Hielscher – Ultraschall-Technologie

Zerstörungsfreie Rissprüfung mittels Ultraschall-Thermografie

  • Die ultraschall-angeregte Thermografie ist eine hervorragende Methode, um Risse in Holzplatten, -paneelen und -oberflächen zu erkennen.
  • Die Ultraschall-Thermografie bietet eine äußerst genaue, präzise und schnelle Erkennung ohne das geprüfte Material zu zerstören.
  • Die Ultraschall-Thermografie liefert bei der zerstörungsfreien Rissdetektion deutlich präzisere Ergebnisse als die Online-Thermografie.

Riss- und Fehlerprüfung mittels Ultraschall-Thermographie

Vorteile der Ultraschall-Thermografie:

  • Hohe Genauigkeit und Präzision
  • Schnelle Inspektion (wenige Sekunden oder schneller)
  • Tiefer Inspektionsbereich
  • Zerstörungsfreie Prüfung

Thermografie-Methoden basieren auf Infrarot-Technologie und können Daten über den Untergrund einer Oberflächenstruktur eines Materials liefern, indem thermische Emissionsunterschiede mithilfe von Infrarot-Kameras aufgezeichnet werden. Die Emission hängt von der Wärmeleitung des Materials ab. Je nachdem wie der Wärmetransfer generiert wird, werden die Thermografiemethoden in passive und aktive Verfahren unterteilt. Bei der aktiven Thermografie kann die Wärmeübertragung durch externe Anregungsenergie mit elektromagnetischer Strahlung oder Ultraschall initiiert werden. Dabei spielen die physikalischen Materialeigenschaften wie Wärmeleitfähigkeit und Diffusionsvermögen, Dichte, Feuchtigkeit etc. eine wichtige Rolle. Weist ein Defekt unter der Oberfläche eine bessere Dämmeigenschaft als der Rest des Materials auf, so wirkt der Materialdefekt als Barriere für den Wärmetransfer, wodurch der Emissionsgrad an der Oberfläche über dem Materialdefekt höher ist (Meinlschmidt, 2005).

Das Ultraschallgerät UIP1000 wurde verwendet, um Fehler und Risse in Holzstrukturen zu erkennen. [D. Popovic (2015): Crack Detection and Classification of Oak Lamellas Using Online and Ultrasound Excited Thermography. Master Thesis 2015. ]

Versuchsaufbau der Ultraschall-Thermografie – Forschung von D. Popovic 2015

Die ultraschall-angeregte Thermografie ist eine Variante der Vibro-Thermographie (Maldague 2001). Im Gegensatz zu den meisten Thermografie-Methoden ist die Ultraschall-Thermografie eine Kontaktmethode. Eine Sonotrode wird mit einem Reststück in Kontakt gebracht, um das Objekt mit einer mechanischen Welle anzuregen. Dabei entsteht durch Reibung in den Rissen und/oder anderen Fehlstellen lokal Wärme, da dort die mechanische Energie direkt in thermische Energie umgewandelt wird (Maldague 2001). Der so erzeugte Wärmetransfer resultiert in einer Wärmeabstrahlung von der Materialoberfläche. Der lokale Temperaturanstieg wird innerhalb von Millisekunden erreicht und kann mittels Infrarotkamera als helle IR-Quelle auf dunklem Hintergrund abgebildet werden. (Cho et al. 2007).

Das Ultraschallgerät UIP1000hd wird für Ultraschall-Thermografie eingesetzt.

Ultraschallgerät UIP1000hdT (1kW, 20kHz)

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Ultraschall-Thermografie für die zerstörungsfreie Detektion von Rissen und Fehlerstellen in Holzstrukturen. [Referenz: Popovic D.; Meinlschmidt P.; Plinke B.; Dobic J.; Hagman O. (2015): Crack Detection and Classification of Oak Lamellas Using Online and Ultrasound Excited Thermography. Pro Ligno, 11(4): 464-470.]

Vergleich von Genauigkeit und Präzision der beiden Methoden Online- und Ultraschall-Thermografie. Forschungsergebnisse von Popovic et al. 2015.

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Literatur