflächenschicht zu detektieren. Interferometrische Messsysteme, wie z. B. das Elektronische Speckle Muster In terferometer (ESPI) oder das Shear-ESPI können Fehler auch im Inneren von Materialproben ganzflächig vermessen. Sie sind aber wegen ihrer großen Empfindlichkeit gegen äußere Störeinflüsse nicht einfach und zuverlässig in den Produk tionsprozess zu integrieren. Mikro- oder Radiowellen wären zwar prinzipiell für solch einen Überwachungsprozeß geeig net, verlangen aber einen relativ hohen Aufwand zur Einhal tung der strengen Sicherheitsvorschriften im Umgang mit Strahlungsquellen.- Fast, area measuring systems are for a 100% Production control desirable. The optical inspection the surface in visible light allows e.g. B. Errors to detect the surface layer. Interferometric Measuring systems, such as B. the electronic speckle pattern In terferometer (ESPI) or the Shear-ESPI can also fail measured over the entire area inside material samples. she are because of their great sensitivity to external Interferences are not easy and reliable in the product integration process. Would be micro or radio waves suitable in principle for such a monitoring process net, but require a relatively large amount of effort the strict safety regulations in dealing with Radiation sources.

Die DE 197 03 484 A1 offenbart ein Prüfverfahren, bei dem in einem Material oder Materialverbund innere Fehler detektiert werden, indem im zu untersuchenden Bereich ein Wärmestrom er zeugt wird, der an Fehlstellen gestört ist. Die dadurch entste henden Verzerrungen des Oberflächentemperaturfeldes werden er fasst und zur Fehlerkontrastierung ausgewertet. Die Empfindlich keit auf kleinere und tiefer liegende innere Fehler wird durch eine optimierte Wärmeführung und durch Nutzung hochauflösender Messeinrichtung zur Erfassung der örtlichen und zeitlichen Ober flächentemperaturverteilung erreicht.DE 197 03 484 A1 discloses a test method in which internal defects are detected in a material or composite be by a heat flow in the area to be examined is witnessed, who is disturbed at defects. The result he distortions of the surface temperature field summarizes and evaluated for error contrasting. The sensitive Small and deeper internal errors are avoided an optimized heat management and by using high resolution Measuring device for recording the local and temporal upper surface temperature distribution reached.

Die DE 196 28 391 C1 offenbart eine Signalverarbeitungseinheit einer Vorrichtung zum photothermischen Prüfen einer Oberfläche eines Prüfkörpers. Vorgesehen ist eine Geschwindigkeitsmessein richtung, mit der die Relativgeschwindigkeit eines Prüfkörpers in Bezug auf den optischen Teil sowie einen dazu fest angeord neten Detektor bestimmbar ist. Mit dem dadurch gewonnenen Ge schwindigkeitsmesswert ist der zeitliche Verlauf von durch Anre gungsstrahlung erzeugter induzierter Wärmestrahlung auf einen ruhenden Prüfbereich korrigierbar.DE 196 28 391 C1 discloses a signal processing unit a device for photothermal testing of a surface a test specimen. A speed measurement is provided direction with which the relative speed of a test specimen in relation to the optical part and a fixed arrangement Neten detector can be determined. With the Ge thus obtained Velocity measurement is the time course of by stim radiation induced induced heat radiation on a static test area can be corrected.

Die DE 197 20 461 A1 offenbart ein Verfahren sowie eine Vorrich tung zur Überprüfung der inneren Kühlstruktur einer Turbinen schaufel. Dabei wird von der zu prüfenden Turbinenschaufel ein Ausgangs-Thermographiebild mittels einer ersten Infrarot-Kamera aufgenommen. Anschließend wird die Turbinenschaufel mittels Ein blasen von Heizluft in deren Kühlstruktur kurzzeitig aufgeheizt. Von der so aufgeheizten Turbinenschaufel wird dann ein Thermo graphiebild durch eine zweite Infrarot-Kamera aufgenommen. Die Infrarot-Thermographie-Kamera kann in einem Line-Scan-Modus ar beiten, also das Objekt zeilenweise abtasten. Der von der Kamera aufgezeichnete zeitliche Verlauf der Temperaturverteilung wird von einem Personalcomputer durch ein entsprechendes Auswerte- und Bildverarbeitungsprogramm online digitalisiert und davon jeweils das Ausgangs-Thermographiebild substrahiert. Diese Dif ferenzbilder werden mit den Aufnahmen einer Referenzschaufel verglichen und bewertet. DE 197 20 461 A1 discloses a method and a device device for checking the internal cooling structure of a turbine shovel. In doing so, one of the turbine blades to be tested Output thermographic image using a first infrared camera added. Then the turbine blade is turned on Blow heating air in its cooling structure briefly heated. The turbine blade thus heated then becomes a thermo graphic image recorded by a second infrared camera. The Infrared thermography camera can ar in a line scan mode prepare, i.e. scan the object line by line. The one from the camera recorded temporal course of the temperature distribution from a personal computer by means of a corresponding evaluation and image processing program digitized online and of it each subtracted the output thermographic image. This dif Reference pictures are taken with the pictures of a reference shovel compared and rated.

Die DE-OS 16 48 349 offenbart eine Vorrichtung zur zerstörungs freien Werkstoffprüfung von Walzgut nach einem Walzvorgang und während einer Temperaturänderung des Walzgutes. Hierfür ist im Abstand von dem Walzgut ein berührungsloser Temperaturfühler angeordnet, der ein Signal nach Maßgabe der Temperatur der Walz gutoberfläche an eine Auswertevorrichtung liefert, die einen Schaltvorgang auslöst, sobald das Signal sich über vorgegebene Grenzwerte hinaus ändert. Der Temperaturfühler kann ein auf in frarote Strahlung von der Walzgutoberfläche ansprechendes Radio meter sein, das auf einen bestimmten Teil der Walzgutoberfläche fokussiert ist, so dass das Signal eine Funktion der Temperatur dieses Oberflächenteiles ist. Dabei kann der jeweils beobachtete Oberflächenteil einer Abtastlinie auf der Walzgutoberfläche fol gen, wobei dann das erhaltene Signal dem Temperaturverlauf längs dieser Abtastlinie entspricht. Dabei ist immer ein Linsensystem auf einen relativ kleinen Abtastfleck auf der Oberfläche des Walzgutes fokussiert, wobei dieses Linsensystem die Strahlung von diesem Fleck auf die Infrarotzelle konzentriert. Insbesonde re dann, wenn das Radiometer hin- und her bewegt wird, um den Abtastfleck quer zu dem Walzgut zu bewegen, wird auf der dem Radiometer abgewandten Seite des Walzgutes eine breite Kühldüse angeordnet, die einen Vorhang von Kühlmittel gegen die Unterflä che des Walzgutes richtet und so dessen Unterfläche abkühlt.DE-OS 16 48 349 discloses a device for destruction free material testing of rolling stock after a rolling process and during a temperature change of the rolling stock. For this is in Distance from the rolling stock is a non-contact temperature sensor arranged of a signal according to the temperature of the roll good surface to an evaluation device that delivers a Switching triggers as soon as the signal is above predetermined Limit values changes. The temperature sensor can be turned on Radio that responds to the infrared radiation from the surface of the rolling stock be meter on a certain part of the surface of the rolling stock is focused so that the signal is a function of temperature of this surface part is. The one observed can Surface part of a scanning line on the surface of the rolling stock fol gene, then the signal obtained along the temperature profile corresponds to this scan line. There is always a lens system to a relatively small scanning spot on the surface of the Rolled material focuses, this lens system the radiation from this spot focused on the infrared cell. In particular re when the radiometer is moved back and forth around the Moving the scanning spot across the rolling stock is performed on the Radiometer facing away from the rolling stock a wide cooling nozzle arranged that a curtain of coolant against the Unterfla surface of the rolling stock and thus cools its lower surface.

Die EP 0 093 422 A2 offenbart eine Vorrichtung, die lediglich zum berührungslosen Detektieren von Oberflächenfehlern bestimmt und geeignet ist. Eingesetzt wird hierzu eine Fairchild-Halblei terzeilenkamera mit 2.048 Pixeln, wobei zur Verbesserung der Bildaufnahmen die zu detektierende Brammenoberfläche mit Queck silberdampflampen beleuchtet werden soll.EP 0 093 422 A2 discloses a device that only intended for the contactless detection of surface defects and is suitable. A Fairchild half lead is used for this Terzeilenkamera with 2,048 pixels, whereby to improve the Images of the slab surface to be detected with mercury silver vapor lamps to be illuminated.

Die US-PS 4,168,430 offenbart eine Vorrichtung zum berührungs losen Detektieren von gerade erzeugten Schweißpunkten mit Hilfe einer speziellen, auf Infrarotstrahlung ansprechenden Videokame ra, die am Kopf der Schweißvorrichtung befestigt ist. Detektiert wird dann der sich von dem überprüften Schweißpunkt in der Werkstückoberfläche ausbreitende Wärmeverlauf. Das so erlangte Wär mebild wird dann verglichen mit einem Referenzbild eines zuvor unter gleichen Bedingungen hergestellten Referenzschweißpunktes.U.S. Patent 4,168,430 discloses a device for touch loose detection of just created welding spots with the help a special video camera that responds to infrared radiation ra, which is attached to the head of the welding device. Detected will then be the checked weld spot in the workpiece surface spreading heat flow. The war so obtained mebild is then compared to a reference image of a previous one reference welding point produced under the same conditions.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung eines gegenüber den vorbekannten Verfahren insbe sondere hinsichtlich der Prüfgeschwindigkeit verbesserten Ver fahrens zu entwickeln, das auch das Detektieren von Prüfkörpern mit schlechter Wärmeleitfähigkeit (z. B. Holz und Holzwerkstof fe) ermöglicht.The invention has for its object a device for Execution of a compared to the previously known method Ver improved especially with regard to the test speed driving, which also includes the detection of test specimens with poor thermal conductivity (e.g. wood and wood-based materials fe) enables.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by a device with the features of claim 1.

In der Praxis kommen die zu untersuchenden Prüfkörper wie z. B. Spanplatten, Faserplatten, Laminatböden oder dergl. erwärmt aus einem Produktionsprozess, beispielsweise aus einer Heizpresse. Erfindungsgemäß wird diese Prozesswärme, die im wesentlichen durch Konvektion von der Oberfläche des Prüfkörpers an die küh lere Umgebung abgegeben wird, zur Detektierung der Prüfkörper oberfläche ausgenutzt. Haftungsfehler oder Delaminationen im Material behindern den Wärmetransport an die Oberfläche, die dadurch über den Fehlstellen wesentlich kühler erscheint als die Umgebung. Dieser Wärmeunterschied auf der Prüfkörperoberfläche wird mit einer Thermografiekamera detektiert, die eine Zeilenka mera oder eine Flächenkamera sein kann.In practice, the test specimens to be examined, such as B. Particle boards, fiberboard, laminate floors or the like a production process, for example from a heating press. According to the invention, this process heat is essentially by convection from the surface of the test specimen to the cool environment is emitted to detect the test specimen surface exploited. Liability errors or delaminations in the Material hinder heat transfer to the surface, the thus appears much cooler over the imperfections than that Surroundings. This difference in heat on the surface of the test specimen is detected with a thermographic camera that lines a line can be mera or a surface camera.

Um die Wärmeabgabe an die Umgebung und damit die Abkühlung der zu detektierenden Prüfkörperoberfläche zu beschleunigen, um so eine schnellere Detektion der Haftungsfehler zu erzielen, ist die Kühleinheit vorgesehen. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Kühleinheit ein sich quer zur Verschieberichtung erstreckendes, Kühlluft linien- oder streifenförmig auf die zu detektierende Oberfläche des Prüfkörpers blasendes Kühlregister ist. To give off the heat to the environment and thus the cooling of the accelerate the specimen surface to be detected, so a faster detection of liability errors is to be achieved the cooling unit provided. It is advantageous if the Cooling unit a cross-directionally extending, Cooling air in a line or strip shape on the one to be detected The surface of the test specimen is a blown cooling register.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Antrieb für die Relativver schiebung ein den Prüfkörper unter der stationär angeordneten Thermografiekamera hindurchförderndes Förderband ist. Es ist dann vorteilhaft, wenn die Thermografiekamera in Förderrichtung gesehen mit Abstand hinter der den Prüfkörper erwärmenden Pro duktionslinie angeordnet ist, also z. B. mit Abstand hinter dem Auslauf einer Heizpresse.It is useful if the drive for the Relativver Push the test specimen under the stationary one Conveyor belt conveying the thermography camera. It is then advantageous if the thermographic camera in the conveying direction seen at a distance behind the Pro heating the test specimen production line is arranged, so z. B. by far behind Discharge of a heating press.

Für die Messung wird eine Thermografiezeilen- oder -flächenkame ra in einer solchen Höhe über der zu messenden Prüfkörperober fläche angebracht, dass mit der entsprechenden Optik die zu un tersuchende Fläche beobachtet werden kann. Dabei werden die Zei len der Zeilenkamera bzw. die Zeilen der Flächenkamera so ausge richtet, dass sie senkrecht zur Laufrichtung des Förderbandes, das auch ein Keilriemenförderer, eine angetriebene Rollenbahn oder dergl. sein kann, das Wärmebild des gleichförmig unter der Thermografiekamera hindurchgeförderten Prüfkörpers aufnimmt. Aus den einzelnen Zeilen wird dann in einem angeschlossenen Computer ein Bild des gesamten Prüfkörpers aufgebaut. Dabei kann die Aus wertung der Wärmebilder, die mit Hilfe einer Zeilenkamera bzw. den einzelnen Zeilen einer Flächenkamera gewonnen wurden, auf identische Weise erfolgen.A thermographic line or area came for the measurement ra at such a height above the test specimen to be measured surface attached that with the appropriate optics the too un Searching area can be observed. The Zei len of the line scan camera or the lines of the area scan camera that it is perpendicular to the direction of the conveyor belt, which is also a V-belt conveyor, a driven roller conveyor or the like. The thermal image of the uniform under the Thermography camera transported through the test specimen. Out each line is then connected to a computer build up a picture of the entire test specimen. The out evaluation of the thermal images, which are carried out with the aid of a line scan camera or the individual lines of an area scan camera done identically.

Für die Detektion von Materialschwächen sind neben den physika lischen Parametern des Prüfkörpermaterials (Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit) und der Temperaturempfindlichkeit der Ther mografiekamera weitere entscheidende Faktoren die Temperaturdif ferenz sowie die Relativgeschwindigkeit zwischen Kamera und Prüfkörper.In addition to the physika for the detection of material weaknesses parameters of the test specimen material (heat capacity and Thermal conductivity) and the temperature sensitivity of the Ther mography camera further decisive factors are the temperature difference reference and the relative speed between the camera and Test specimen.

Zur Anpassung des erfindungsgemäßen Inspektionsgerätes an unter schiedliche Prüfbedingungen ist es zweckmäßig, wenn Verstellein richtungen vorgesehen sind zur Veränderung des in Verschieberichtung zu messenden Abstandes zwischen Kühleinheit und Thermo grafiekamera und/oder zur Veränderung der Relativgeschwindigkeit zwischen Prüfkörper und Thermografiekamera und/oder zur Ab standsveränderung der Kühleinheit von der zu beaufschlagenden Oberfläche des Prüfkörpers und/oder für die Leistung der Kühl einheit.To adapt the inspection device according to the invention to below different test conditions, it is advisable to directions are provided for changing the direction of displacement distance to be measured between cooling unit and thermo graphics camera and / or to change the relative speed between test specimen and thermographic camera and / or for Ab Change in position of the cooling unit from the one to be charged Surface of the test specimen and / or for the performance of the cooling unit.

Als Kühleinheit kann auch eine frei drehbare, zur Auflage auf der Oberfläche eines plattenförmigen Prüfkörpers bestimmte Rolle vorgesehen sein, deren Drehachse quer zur Verschieberichtung des Prüfkörpers, also parallel zu der genannten Kamerazeile liegt. Durch den unmittelbaren Kontakt Rolle/Prüfkörper wird aus der Prüfkörper-Oberfläche Wärme in die als Kühleinheit wirkende Rol le abgeleitet. Zur Vergrößerung der Kühlleistung kann die Rolle selbst mit einer Kühleinrichtung, z. B. mit einem Kühlwassersy stem ausgerüstet sein.As a cooling unit, a freely rotatable one can rest on role of the surface of a plate-shaped test specimen be provided, the axis of rotation transverse to the direction of displacement of the Test body, that is parallel to the camera line mentioned. Due to the direct contact between the roller and the test specimen, the Test specimen surface Heat in the roll acting as a cooling unit le derived. The roller can be used to increase the cooling capacity even with a cooling device, e.g. B. with a cooling water system be equipped.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung schaubildartig dargestellt.In the drawing is an exemplary embodiment the invention is shown graphically.

Die Zeichnung zeigt eine Fördereinrichtung 1 in Form eines För derbandes für einen plattenförmigen Prüfkörper 2, bei dem es sich z. B. um eine beschichtete Spanplatte handeln kann. Die För dervorrichtung 1, deren Förderrichtung mit einem Pfeil F gekenn zeichnet ist, ist hinter einer Produktionslinie 3 angeordnet, die schematisch durch z. B. am Auslauf einer Heizpresse angeord nete Auszugswalzen dargestellt ist. Hinter der Produktionslinie 3 ist über der Fördereinrichtung 1 eine sich quer zur Förder richtung F erstreckende Kühleinheit 4 stationär angeordnet, die die zu detektierende Oberfläche des unter ihr hindurchgeförder ten Prüfkörpers 2 linien- oder streifenförmig z. B. mit gleichmä ßig kühler Luft beaufschlagt.The drawing shows a conveyor 1 in the form of a För derbandes for a plate-shaped test specimen 2 , which is z. B. can be a coated chipboard. The För dervorrichtung 1 , whose conveying direction is marked with an arrow F, is arranged behind a production line 3 , which is schematically by z. B. at the outlet of a heating press angeord designated pull-out rollers is shown. Behind the production line 3 , a cooling unit 4 extending transversely to the conveying direction F is arranged in a stationary manner above the conveying device 1 , and the surface to be detected of the test body 2 conveyed beneath it is linear or striped z. B. with uniformly cool air.

Der Kühleinheit 4 ist in Förderrichtung F gesehen eine Thermo grafiekamera 5 nachgeordnet, die in der Zeichnung als Flächenka mera dargestellt ist, aber auch eine Zeilenkamera sein kann. Die Thermografiekamera 5 ist ebenso wie die Kühleinheit 4 stationär oberhalb der Förderebene angeordnet und ist mit ihrer zumindest einen Kamerazeile quer zur Förderrichtung F ausgerichtet. An die Thermografiekamera 5 ist ein Computer angeschlossen, dessen Rechner 6 aus jeder Kamerazeile ein gesondertes Wärmebildmuster aufbaut, das auf einem Farbmonitor 7 betrachtet und auf einem PC ausgewertet werden kann.The cooling unit 4 is seen in the conveying direction F a thermal graphics camera 5 , which is shown in the drawing as a surface camera, but can also be a line camera. Like the cooling unit 4, the thermographic camera 5 is arranged in a stationary manner above the conveying plane and is aligned with its at least one camera line transversely to the conveying direction F. A computer is connected to the thermographic camera 5 , the computer 6 of which builds up a separate thermal image pattern from each camera line, which pattern can be viewed on a color monitor 7 and evaluated on a PC.

Der eingezeichnete Doppelpfeil 8 symbolisiert eine Verstellein richtung zur Veränderung des in Förderrichtung F zu messenden Abstandes zwischen Kühleinheit 4 und Thermografiekamera 5. Letz tere kann als scannendes System oder als komplette Zeilen- oder Flächenkamera (Focal Plane Array) ausgelegt sein.The drawn double arrow 8 symbolizes a Verstellein direction for changing the distance to be measured in the conveying direction F between the cooling unit 4 and thermographic camera 5th The latter can be designed as a scanning system or as a complete line or area camera (focal plane array).

Die Thermografiekamera 5 wird in solcher Höhe über der Förder einrichtung 1 stationär angebracht, dass mit der entsprechenden Optik die zu untersuchende Oberfläche des Prüfkörpers 2 beobach tet werden kann. Bei einer Zeilenkamera nimmt die quer zur För derrichtung F ausgerichtete Kamerazeile das Wärmebild des in einer kontinuierlichen Bewegung unter der Kühleinheit 4 und dann unter der Thermografiekamera 5 vorbeigeführten Prüfkörpers auf, wobei dann aus den einzelnen Zeilenaufnahmen in dem angeschlos senen Computer 7, 8 ein Bild der gesamten Oberfläche des Prüf körpers 2 aufgebaut wird. Hierbei wird die zu untersuchende Tie fenschicht des Prüfkörpers 2 bestimmt durch die Abstandseinstel lung der Thermografiekamera 5 gegenüber der Kühleinheit 4 in Verbindung mit der Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 1. Bei Verwendung einer Thermografieflächenkamera wird die Kamera in solcher Höhe über dem zu vermessenden Prüfkörper 2 angebracht, dass mit der entsprechenden Optik die gewünschte Breite der Oberfläche des Prüfkörpers 2 abgebildet wird. Dabei sind die einzelnen Zeilen dieser Flächenkamera ebenfalls quer zur Förder richtung F und in Förderrichtung F hintereinander angeordnet. Durch die gleichförmige Bewegung des Prüfkörpers 2 unter der Flächenkamera 6 hindurch wird in dem angeschlossenen Computer 7, 8 aus jeder Kamerazeile ein gesondertes Bild des Prüfkörpers aufgebaut. Hierdurch entstehen so viele Wärmebilder des Prüfkör pers, wie die Kamera Zeilen besitzt. Da jede Kamerazeile einen etwas entfernteren Bereich des Prüfkörpers 2 von der Kühleinheit 4 aufzeichnet, enthalten die jeweiligen Zeilenbilder Informatio nen aus verschiedenen Tiefenebenen 10 des Prüfkörpers 2, wie es im unteren Teil der Figur schaubildlich angedeutet ist. Bezogen auf die dargestellte Flächenkamera zeigt ein in vergrößertem Maßstab dargestellter Ausschnitt 2a des Prüfkörpers 2 n-Zeilen 11, die Informationen aus verschiedenen Tiefenebenen 10 vermit teln.The thermographic camera 5 is stationary at such a height above the conveyor device 1 that the surface of the test specimen 2 to be examined can be observed with the appropriate optics. In the case of a line scan camera, the camera line aligned transversely to the direction of conveyance F records the thermal image of the test specimen passed in a continuous movement under the cooling unit 4 and then under the thermography camera 5 , with an image of the individual line recordings in the connected computer 7 , 8 entire surface of the test body 2 is built. Here, the deep layer to be examined of the test specimen 2 is determined by the distance setting of the thermographic camera 5 relative to the cooling unit 4 in connection with the speed of the conveyor device 1 . When using a thermographic surface camera, the camera is mounted at such a height above the test specimen 2 to be measured that the desired width of the surface of the test specimen 2 is imaged with the appropriate optics. The individual lines of this area camera are also arranged transversely to the conveying direction F and in the conveying direction F one behind the other. Due to the uniform movement of the test specimen 2 of the area scan camera 6 through 8 is constructed a separate image of the specimen from each camera line in the connected computer 7. This creates as many thermal images of the test specimen as the camera has lines. Since each camera line records a somewhat more distant area of the test specimen 2 from the cooling unit 4 , the respective line images contain information from different depth levels 10 of the test specimen 2 , as is indicated in the lower part of the figure. Based on the surface camera shown shows a section 2 a of the test specimen 2 n lines 11 , which are shown on an enlarged scale and which convey information from different depth levels 10 .

Claims

1. Vorrichtung zum berührungslosen Detektieren von Struktur- und/oder Oberflächenfehlern großflächiger, durch Prozess wärme vollständig erwärmter Körper, insbesondere platten förmiger Materialien (nachfolgend "Prüfkörper 2"), mit einer in Förderrichtung (F) gesehen mit Abstand hinter der den Prüfkörper (2) erwärmenden Produktionslinie (3) angeordneten, das sich beim Abkühlen des Prüfkörpers (2) auf seiner Oberfläche einstellende Wärmebildmuster detek tierenden, auf diese Oberfläche gerichteten Thermografieka mera (5), die einen lichten, ihrer Optik angepassten Ab stand von der zu detektierenden Oberfläche aufweist, mit einer zwischen Produktionslinie (3) und Thermografieka mera (5) angeordneten, die zu detektierende Oberfläche des Prüfkörpers (2) beaufschlagenden Kühleinheit (4), und mit einem Antrieb für eine Relativverschiebung zwischen Prüfkörper (2) und Thermografiekamera (5) bzw. Kühleinheit (4), wobei die Thermografiekamera (5) zumindest eine quer zur Verschieberichtung (F) liegende Kamerazeile und einen an sie angeschlossenen Rechner (6) mit Monitor (7) aufweist, der aus der Kamerazeile oder den Kamerazeilen ein komplet tes Wärmebildmuster aufbaut.1. Device for the contactless detection of structural and / or surface defects of large areas, completely heated by process heat, in particular plate-shaped materials (hereinafter "test specimen 2 "), with a seen in the conveying direction (F) at a distance behind the test specimen ( 2 ) Warming production line ( 3 ) arranged, which detects itself when the test specimen ( 2 ) is set on its surface and detects thermal image patterns, directed towards this surface Thermografieka mera ( 5 ), which has a clear, their optics adapted from the surface to be detected , with a cooling unit ( 4 ) arranged between the production line ( 3 ) and Thermografieka mera ( 5 ), which acts on the surface of the test specimen ( 2 ) to be detected, and with a drive for a relative displacement between test specimen ( 2 ) and thermographic camera ( 5 ) or Cooling unit ( 4 ), the thermographic camera ( 5 ) has at least one camera line transverse to the direction of displacement (F) and a computer ( 6 ) with a monitor ( 7 ) connected to it, which builds up a complete thermal image pattern from the camera line or the camera lines.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für die Relativverschiebung ein den Prüfkörper (2) unter der stationär angeordneten Thermografiekamera (5) hindurchförderndes Förderband (1) ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the drive for the relative displacement is a conveyor belt ( 1 ) which conveys the test specimen ( 2 ) under the stationary thermography camera ( 5 ).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ver stelleinrichtung zur Veränderung der Relativgeschwindigkeit zwischen Prüfkörper (2) und Thermografiekamera (5).3. Apparatus according to claim 1, characterized by an adjusting device for changing the relative speed between the test specimen ( 2 ) and the thermographic camera ( 5 ).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Verstelleinrichtung (8) zur Veränderung des in Ver schieberichtung (F) zu messenden Abstandes zwischen Kühl einheit (4) und Thermografiekamera (5).4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized by an adjusting device ( 8 ) for changing the displacement direction (F) to be measured in the distance between the cooling unit ( 4 ) and thermographic camera ( 5 ).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (4) ein sich quer zur Verschieberichtung (F) erstreckendes, Kühlluft linien- oder streifenförmig auf die zu detektierende Ober fläche des Prüfkörpers (2) blasendes Kühlregister ist.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling unit ( 4 ) is a transversely to the displacement direction (F) extending, cooling air linear or striped on the surface to be detected upper surface of the test specimen ( 2 ) blowing cooling register.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine Verstelleinrichtung zur Veränderung des Abstandes der Kühleinheit (4) von der zu beaufschlagen den Oberfläche des Prüfkörpers (2).6. Device according to one of the preceding claims, characterized by an adjusting device for changing the distance of the cooling unit ( 4 ) from the surface to be subjected to the test specimen ( 2 ).

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge kennzeichnet durch eine Verstelleinrichtung für die Leis tung der Kühleinheit (4).7. Device according to one of the preceding claims, characterized by an adjusting device for the performance of the cooling unit ( 4 ).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kühleinheit eine frei drehbare, zur ab rollenden Auflage auf der Oberfläche eines plattenförmigen Prüfkörpers bestimmte Rolle ist. 8. Device according to one of claims 1-4, characterized indicates that the cooling unit is a freely rotatable one rolling pad on the surface of a plate-shaped Specimen is specific role.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle gekühlt ist.9. The device according to claim 8, characterized in that the roll is cooled.