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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Erfassung der Verformung von Objekten und eine Vorrichtung zur
Durchführung
eines derartigen Verfahrens.
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Verfahren und Vorrichtungen dieser
Art werden zu vielfältigen
Zwecken verwendet, insbesondere bei der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere
von Verbundwerkstoffen, und bei der Prüfung von Reifen (Kraftfahrzeugreifen).
Dabei wird ein Objekt, also beispielsweise ein Werkstoff, Verbundwerkstoff,
Werkstück,
Reifen oder dergleichen verformt, was durch Druck, Unterdruck, Wärme oder
auf andere Weise geschehen kann. Das Objekt wird in verschiedenen
Verformungszuständen
gemessen. Anhand der Messungen kann festgestellt werden, ob das
Objekt einen Fehler, insbesondere eine Fehlstelle, aufweist.
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Bei der Reifenprüfung kann der Reifen in eine
Unterdruckkammer eingelegt werden. Der Reifen kann dabei auf einer
Felge montiert sein oder ohne Felge in die Unterdruckkammer gelegt
werden. Bei einer Absenkung des Drucks führt die in einer Fehlstelle
des Reifens eingeschlossene Luft zu einer lokalen Ausdehnung, die
durch die Messung erkannt werden kann.
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Ein Verfahren zur Messung der Oberfläche eines
räumlichen
Körpers
ist aus
EP 419 936 B1 bekannt.
Nach diesem Verfahren kann ein Objekt mit kohärenter Strahlung, insbesondere
Laserlicht, bestrahlt werden. Die reflektierte Strahlung wird von
einer Abbildungsoptik in eine Bildebene abgebildet, in der sich
ein flächenhafter
Sensor bzw. ein Bildsensor befindet, vorzugsweise ein CCD-Sensor.
Auf den Sen sor wird eine Referenzstrahlung mit einer Trägerfrequenz überlagert.
Dabei wird die Abbildungsoptik derart ausgebildet bzw. eingestellt,
daß das
Bild eines durch die kohärente
Strahlung auf dem Körper erzeugten
Speckles in der Bildebene mindestens drei Sensorelemente (Pixel) überdeckt.
Hierdurch ist gewährleistet,
daß mit
einer einzigen Aufnahme eine vollständige Phasenmessung möglich ist.
Aus den Intensitätssignalen
der Sensorelemente wird die Phase der Strahlung von dem Objekt bestimmt.
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DE 196 39 213 A1 offenbart ein Verfahren
für die
Shearing-Speckle-Interferometrie
an schwingenden Objekten, bei dem die Ableitungen der Verformung
einer Oberfläche
eines schwingenden Objekts in wenigstens einer ausgewählten Richtung
bestimmt werden. Von der Objektoberfläche wird wenigstens ein Null-Shearogramm
und ein Belastungs-Shearogramm aufgenommen. Beide Shearogramme werden
voneinander subtrahiert. Um einerseits Echtzeit-Betrachtungen mit
gutem Kontrast vornehmen zu können
und andererseits die von den schwingenden Objekten erhaltenen Shearogramme
rechnerisch auswerten zu können,
wird anstelle des Null-Shearogramms ein im jeweils vorhergehenden Videotakt
aufgenommenes Referenz-Shearogramm verwendet.
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Aus
DE 36 00 672 A1 ist ein Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung
von Verformungs- und Bewegungskomponenten aus Bildern mit projizierten Mustern
bekannt, bei dem eine Verschiebung des projizierten Musters relativ
zum Objekt erzeugt wird, Bilder des Messobjekts für verschiedene
Lagen des Musters und für
verschiedene Zustände
des Messobjekts musteraufgelöst
aufgenommen und abgespeichert werden und Verformungs- und Bewegungskomponenten
oder daraus abgeleitete Größen punktweise
berechnet werden.
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DE 198 59 725 A1 offenbart ein Verfahren zur
Ermittlung von Verformungen an einer Objektoberfläche mittels
interferometrischer Oberflächenbeobachtung
oder -abbildung, bei dem die Objektoberfläche mit einer Gruppe von Laserdioden
beleuchtet wird, deren Licht auf einen gemeinsamen Leuchtfleck auf
dem Prüfobjekt
geleitet wird. Aus mehreren gegeneinander phasenverschoben aufgenommenen Bildern
der Objektoberfläche
werden Phasenbilder gewonnen. Wenigstens aus zwei unterschiedlichen, in
unterschiedlichen Objektzuständen
gewonnenen Phasenbildern wird ein Phasendifferenzbild bestimmt,
indem der einem ersten Objektzustand zugeordnete Phasenwinkel eines
Bildpunktes von dem einem zweiten Objektzustand zugeordneten Phasenwinkel
des gleichen Bildpunkts subtrahiert wird. Die Phasendifferenzwerte
werden punktweise durch 2 π/n
dividiert. Der verbleibende Rest wird mit einem Faktor n multipliziert.
Der erhaltene Wert wird als 2 π/n-modulierter Wert
bereitgestellt.
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Aus
DE 199 06 681 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung
von Strukturmerkmalen an Prüfobjekten mit
diffus streuender Oberfläche
bekannt, bei dem die durch verschiedene Belastungen hervorgerufenen
Verschiebungen oder Dehnungen der Objektoberfläche als Intensitätsmodulation
in den Abbildungen von dem zu vermessenden Objekt auf dem Bildsensor
der Kamera erfasst werden. Aus den erzeugten Abbildungen wird vom
Bildverarbeitungssystem ein die Verschiebung oder den Spannungs-/Dehnungszustand
des Objektes darstellendes Phasendifferenzbild erzeugt. Um ein Ergebnisbild
zu erzeugen, in dem die ursprünglich
vorhandenen globalen Verformungen beseitigt sind, wird von dem Phasendifferenzbild
eine Kopie erzeugt, die gegenüber
dem ursprünglichen
Phasendifferenzbild so manipuliert wird, dass die Strukturmerkmale
beseitigt oder zumindest unterdrückt
werden. Die manipulierte Kopie des Phasendifferenzbildes wird mit
dem ursprünglichen
Phasendifferenzbild verknüpft.
Aus dieser Verknüpfung
entsteht ein resultierendes Phasendifferenzbild.
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Aus
US 5,467,184 A ist ein Verfahren zur Erfassung
der Verformung von Objekten auf der Basis der Speckle-Interferometrie
bekannt, bei dem mehrere Speckle-Bilder
während
verschiedener Deformationszustände
des Objekts aufgenommen und gespeichert werden. Um auch große Verformungen
erfassen zu können,
werden Speckle-Bilder in verschiedenen Deformationszuständen in
Gruppen zusammengefasst. Die Differenz zwischen dem ersten und letzten
Bild jeder Gruppe wird gebildet, und diese Differenzen werden summiert.
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Bei den vorbekannten Verfahren zur
Erfassung der Verformung von Objekten können sich Schwierigkeiten ergeben,
wenn die Verformungen verhältnismäßig groß sind.
In diesem Fall können
die Abstände
zwischen verschiedenen Interferenzlinien sehr klein werden, so daß sie nur
noch mit Schwierigkeiten oder überhaupt
nicht mehr unterschieden werden können, wodurch die Auswertung
erschwert oder unmöglich
gemacht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein
Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art vorzuschlagen,
die eine zuverlässige
Auswertung auch bei größeren Verformungen
ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem
Verfahren der eingangs angegebenen Art durch die Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
Während
der Verformung des Objekts wird eine Folge bzw: Serie von Bildern
des Objekts mit einem Meßverfahren
aufgenommen. Aus den aufgenommenen Bildern werden Phasenbilder ermittelt.
Die Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Phasenbildern werden
gebildet und dem jeweils vorangehenden Phasenbild hinzuaddiert.
Die Ermittlung der Phasenbilder kann beispielsweise nach dem Verfahren
gemäß
EP 419 936 B1 ,
auf die hiermit ausdrücklich
Bezug genommen wird, erfolgen. Nach diesem Verfahren wird das Phasenbild
aus dem Bild auf dem CCD-Sensor ermittelt, und zwar, wie oben bereits
erläutert,
derart, daß das Phasenbild
aus einem einzigen Bild ermittelt wird. Aus den unmittelbar aufgenommenen
Verformungsbildern oder Interferenzlinienbildern werden Phasenbilder
berechnet, die dann – durch
die beschriebene Differenzbildung und Aufaddierung – ausgewertet werden.
Wenn das jeweilige Phasenbild aus einem einzigen Bild ermittelt
wird, wie dies nach
EP
419 936 B1 geschehen kann, kann das Verfahren erheblich beschleunigt
werden. Es kann mit der üblichen
Videotaktfrequenz durchgeführt
werden. Es ist möglich, ein
demoduliertes Phasenbild zu ermitteln und auszuwerten.
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Gemäß der Erfindung wird die Differenz
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Phasenbildern gebildet, die dem
ersten Bild hinzuaddiert wird. In der weiteren Folge der Durchführung des
Verfahrens werden die Differenzen zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden
Phasenbildern gebildet, und diese Differenzen werden jeweils dem
vorangegangenen Phasenbild hinzuaddiert. Auf diese Weise werden
die Differenz-Verformungen aufaddiert, also integriert. Die aufaddierten
Differenzen ergeben die Gesamtverformung des Objekts.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden
verhältnismäßig viele
Bilder pro Zeiteinheit aufgenommen. In der praktischen Anwendung
ist es möglich,
die Bilder mit der üblichen
Videotaktfrequenz von 25 Vollbildern pro Sekunde aufzunehmen.
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Es ist aber auch möglich, andere
Bildfrequenzen zu verwenden. Bei langsamen Verformungen können Bildfrequenzen
von einem Bild pro Minute oder noch geringere Bildfrequenzen eingesetzt werden.
Es ist allerdings auch möglich,
die Bilder mit höheren
Frequenzen von bis zu einer Million Bildern pro Sekunde aufzunehmen.
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Dabei wird ein bestimmtes Bild als
Ausgangsbild verwendet. Anschließend werden die Differenzen
von je zwei aufeinanderfolgenden Bildern berechnet und sukzessive
aufaddiert. Da verhältnismäßig viele
Bilder pro Zeiteinheit aufgenommen werden, unterscheiden sich diese
Bilder nur um eine jeweils verhältnismäßig kleine
Verformung voneinander. Die Bilder werden während der Aufbringung der Belastung,
also während
der voranschreitenden Verformung, aufgenommen. Da verhältnismäßig viele Bilder
pro Zeiteinheit aufgenommen werden, sind die Interferenzlinien bzw.
Projektionslinien weit genug voneinander entfernt, um stets sicher
ausgewertet werden zu können.
Die Differenz-Verformungen werden aufaddiert, also integriert. Auf
diese Weise können
auch große
Verformungen erfaßt
werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind
in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Die Bilder des Objekts können mit
einem Interferometrie-Verfahren aufgenommen werden. Geeignete Interferometrie-Verfahren
sind beispielsweise die holographische Interferometrie, die elektronische
Speckle-Pattern-Interferometrie (ESPI) oder die Speckle-Shearing-Interferometrie.
Die Bilder des Objekts können
allerdings auch mit einem Projektionsverfahren aufgenommen werden.
In Betracht kommen insbesondere ein Gitterprojektionsverfahren oder
ein Moiré-Verfahren.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
ist dadurch gekennzeichnet, daß das
Objekt mit kohärenter
Strahlung bzw. kohärentem
Licht, vorzugsweise Laserlicht, oder mit teilkohärenter Strahlung bzw. teilkohärentem Licht
bestrahlt wird. Insbesondere kann das Objekt von einer Laserdiode
bestrahlt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird
das Objekt von mehreren Laserdioden bestrahlt. Die Verwendung von
einer oder mehreren Laserdioden ist insbesondere deshalb vorteilhaft,
weil Laserdioden verhältnismäßig kostengünstig sind.
Bei der Verwendung von mehreren Laserdioden kann die Anordnung derart
getroffen werden, daß sich
die Ausleuchtungsbereiche der Laserdioden nicht überlappen bzw. nur geringfügig in Randbereichen überlappen.
Es ist allerdings auch möglich,
die Anordnung derart zu treffen, daß sich die Ausleuchtungsbereiche
von zwei oder mehreren oder allen Laserdioden überlappen.
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Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt darin, daß die
Bilder bzw. Phasenbilder des Objekts von einem handgehaltenen Sensor
aufgenommen werden können.
Der für
das Meßverfahren
verwendete Sensor bzw. ein Gehäuse,
in dem dieser Sensor angeordnet ist, kann also von Hand gehalten
werden. Hierdurch werden zwar Störungen
erzeugt. Diese Störungen,
die dadurch verursacht werden, daß der von Hand gehaltene Sensor
niemals vollständig
ruhig gehalten werden kann, werden jedoch durch die verhältnismäßig hohe Bildfrequenz
im zeitlichen Verlauf kompensiert. Bei hinreichend schneller Einzelbildfolge
ist es dementsprechend möglich,
einen handgeführten
Sensor, beispielsweise einen handgeführten ESPI-Sensor oder Shearing-Sensor,
zu verwenden, insbesondere in Verbindung mit einer elektronischen
Verwacklungsunterdrückung.
Dabei wird vorausgesetzt, daß die
Bildfrequenz so hoch ist, daß die
durch das Halten des Sensors von Hand erzeugten Störungen im Verhältnis dazu
klein sind. Das Zittern der Hand, aber auch andere Störungen,
die von außen
eingeführt werden
und die auch bei einem festen Meßaufbau entstehen können, können im
zeitlichen Verlauf ausgemittelt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung
ist dadurch gekennzeichnet, daß ein
gestörtes
Bild bzw. Phasenbild bei der Auswertung nicht berücksichtigt wird.
Die Auswertung des Bildes bzw. Phasenbildes erfolgt in der oben
angegebenen Weise dadurch, daß die
Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern bzw. Phasenbildern
gebildet wird und daß diese
Differenz dann dem jeweils vorangegangenen Bild bzw. Phasenbild
hinzuaddiert wird. Wenn ein Bild bzw. Phasenbild oder die Differenz,
die daraus gebildet worden ist, gestört ist, wird das Bild bzw.
Phasenbild bzw. die Differenz nach der vorteilhaften Weiterbildung
bei der Auswertung nicht berücksichtigt.
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Ein derartiges gestörtes Bild
bzw. Phasenbild bzw. eine derartige gestörte Differenz kann insbesondere
bei der Verwendung von Laserdioden entstehen. Laserdioden führen sogenannte
Modensprünge
aus. Hierbei handelt es sich um sprunghafte Änderungen der Wellenlänge, deren
Auftreten nicht vorhergesagt werden kann, sondern zufällig erfolgt. Die
Wellenlänge ändert sich
sprunghaft um einen geringfügigen
Betrag. Wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern bzw. Phasenbildern
ein derartiger Modensprung auftritt, liegt ein gestörtes Bild
bzw. Phasenbild bzw. eine gestörte
Differenz vor, und die Auswertung wird ebenfalls gestört. Um den
durch den Modensprung oder auf andere Weise hervorgerufenen Fehler
zu beseitigen, kann das Bild bzw. Phasenbild bzw. die Differenz
bei der Auswertung weggelassen werden.
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Das gestörte Bild bzw. Phasenbild bzw.
die daraus gebildete Differenz kann vernachlässigt werden. Bei einer hinreichend
schnellen Einzelbildfolge kann der hierdurch hervorgerufene Fehler
vernachlässigbar
sein.
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Es ist allerdings auch möglich, die
durch das gestörte
Bild bzw. Phasenbild bzw. die gestörte Differenz verursachte Lücke durch
die vorangegangene und/oder nachfolgende Differenz zu schließen. Dies ist
insbesondere bei im wesentlichen linearen Verformungen möglich bzw.
dann, wenn die Bildfolge so hoch ist, daß zwischen aufeinanderfolgenden
Bildern näherungsweise
lineare Verhältnisse
vorliegen. In diesem Fall wird die zu dem gestörten Bild bzw. Phasenbild gehörende Verformung
aus den Nachbarzeitabständen
extrapoliert. Für
das ausgefallene Intervall werden die vorangegangene Differenz und/oder
die nachfolgende Differenz herangezogen.
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Um auch bei dem Ausfall eines Bildes
bzw. Phasenbildes eine Auswertung durchführen zu können, sollte die Auflösung derart
gewählt
werden, daß eine
sichere Unterscheidung der Interferenzlinien oder Projektionslinien
auch dann noch möglich
ist, wenn ein Bild ausfällt.
Der theoretische Mindestabstand zwischen zwei benachbarten Linien
beträgt zwei
Pixel. Um eine zuverlässige
Auswertung zu gewährleisten,
sollte allerdings der Abstand zwischen zwei benachbarten Linien
mindestens vier oder fünf Pixel
betragen. Dann können
die Linien auch dann noch sicher unterschieden werden, wenn ein
Bild bzw. Phasenbild ausfällt.
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Die aufgenommenen Bilder bzw. Phasenbilder
können
als Film visualisiert werden.
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Es ist möglich, beliebige Zeitabschnitte
der Verformung miteinander zu vergleichen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende
Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur Erfassung der Verformung
von Objekten gelöst
durch eine Meßeinrichtung
zur Aufnahme einer Folge von Bildern des Objekts während der
Verformung des Objekts, eine Einrichtung zum Ermitteln von Phasenbildern
aus den aufgenommenen Bildern und eine Auswerteeinrichtung zum Bilden
der Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Phasenbildern und
zum Aufaddieren der Differenz.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind in den weiteren Unteransprüchen
beschrieben.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen
erläutert.
In der Zeichnung zeigt
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1 eine
Meßeinrichtung
und ein Objekt in einer schematischen Darstellung und
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2 die
Bildung von Differenzen zwischen aufeinanderfolgenden Phasenbildern.
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Wie in 1 dargestellt
wird ein Objekt 1, z. B. ein
Reifen oder ein Verbundwerkstoff, mit einem Meßkopf 2 laufend beobachtet.
Das Objekt 1 wird verformt, z.B. durch Druck, Unterdruck,
Wärme oder dergleichen.
Der Meßkopf 2 kann
von Hand gehalten werden. Er ist über eine Leitung 3 mit
einem Auswertegerät,
z.B. einem PC oder sonstigen Computer, verbunden.
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Bei dem Meßkopf kann es sich um ein Gerät handeln,
das nach dem in der
EP
419 936 B1 beschriebenen Verfahren arbeitet. Der Meßkopf
2 weist Laserdioden
auf, die das Objekt
1 mit Laserlicht
4 bestrahlen.
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Durch den Meßkopf 2 werden laufend
Bilder des Objekts 1 aufgenommen. Dies geschieht während der
Verformung des Objekts 1. Zur Aufnahme der Bilder ist in
dem Meßkopf 2 ein
CCD-Sensor vorhanden. Die Bilder werden mit einer Frequenz von 1000
Vollbildern pro Sekunde aufgenommen. Diese Frequenz ist im allgemeinen
ausreichend, wenn der Meßkopf 2 von
Hand gehalten wird. Dabei ist darauf zu achten, daß die Verschiebung
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bildern nicht größer sein
soll als ein Mikrometer. Dies kann bei von Hand gehaltenen Meßköpfen im
Allgemeinen durch eine Frequenz von 1000 Vollbildern pro Sekunde
erreicht werden. Falls der Meßkopf 2 feststehend
montiert wird, können
wesentlich geringere Bildfrequenzen verwendet werden. Die Bilder
können
dann mit Videotaktfrequenz (25 Vollbilder pro Sekunde)
aufgenommen werden oder auch – je
nach Anwendungsfall – mit
einer kleineren oder größeren Frequenz.
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Aus den Bildern werden ständig Phasenbilder
berechnet. Dies erfolgt vorzugsweise in 1-Bild-Technik. Aus jedem
Bild wird also ein Phasenbild berechnet. Dies kann nach dem Verfahren
geschehen, das in
EP
419 936 B1 beschrieben ist. Eine Aufnahme des Objekts
1 im
Ruhezustand ist nicht erforderlich.
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Die Differenzen aufeinanderfolgender
Phasenbilder beschreiben die Verformung zwischen jeweils zwei Aufnahmezeitpunkten.
Dies ist in 2 schematisch
dargestellt. Die Verformung zwischen zwei beliebigen Aufnahmezeitpunkten
errechnet sich aus der 2 π-modulierten
Summe der Differenzen aller dazwischen liegenden Aufnahmen.
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Wie in 2 gezeigt,
wird die Differenz n aus der Differenz zwischen dem nachfolgenden
Phasenbild n + 1 und dem vorangegangenen Phasenbild n gebildet.
Die Differenz n + 1 wird aus dem dann nachfolgenden Phasenbild n
+ 2 und dem dann vorangegangenen Phasenbild n + 1 gebildet, und
so weiter. Die Differenzen werden ferner laufend aufaddiert. Aus
der Summe der aufaddierten Differenzen ergibt sich die Gesamtverformung.
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Zu jeder Aufnahme (jedem Bild bzw.
Phasenbild) kann eine Serie von Verformungsbildern berechnet werden
durch Berechnung der Summe aller n nachfolgenden Verformungen (n
= 1, 2, 3 ...). Dadurch kann die Verformung als Film bzw. in einer
Art Film visualisiert werden.
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Beliebige Teilabschnitte einer Verformung können einzeln
betrachtet werden. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, falls
durch eine begrenzte laterale Auflösung des Meßkopfes die gesamte Verformung
nicht darstellbar ist bzw. falls die Streifendichte größer ist
als die Pixelauflösung.
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Störungen innerhalb der Verformung
können unterdrückt bzw. überbrückt werden.
Wenn eine Bildstörung
zwischen zwei Aufnahmezuständen
auftritt, beispielsweise durch einen Modensprung der Beleuchtung,
durch Wärmeschlieren,
durch eine Bauteil- und/oder Meßkopfverkippung,
wird die Störung bei
der Auswertung nicht berücksichtigt.
Dies kann dadurch geschehen, daß die
Differenz aus den beiden zugehörigen
Bildern bzw. Phasenbildern, zwischen denen die Störung stattgefun den
hat, nicht zu der Summe der Differenzen addiert wird, wodurch die Störung im
Ergebnisbild unterdrückt
wird. Diese Vorgehensweise ermöglicht
u. a. den Einsatz von Laserdioden anstatt
teurer Laser bei vielen Meßaufgaben. Die
Verformung während
des unterdrückten
Zeitraumes kann bei hinreichend schneller Einzelbildfolge vernachlässigt werden.
Bei linearen Verformungen bzw. bei Verformungen, die mit hinreichender
Näherung
als linear betrachtet werden können,
kann die Verformung während
des unterdrückten
Zeitraumes aus den Nachbarzeitabständen extrapoliert werden.
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Die zu unterdrückenden Störungen können innerhalb der Serie von
Verformungsbildern manuell oder automatisch detektiert werden.
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In der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung ist häufig der
eigentlich untersuchten, atypischen Werkstückverformung eine typische "Ganzkörperverformung" überlagert. In vielen Fällen ist
das Maß dieser Ganzkörperverformung
deutlich größer als
das des gesuchten Fehlers im Objekt. Dadurch ist es oft unmöglich, den
Fehler zu visualisieren, weil die überlagerte globale Verformung
bereits die Dynamik der Meßanordnung überschreitet,
bevor sich der gesuchte Fehler deutlich ausprägen kann.
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Um auch derartige "überdeckte" Fehler sichtbar machen zu können, kann
eine globale Ausgleichsfläche
von jeder Einzeldifferenz subtrahiert werden und können die
korrigierten Einzeldifferenzen dann aufsummiert werden.
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Zusätzlich können in manchen Anwendungen
unerwünschte
Verformungen separat erfaßt
und von der Kombination aus erwünschter
und unerwünschter
Verformung, die aufgenommen wird, subtrahiert werden.
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Dies sei anhand eines Beispiels erläutert, bei dem
Reifen mit Fehlern in eine Unterdruckkammer eingebracht werden.
Die Fehler vergrößern sich
während
der Absenkung des Druckes in der Unterdruckkammer. Sie können mit
Shearografie sichtbar gemacht werden. Die durch die Fehler hervorgerufene Verformung
ist die "erwünschte" Verformung, die
ermittelt und sichtbar gemacht werden soll. Die Reifen pflegen nach
einer Deformation, die z.B. durch das Einbringen in die Prüfkammer
hervorgerufen werden kann, langsam wieder ihre ursprüngliche
Form anzunehmen. Hierbei handelt es sich um die "unerwünschte Ganzkörperverformung", die der eigentlich zu
untersuchenden, atypischen, erwünschten
Verformung überlagert
ist. Bei der Prüfung
von Reifen ist diese Ganzkörperverformung
vom beaufschlagten Unterdruck weitgehend unabhängig.
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Durch das beschriebene Messen der
Verformung während
einer Unterdruckänderung
wird die aus erwünschter
und unerwünschter
Komponente kombinierte Gesamtverformung gemessen. Durch eine Messung
(Referenzmessung) ohne Unterdruckänderung kann die unerwünschte Komponente (unerwünschte Ganzkörperverformung)
ermittelt werden. Durch Subtrahieren der unerwünschten Verformung von der
kombinierten Gesamtverformung kann die erwünschte Komponente der Verformung erhalten
werden.
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Dabei wird vorausgesetzt, daß die beiden Messungen
unmittelbar nacheinander erfolgen und jeweils so lange dauern, bis
der Anteil der unerwünschten
Verformung in beiden Fällen
gleich groß ist.
Ersatzweise können
auch die Ergebnisse, z.B. entsprechend der gesamten Zeitdifferenz
der Einzelverformungen, normiert werden, um den gleichen Anteil
der unerwünschten
Verformungskomponente zu erreichen, bevor diese von der kombinierten
Gesamtverformung abgezogen wird.
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Dementsprechend ist eine vorteilhafte
Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Ganzkörperverformung
von der Gesamtverformung subtrahiert wird. Auf diese Weise wird
die erwünschte
Verformung erhalten. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist
dadurch gekennzeichnet, daß unerwünschte Verformungen
von der Gesamtverformung subtrahiert werden. Die unerwünschten
Verformungen werden dabei vorzugsweise aus Referenzmessungen ermittelt.
Die Referenzmessungen können
ohne Ausprägung
der gewünschten
Verformung durchgeführt
werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Subtraktion
der Ganzkörperverformung
bzw. unerwünschten
Verformung von der Gesamtverformung in den Bildern bzw. Phasenbildern
vor dem Bilden der Summe der Differenzen zwischen den Bildern bzw.
Phasenbildern erfolgt. Durch eine Subtraktion der Ganzkörperverformung
in den Einzeldifferenzbildern vor dem Aufsummieren zur Gesamtverformung
kann die Meßdynamik
erhöht
werden. Vorzugsweise findet eine Subtraktion von unerwünschten
Verformungen, die aus Referenzmessungen ohne Ausprägung der
gewünschten
Verformung ermittelt werden, statt.