Laser-Speckle-Photometrie - Ein Verfahren zur schnellen und beruhrungslosen Bestimmung von Werkstoffzustanden - (PPT)

摘要

Die zeitaufgeloste Laser-Speckle-Photometrie (LSP) ist ein neu entwickeltes zerstorungsfreies Prufverfahren, mit dem schnell und beruhrungslos Werkstoffzustande bestimmt werden konnen. Es eignet sich fur den Inline-Einsatz in der Produktion, fur die Uberwachung von Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten, aber auch fur die Anwendung im Rahmen des Structural Health Monitoring (SHM). Das Verfahren basiert auf der Auswertung von Speckles - Koharenzmustern, die bei der Bestrahlung optisch rauer Oberflachen mit koharentem Licht entstehen. Das Verfahren ermoglicht sowohl die Charakterisierung von Oberflachen durch die Auswertung der statischen Speckles als auch die Bestimmung weiterer Werkstoffzustande durch Analyse der Anderungen des Speckle- Musters, die durch geringste Oberflachenveranderungen in Folge thermischer oder mechanischer Anregung hervorgerufen werden. Das Verfahren zeichnet sich durch einen einfachen und kostengunstigen Aufbau aus. Sofern sich die Anregung fur die Analyse von zeitveranderlichen Speckles nicht aus dem Prozess ergibt, z. B. als mechanische Spannung bei Schweissungen, ist eine zusatzliche Anregungskomponente notwendig. Dafur kommt z. B. Laser- oder Induktionserwarmung infrage. Fur die Auswertung der Messdaten konnen die Skaleneigenschaften der Speckle-Muster, also deren fraktale Dimension, genutzt werden. Weitere Moglichkeiten bestehen in der Berechnung einer so genannten "Speckle- Diffusivitat" und deren Verwendung in der Warmeleitungsgleichung und in Materialgleichungen. So konnen mit Hilfe der zeitaufgelosten LSP Werkstoffzustande wie Harte und Porositat, aber auch Ermudungen und Anderungen der Eigenspannung bestimmt werden. Erste technische Anwendung fand das Verfahren beim Monitoring der Spannungsanderungen bei Schweissversuchen unter Zug- und Biegebeanspruchung im Labor sowie zur Detektion von Oberflachenrissen in CFK-Materialien. Diese werden im Rahmen des Posters vorgestellt.