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Modifizierte Algorithmen für die Puls-Phasen-Thermografie mit verbessertem Signal-/Rauschverhältnis

 
: Netzelmann, Udo; Müller, David

Goldammer, Matthias (Hrsg.) ; Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung e.V. -DGZfP-, Berlin:
Thermographie-Kolloquium 2019 : 19. - 20. September 2019, Halle
Berlin: DGZfP, 2019 (DGZfP-Berichtsbände BB 173)
ISBN: 978-3-947971-08-4
11 S.
Thermographie-Kolloquium <14, 2019, Halle>
Deutsch
Konferenzbeitrag
Fraunhofer IZFP ()

Abstract
Die Puls-Phasen-Thermografie (PPT) ist eine bewährte Technik für die Datenvorverarbeitung von thermografischen Bildsequenzen nach pulsförmiger Anregung. Sie bewirkt die Unterdrückung von Störungen durch räumlich inhomogene Erwärmung sowie durch Emissionsgradschwankungen der Oberfläche des Prüfobjekts und führt zu einer Verbesserung des Signal-/Rauschverhältnisses durch Mittelungseffekte. Die Stärke der Impulsthermografie, oberflächennahe und tiefer liegende Fehler gleichermaßen mit einer einzigen Messung zu detektieren, unterstützt die PPT dagegen nur teilweise. Die PPT stellt im Kern eine Frequenzanalyse des Zeitverlaufs des Signals an einem Pixel dar. Besonderheit der thermischen Abklingkurven in Reflexionsanordnung ist, dass die zeitlich schnellen Änderungen der Temperatur nur am Beginn der aufgezeichneten Thermografiesequenz auftreten. Auf Grund der Physik der Wärmediffusion gibt es in den späteren Teilen der Abklingkurve keine schnellen Temperaturänderungen mehr, die zu Frequenzanteilen mit hoher Frequenz beitragen könnten. Aufsummiert wird lediglich das Rauschen. In dem Beitrag werden zwei modifizierte PPT-Algorithmen vorgeschlagen, die dem Rechnung tragen. Beide führen zu einer Verbesserung des Kontrast-/Rauschverhältnisses bei den höheren Analysierfrequenzen. Dies wird an simulierten Daten mit künstlichem Rauschen gezeigt. Unterschiede gibt es bei Rechenzeit der Algorithmen. Während der erste zu einer höheren Rechenzeit führt, kann der zweite nur unwesentlich langsamer als die klassische PPT realisiert werden, auf Kosten einer etwas geringeren Genauigkeit und geringerer spektraler Auflösung bei den hohen Frequenzen. Experimentell wird die Wirkung der Algorithmen am Beispiel von Blitzlichtthermografie an Proben mit rückseitigen Flachbodenbohrungen demonstriert.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-559312.html