Leckageanalyse mittels spektraler Thermographie für die Produktion

Das Projekt „Leckageanalyse mittels spektraler Thermographie in der Produktion - LeckStop“ wurde in der Förderlinie „Photonik für die flexible, vernetzte Produktion - Optische Sensorik“ des BMBF bearbeitet. Es beschäftigte sich mit der automatisierten Leckageortung im Infrarotbereich mittels einer Wärmebildkamera. Bei vielen Bauteilen spielt die Dichtheitsprüfung eine entscheidende Rolle zur Sicherstellung ihrer Funktion und der Langlebigkeit des Gesamtsystems. Die Ortung auftretender Leckagen im Prozess der Fertigung ist oft mit großem Mehraufwand verbunden, sodass die Entsorgung als Schlechtteil mit geringem Erkenntnisgewinn gängig ist. Die Forschungsbeiträge der Verbundpartner ermöglichten die Konzeption eines universellen, flexiblen Prüfsystems zur positionsgenauen Bewertung von Bauteilen auf Leckagen im Kontext von Industrie 4.0. Durch die optische Erfassung wird das Prüfsystem grundsätzlich unabhängig von der Bauteil-Kontur einsetzbar. Auch für die Beurteilung hat die gewählte optische Analyse Vorteile - im Vergleich zu konventionellen Verfahren wie Schnüffelsonden oder das Eintauchen in Wasserbäder: Neben schneller, automatisierter Kennwertbasierter Auswertung ist diese auch intuitiv optisch nachvollziehbar. Zur Realisierung des neuartigen Prüfverfahrens wurde auf die Wechselwirkung von Infrarot-Strahlung (IR) mit dem aus einer Leckage austretenden Prüfgas gesetzt. Als Prüfgas wurde CO2 aufgrund seiner Infrarot-aktiven, aber sonst inerten Eigenschaft ausgewählt, was die Integration in Fertigungsprozesse begünstigt. Insbesondere handelt es sich um ein nichtbrennbares und natürlich vorkommendes Gas. Das Fraunhofer IZFP zeichnete sich für die Entwicklung des Systems zur Erkennung und Vermessung des Gasaustritts aus Infrarotaufnahmen verantwortlich. Um ein kostengünstiges System zu erhalten, wurde große Anstrengung in die Umsetzbarkeit mittels eines ungekühlten Kameramodells gesteckt. Mit Hilfe der entwickelten Software und Bildverarbeitungskette kann die Leckage geortet und bewertet werden.