DE102017212681A1

DE102017212681A1 - Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts

Info

Publication number: DE102017212681A1
Application number: DE102017212681.7A
Authority: DE
Inventors: Giovanni Schober; Stefan Kremling
Original assignee: Skz Kfe Ggmbh; Skz-Kfe Ggmbh
Current assignee: Skz Kfe Ggmbh; Skz-Kfe Ggmbh
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Bei einem Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts wird zunächst ein Objekt mit einer Oberfläche bereitgestellt. Ein Zeitabstand (Δt) wird in Abhängigkeit von einer zu prüfenden Tiefenlage unter der Oberfläche des Objekts festgelegt. Auf die Oberfläche des Objekts werden mindestens zwei Anregungspulse (I_n) zur Erzeugung eines Wärmestroms in dem Objekt senkrecht zur Oberfläche eingestrahlt. Aufeinanderfolgende Anregungspulse (I_n) weisen hierbei jeweils den Zeitabstand (Δt) zueinander auf. Der Verlauf (18, 19) der Oberflächentemperatur (T) der Oberfläche des Objekts wird über die Zeit (t) detektiert und ausgewertet. Das Verfahren ermöglicht eine präzise und einfache zerstörungsfreie Prüfung des Objekts. Insbesondere können Fehlstellen mit erhöhter Auffindwahrscheinlichkeit detektiert und vermessen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts. Insbesondere ist die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Detektion von Fehlstellen in einem Objekt mittels aktiver Pulsthermografie gerichtet.
In der industriellen Fertigung, beispielsweise in der Qualitätssicherung, ist es oft nötig, gefertigte Objekte zu überprüfen. Die Objekte müssen insbesondere auf innenliegende Fehlstellen hin überprüft werden. Um die überprüften Objekte weiter verwenden zu können, bietet sich die zerstörungsfreie Prüfung, beispielsweise mittels aktiver Pulsthermografie, an. Hierbei wird durch Einstrahlen von Anregungspulsen auf eine Oberfläche des Objekts ein Wärmestrom innerhalb des Objekts erzeugt und ein zeitlicher Verlauf der Oberflächentemperatur an der Oberfläche des Objekts detektiert und ausgewertet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts zu schaffen, das einfach, eindeutig und genau ist. Insbesondere soll ein Verfahren mit einem verbesserten Signal-zu-Rausch-Verhältnis geschaffen werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Zunächst wird ein Objekt mit einer Oberfläche bereitgestellt. Auf die Oberfläche des Objekts werden mindestens zwei Anregungspulse eingestrahlt, um einen Wärmestrom in dem Objekt senkrecht zu dessen Oberfläche zu erzeugen. Die Oberflächentemperatur der Oberfläche des Objekts weist einen Verlauf über die Zeit auf, welcher detektiert wird. Zur zerstörungsfreien Prüfung des Objekts wird der detektierte zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur ausgewertet.
Ist in dem Objekt eine innere Struktur, beispielsweise eine Fehlstelle, vorhanden, so wird der sich innerhalb des Objekts ausbreitende Wärmestrom an der inneren Struktur zumindest teilweise reflektiert und läuft zurück in Richtung der Oberfläche des Objekts. Beim Erreichen der Oberfläche spiegelt sich der reflektierte Wärmestrom als eine Änderung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur, insbesondere eine Erhöhung der Oberflächentemperatur, insbesondere als ein Plateau oder ein lokales Maximum des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur, wieder. Bei der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur kann aus dieser Änderung auf die innere Struktur des Objekts geschlossen werden.
Der reflektierte in Richtung der Oberfläche des Objekts laufende Wärmestrom wird an der Oberfläche erneut zumindest teilweise reflektiert. Der an der Oberfläche reflektierte Teil des Wärmestroms läuft wieder zurück in das Objektinnere. Somit stellt sich bei Vorhandensein einer inneren Struktur eine Mehrfachreflexion des Wärmestroms zwischen der Oberfläche des Objekts und der inneren Struktur ein.
Kern der Erfindung ist nun, die aufeinanderfolgenden Anregungspulse in einem festgelegten Zeitabstand zueinander einzustrahlen, wobei der Zeitabstand in Abhängigkeit von einer zu prüfenden Tiefenlage unter der Oberfläche des Objekts gewählt wird. Dies hat zum einen den Vorteil, dass durch das Einstrahlen mehrerer Anregungspulse der Gesamtenergieeintrag in das Objekt erhöht werden kann, indem sich die Wärmeströme, welche durch die unterschiedlichen Anregungspulse erzeugt werden, aufaddieren. Ein aus einem Anregungspuls resultierender Wärmestrom wird also auf einen an der Oberfläche reflektierten Teil eines Wärmestroms, der aus einem früheren Anregungspuls resultiert, addiert. Zum anderen ist durch die Anpassung des Zeitabstands an die Tiefenlage ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis bei der Detektion möglicher innerer Strukturen in der Tiefenlage erhöht. Hierdurch ist die Auffindwahrscheinlichkeit für innere Strukturen, insbesondere für Fehlstellen in der Tiefenlage unter der Oberfläche des Objekts, verbessert. Die Erhöhung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses verbessert die Präzision der zerstörungsfreien Prüfung. Das erhöhte Signal-zu-Rausch-Verhältnis ermöglicht zudem, ein thermisches Rauschen von eingesetzten Detektoren auszugleichen. Die zerstörungsfreie Prüfung kann auch mit günstiger Kameratechnik durchgeführt werden. Somit ist der Rüstaufwand für das Verfahren verringert.
Besonders bevorzugt wird der zeitliche Abstand derart gewählt, dass das Einstrahlen eines weiteren Anregungspulses im Wesentlichen dann erfolgt, wenn ein durch den vorhergehenden Anregungspuls erzeugten Wärmestrom, sollte er an einer inneren Struktur in der Tiefenlage reflektiert werden, wieder die Oberfläche des Objekts erreichen würde. Hierdurch können die Wärmeströme, welche durch aufeinanderfolgende Anregungspulse induziert werden, in besonders effektiver Weise überlagert und zu einem hohen Gesamtwärmestrom aufaddiert werden. Durch dieses Zusammenwirken ist das Signal-zu-Rausch-Verhältnis zur Detektion von inneren Strukturen in der Tiefenlage noch weiter verbessert.
Zur Durchführung des Verfahrens genügt das Einstrahlen zweier Anregungspulse. Es können aber auch drei oder mehr Anregungspulse in dem festgelegten Zeitabstand zueinander eingestrahlt werden. Mit steigender Anzahl der Anregungspulse kann der Gesamtenergieeintrag zur zerstörungsfreien Prüfung des Objekts erhöht werden, ohne dass der Energieeintrag pro Anregungspuls erhöht werden muss. Hierdurch ist gewährleistet, dass eine maximale Oberflächentemperatur bei der Einstrahlung eines Anregungspulses nicht überschritten wird. Beschädigungen des Objekts sind vermieden.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können neben Fehlstellen auch weitere innere Strukturen des Objekts detektiert und/oder vermessen werden. Beispielsweise können so auch gewollte innere Strukturen, wie beispielsweise Kavitäten, auf deren Existenz und deren korrekte Lage hin überprüft werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 2 ermöglicht ein einfaches und genaues Festlegen des Zeitabstands zweier aufeinanderfolgender Anregungspulse. Die Laufzeit t_L die der Wärmestrom benötigt, um bis in die Tiefenlage unter der Oberfläche des Objekts zu propagieren, ist ein geeignetes und genaues Maß für den Zeitabstand. Durch die Wahl des Zeitabstands in einem Bereich von 1,5 t_L bis 2,5 t_L ist sichergestellt, dass sich die durch aufeinanderfolgende Anregungspulse erzeugten Wärmeströme besonders effektiv überlagern und aufaddieren.
Besonders bevorzugt wird der Zeitabstand in dem Bereich zwischen 1,7 t_L bis 2,3 t_L, insbesondere zwischen 1,9 t_L bis 2,1 t_L, insbesondere zu etwa 2 t_L gewählt. Hierdurch ist gewährleistet, dass der Wärmestrom die Tiefenlage erreicht und, falls eine innere Struktur in der Tiefenlage vorhanden ist, zurück an die Oberfläche laufen kann. Durch die Wahl des Zeitabstandes in Abhängigkeit von der Laufzeit t_L wird eine konstruktive Interferenz des zurück an die Oberfläche laufenden Wärmestroms mit dem durch den weiteren Anregungspuls erzeugten Wärmestrom begünstigt.
Typische Tiefenlagen können von wenigen Mikrometern bis einige Zentimeter variieren. Dies kann, insbesondere bei Objekten aus Kunststoff, einer Laufzeit t_L im Bereich von wenigen Millisekunden bis mehreren 10 Sekunden entsprechen. Der Zeitabstand ist die dominierende Zeitskala des Verfahrens. Laufzeiten der Anregungspulse zwischen einer Anregungsquelle und der Oberfläche des Objekts können vernachlässigt werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass der Zeitabstand abhängig von den Eigenschaften des jeweiligen Objekts präzise bestimmt werden kann. Die Materialeigenschaften, insbesondere die Wärmeleitfähigkeit λ, die Dichte ρ und/oder die Wärmekapazität c des Objekts, können herangezogen werden, um die Laufzeit t_L des Wärmestroms mit gängigen theoretischen Modellen abzuschätzen.
Beispielsweise ist möglich, die Laufzeit t_L des Wärmestroms bis in die Tiefenlage d durch die Formel $t_{L} \approx \frac{1,38 d^{2} ρ c}{2 π^{2} λ},$
abzuschätzen.
Ein Verfahren nach Anspruch 4 verbessert die Genauigkeit der zerstörungsfreien Prüfung. Eine innere Struktur, insbesondere eine Fehlstelle, kann zudem nicht nur detektiert, sondern auch vermessen werden. Dies erweitert die Anwendungsbereiche des Verfahrens und ermöglicht eine exakte Charakterisierung der inneren Struktur hinsichtlich ihrer Form, Größe und Lage, insbesondere ihrer lateralen Ausdehnung. Durch die Vermessung der inneren Struktur kann der Einfluss auf die Qualität des Objekts bestimmt werden. Objekte, die zwar eine Fehlstelle aufweisen, aber bei welchen die Fehlstelle nicht die Qualität des Objekts beeinträchtigt, können somit als Gutteile bewertet werden. Hierdurch lässt sich ein unnötiger Ausschuss aufgrund ungenügend genauer Prüfung vermeiden oder vermindern.
Durch den Kalibrierschritt nach Anspruch 5 lässt sich der Zeitabstand genau und einfach festlegen. Der Zeitabstand wird für jedes zu prüfende Objekt individuell und präzise gewählt. Dies erhöht die Genauigkeit der zerstörungsfreien Prüfung. Vorteilhafterweise müssen die Eigenschaften des Objekts, wie beispielsweise Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, nicht oder nicht genau bekannt sein. Eine fehlerbehaftete theoretische Festlegung des Zeitabstands aufgrund anisotroper Materialeigenschaften des Objekts ist vermieden.
Der Kalibrierschritt erlaubt auch eine erste Charakterisierung innerer Strukturen des Objekts. Insbesondere kann die Tiefenlage einer inneren Struktur bestimmt werden. Somit muss der Zeitabstand nur an die Tiefenlagen angepasst werden, in welchen auch eine innere Struktur existiert. Messungen mit einem Zeitabstand, welcher einer Tiefenlage entspricht, in der keine innere Struktur existiert, können unterbleiben. Das Verfahren ist schnell und effektiv.
Ein Verfahren nach Anspruch 6 hat den Vorteil, dass bei der Kalibriermessung das gleiche Anregungs- und Auswertungsprinzip, wie bei der eigentlichen Messung verwendet wird. Der Kalibrier-Anregungspuls regt einen Wärmestrom im Objekt an. Die Kalibrierkurve ist ein hieraus resultierender zeitlicher Verlauf der Oberflächentemperatur in dem mindestens einen Oberflächenbereich der Oberfläche des Objekts. Dies vereinfacht die Durchführung des Kalibrierschritts. Insbesondere können für den Kalibrierschritt eine Anregungsquelle und ein Detektor verwendet werden, welche auch zur Einstrahlung der mindestens zwei Anregungspulse bei der Messung beziehungsweise zur Detektion des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur dienen. Zusätzliche Apparaturen für den Kalibrierschritt werden nicht benötigt. Dies verringert den Rüstaufwand des Verfahrens.
Ein Kalibrierschritt nach Anspruch 7 hat den Vorteil, dass der Zeitabstand durch die Laufzeit eines durch den Kalibrier-Anregungspuls erzeugten Wärmestroms einfach und präzise bestimmt wird. Der Wärmestrom beginnt mit der Anregung durch den Kalibrier-Anregungspuls am Einstrahl-Zeitpunkt in das Objekt zu laufen, wird an einer inneren Struktur reflektiert und erzeugt bei Wiedererreichen der Oberfläche die Abweichung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur von einem Soll-Verlauf. Da der Kalibrier-Anregungspuls die Oberflächentemperatur erhöht, kann der Soll-Verlauf einem Abfall, insbesondere einem exponentiellen Abfall der Oberflächentemperatur entsprechen. Die Abweichung ist in diesem Fall eine Erhöhung der Oberflächentemperatur relativ zu dem Soll-Verlauf. Die Abweichung kann insbesondere als ein Anstieg der Oberflächentemperatur, insbesondere als ein Plateau oder ein lokales Maximum der Oberflächentemperatur detektiert werden. Der Referenz-Zeitpunkt ist durch den Zeitpunkt definiert, an welchem die Abweichung der Oberflächentemperatur von dem Soll-Verlauf am ausgeprägtesten ist. Für den Fall, dass die Abweichung als lokales Maximum im zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur detektierbar ist, stimmt der Referenz-Zeitpunkt somit mit dem Zeitpunkt des lokalen Maximums überein. Der Referenz-Zeitpunkt entspricht somit im Wesentlichen dem Zeitpunkt, an welchem der Wärmestrom nach der Reflexion an der inneren Struktur wieder die Oberfläche des Objekts erreicht.
Hierdurch ist der Zeitabstand aufeinanderfolgender Anregungspulse derart festgelegt, dass sich die durch aufeinanderfolgende Anregungspulse erzeugten Wärmeströme besonders effektiv überlagern. Das Signal-zu-Rausch-Verhältnis ist bei gleichbleibender Anzahl von Anregungspulsen weiter verbessert.
Ein Verfahren nach Anspruch 8 ermöglicht eine schnelle und präzise Messung. Insbesondere ist ein separater Kalibrierschritt nicht nötig. Vielmehr kann der Kalibrierschritt zeitgleich mit der Messung erfolgen. In diesem Fall dient der erste auf die Oberfläche eingestrahlte Anregungspuls gleichzeitig als Kalibrier-Anregungspuls. Sobald bei der Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur eine Änderung des zeitlichen Verlaufs, insbesondere einen Temperaturanstieg registriert wird, kann ein weiterer Anregungspuls auf die Oberfläche des Objekts eingestrahlt werden. Somit kann der Zeitabstand dynamisch während der Messung festgelegt werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 9 ist genau. Die Pulsdauer der Anregungspulse ist um viele Größenordnungen kleiner als die Laufzeiten t_L des Wärmestroms in dem Objekt. Insbesondere ist die Pulsdauer um mehrere Größenordnungen kleiner als der Zeitabstand aufeinanderfolgender Anregungspulse. Die aufeinanderfolgenden Anregungspulse beeinflussen sich nicht gegenseitig. Die Oberflächentemperatur wird durch die Anregungspulse sprunghaft erhöht. Insbesondere kann klar zwischen Sprüngen im zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur aufgrund der Anregungspulse und den lokalen Maxima der Oberflächentemperatur, welche durch an inneren Strukturen reflektierte Wärmeströme erzeugt werden, unterschieden werden. Die Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur ist präzise und eindeutig.
Ein Verfahren nach Anspruch 10 ist einfach und genau. Insbesondere im Vergleich mit Halogenstrahlern weisen Blitzlampen, Lasersysteme und LEDs eine geringe Trägheit, das heißt kurze Zeitkonstanten, auf. Hierdurch können Anregungspulse mit steilen Anstiegsflanken erzeugt werden, was einem breitbandigen Anregungspuls im Frequenzraum entspricht. Zudem sind hierdurch auf einfache Weise kurze Pulsdauern möglich. Blitzlampen, Lasersysteme und LEDs schwingen nicht nach. Ein eventuelles Nachglühen der Blitzlampen kann durch entsprechende optische Filter verhindert werden.
Ein Verfahren nach Anspruch 11 ermöglicht eine präzise und umfassende zerstörungsfreie Prüfung des Objekts. Insbesondere können innere Strukturen mit unterschiedlichen Tiefenlagen detektiert und vermessen werden. Die unterschiedlichen Tiefenlagen können beispielsweise in einem Kalibrierschritt ermittelt werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur nach Anregung mittels des Kalibrier-Anregungspulses verschiedene Abweichungen von dem Soll-Verlauf aufweist, welche jeweils innere Strukturen mit unterschiedlichen Tiefenlagen zugeordnet sind. Alternativ können verschiedene Tiefenlagen innerhalb des Objekts abgerastert werden, indem je abzurastender Tiefenlage ein entsprechender Zeitabstand gewählt und mindestens zwei Anregungspulse mit dem jeweiligen Zeitabstand eingestrahlt werden. Hierdurch können auch innere Strukturen, welche im Kalibrierschritt nicht aufgelöst werden konnten, detektiert und vermessen werden. Dies erhöht die Auffindwahrscheinlichkeit für innere Strukturen in den abgerasteten Tiefenlagen. Die Anzahl abzurasternder Tiefenlangen kann vorzugsweise an eine vorgegebene Gesamtdauer der Prüfung angepasst werden. Abzurasternde Tiefenlagen können beispielsweise zwischen 0,5 mm und 1 mm in Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Objekts beabstandet sein.
Es ist eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zur genauen und effektiven zerstörungsfreien Prüfung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Detektor zur Detektion eines zeitlichen Temperaturverlaufs und mindestens eine Anregungsquelle zur Erzeugung von Anregungspulsen. Zudem ist eine Auswerteelektronik vorhanden, welche zur Durchführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens ausgelegt ist.
Der Detektor ist insbesondere als Infrarotkamera ausgeführt, so dass der Temperaturverlauf der Oberfläche des zu prüfenden Objekts aufgezeichnet werden kann. Hierdurch ist eine räumlich aufgelöste Detektion und Auswertung der Oberflächentemperatur möglich. Die nacheinander auf die Oberfläche einzustrahlenden Anregungspulse können durch eine Anregungsquelle oder durch mehrere Anregungsquellen erzeugt werden. Insbesondere kann je Anregungspuls eine Anregungsquelle vorgesehen sein.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 13 ermöglicht Anregungspulse mit kurzer Pulsdauer und steiler Anstiegsflanke. Je einzustrahlendem Anregungspuls kann eine Anregungsquelle vorgesehen sein. Insbesondere kann je einzustrahlendem Anregungspuls eine Blitzlampe verwendet werden. Aufgrund der langen Laufzeit des Wärmestroms in dem Objekt ist der Zeitabstand aufeinanderfolgender Anregungspulse groß genug, dass aufeinanderfolgende Anregungspulse auch mittels einer einzigen Blitzlampe erzeugt werden können. Alternativ kann auch vorgesehen sein, jeden Anregungspuls durch mehrere synchron angesteuerte, bevorzugt symmetrisch bezüglich eines Mittelpunkts der Oberfläche des Objekts angeordnete Anregungsquellen zu erzeugen. Hierdurch kann eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung der Oberfläche des Objekts erzielt werden.
Eine Vorrichtung nach Anspruch 14 ist günstig und effektiv. Mikrobolometer, insbesondere niedrigpreisige Mikrobolometer, weisen ein höheres thermisches Rauschen als hochpreisige Kameratechnik, wie z. B. gekühlte Quantendetektoren, auf. Aufgrund des erhöhten Signal-zu-Rausch-Verhältnisses kann die Messung jedoch auch mit Mikrobolometern bei gleichzeitig hoher Auffindwahrscheinlichkeit und Genauigkeit der Messung durchgeführt werden. Gegenüber teurer Kameratechnik zeichnen sich Mikrobolometer durch eine hohe Robustheit aus. Dies verlängert die Lebensdauer der Vorrichtung.
Eine Schnittstelle nach Anspruch 15 ermöglicht, die Prüfung an die Eigenschaften des zu prüfenden Objekts anzupassen. Die Prüfung ist effektiv und genau. Die Eingabe der Eigenschaften des Objekts kann manuell oder automatisch über eine Daten-Schnittstelle erfolgen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Eigenschaften des Objekts, insbesondere die Wärmeleitfähigkeit, die Dichte und/oder die Wärmekapazität des Objekts, von einer vorgelagerten Produktionseinheit an die Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung weitergeleitet werden.
Die weiteren Vorteile der Vorrichtung entsprechen denen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren. Es zeigen:

1 einen schematischen Messaufbau mit einer Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts,
2 einen schematischen Verfahrensablauf zur zerstörungsfreien Prüfung des Objekts, und
3 einen zeitlichen Verlauf einer Oberflächentemperatur auf einer Oberfläche des Objekts bei der Durchführung der Messung gemäß 2.

In 1 ist ein Messaufbau zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts 1 mit Hilfe einer Vorrichtung 2 gezeigt.
Das Objekt 1 ist ein Kunststoffbauteil. Das Objekt 1 ist aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit λ, einer Dichte ρ und einer Wärmekapazität c gefertigt. Das Objekt 1 weist eine der Vorrichtung 2 zugewandte Oberfläche 3 auf. In einer Tiefenlage d unter der Oberfläche 3 des Objekts 1 befindet sich eine innere Struktur 4 in Form einer Fehlstelle. Die Fehlstelle 4 weist parallel zu der Oberfläche 3 eine laterale Ausdehnung 5 auf.
Die Vorrichtung 2 weist Anregungsquellen 6 in Form von Blitzlampen und einen Detektor 7 auf. Der Detektor 7 ist eine als Mikrobolometer ausgeführte Infrarotkamera. Wie in 1 durch gestrichelte Linien dargestellt ist, deckt das Gesichtsfeld des Detektors 7 die gesamte Oberfläche 3 des Objekts 1 ab. Der Detektor 7 ist hierzu mittig gegenüber der Oberfläche 3 des Objekts 1 angeordnet. Die Blitzlampen 6 sind symmetrisch um den Detektor 7 angeordnet. Hierdurch ist eine gleichmäßige Ausleuchtung und Anregung der Oberfläche 3 durch die Blitzlampen 6 gewährleistet. Alternativ kann die Vorrichtung 2 auch nur eine Blitzlampe 6 aufweisen.
Die Blitzlampen 6 und der Detektor 7 sind mit einer Auswerteelektronik 8 in signal- und datenübertragender Weise verbunden. Die Auswerteelektronik 8 steuert die Blitzlampen 6 und den Detektor 7 an. Zudem wertet die Auswerteelektronik 8 von dem Detektor 7 empfangene Daten aus. Die Auswerteelektronik 8 weist eine Schnittstelle 9 auf. Mit Hilfe der Schnittstelle 9 können Eigenschaften des Objekts 1, beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit λ, die Dichte ρ und die Wärmekapazität c, und/oder eine zu prüfende Tiefenlage an die Auswerteelektronik 8 übermittelt werden. Die Schnittstelle 9 ist als Daten-Schnittstelle mit Verbindung zu einer vorgelagerten Produktionseinrichtung ausgeführt. In alternativen Ausführungsformen kann die Schnittstelle 9 auch zur manuellen Eingabe der Objekteigenschaften ausgeführt sein.
Mit Hilfe der Blitzlampen 6 können Anregungspulse I_n in Form von Blitzlicht auf die Oberfläche 3 des Objekts 1 eingestrahlt werden. Der Index n = 0, 1, 2, ... nummeriert die zeitlich aufeinanderfolgenden Anregungspulse I_n durch. Durch die Anregungspulse I_n wird die Oberfläche 3 des Objekts 1 angeregt. Hierdurch erhöht sich eine Oberflächentemperatur T des Objekts 1 sprunghaft. Aufgrund der erhöhten Oberflächentemperatur T der Oberfläche 3 wird ein Wärmestrom Q_n in dem Objekt 1 erzeugt. Der Index n nummeriert hierbei wieder die Wärmeströme Q_n , welche jeweils einem Anregungspuls I_n zugeordnet werden können, durch.
In einem Oberflächenbereich 10 der Oberfläche 3, unter welchem keine Fehlstelle oder sonstige innere Struktur liegt, kann der Wärmestrom Q_n das Objekt 1 ungestört durchlaufen. In einem Oberflächenbereich 11 der Oberfläche 3, der einen lateralen Überlapp mit der lateralen Ausdehnung 5 der Fehlstelle 4 aufweist, dringt der Wärmestrom Q_n in das Objekt 1 ein und wird bei Erreichen der Fehlstelle 4 zumindest teilweise reflektiert und läuft als reflektierter Wärmestrom Q_n' zurück an die Oberfläche 3. Wenn der reflektierte Wärmestrom Q_n' die Oberfläche 3 erreicht, ändert beziehungsweise erhöht sich im Oberflächenbereich 11 die Oberflächentemperatur T. An der Oberfläche 3 wird der reflektierte Wärmestrom Q_n' wiederum zumindest teilweise reflektiert und läuft als Wärmestrom Q_n" wieder in Richtung der Fehlstelle 4. Im Bereich der lateralen Ausdehnung 5 der Fehlstelle 4 wird der Wärmestrom Q_n daher mehrmals zwischen der Fehlstelle 4 und dem Oberflächenbereich 11 hin und her reflektiert. Immer wenn ein von der Fehlstelle 4 reflektierter Wärmestrom Q_n' die Oberfläche 3 erreicht, ist dies als Änderung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 11 detektierbar.
Der Detektor 7 detektiert den zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur T der Oberfläche 3 des Objekts 1 räumlich aufgelöst. Der detektierte zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T wird von dem Detektor 7 an die Auswerteelektronik 8 weitergeleitet und dort ausgewertet. Die durch den an der Fehlstelle 4 reflektierten Wärmestrom Q_n' im Oberflächenbereich 11 bewirkte Änderung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur T kann somit ausgewertet werden, wodurch die Fehlstelle 4 detektiert und/oder vermessen werden kann.
Das Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung des Objekts 1 mit Hilfe der Vorrichtung 2 wird anhand der 2 und 3 näher beschrieben. In 2 ist ein schematischer Verfahrensablauf zur zerstörungsfreien Prüfung gezeigt. In 3 ist der Verlauf der Oberflächentemperatur T über die Zeit t im Oberflächenbereich 10 und im Oberflächenbereich 11 der Oberfläche 3 gezeigt.
Zunächst wird das Objekt 1 mit der Oberfläche 3 in einem Bereitstellungsschritt 12 bereitgestellt. Im Bereitstellungsschritt 12 können auch Eigenschaften des Objekts mittels der Schnittstelle 9 an die Auswerteelektronik 8 übergeben werden.
An dem Bereitstellungsschritt 12 schließt sich ein Kalibrierschritt 13 an. Während des Kalibrierschritts 13 wird der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T der Oberfläche 3 mit Hilfe des Detektors 7 detektiert. Im Kalibrierschritt 13 wird zu einem Einstrahl-Zeitpunkt t₀ ein Kalibrier-Anregungspuls I₀ mit Hilfe der Blitzlampen 6 auf die Oberfläche 3 des Objekts 1 eingestrahlt. Der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 10, welcher sich aufgrund des Kalibrier-Anregungspulses I₀ ergibt, ist in 3 als Kalibrierkurve 14 (durchgezogene Linie) dargestellt. Zum Einstrahl-Zeitpunkt t₀ steigt die Oberflächentemperatur T der Oberfläche 3 sprunghaft an. Der sprunghafte Anstieg ist, da er unmittelbar auf den Kalibrier-Anregungspuls I₀ zurückzuführen ist, in dem Verlauf der Oberflächentemperatur T in 3 ebenfalls als I₀ gekennzeichnet. Da sich der Wärmestrom Q₀ in einem dem Oberflächenbereich 10 zugeordneten Teil des Objekts 1 ungehindert ausbreitet, fällt die Oberflächentemperatur T der Kalibrierkurve 14 nach dem Kalibrier-Anregungspuls I₀ exponentiell ab. Die Kalibrierkurve 14 ist einem Teil des Objekts lohne Fehlstelle 4 zuzuordnen und stellt daher einen Soll-Verlauf für den Kalibrierschritt 13 dar.
In 3 ist zudem eine Kalibrierkurve 15 (gestrichelte Kurve) gezeigt, welche den zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 11 als Reaktion auf den Kalibrier-Anregungspuls I₀ zeigt. Zum Einstrahl-Zeitpunkt t₀ des Kalibrier-Anregungspulses I₀ steigt die Oberflächentemperatur T sprunghaft an und fällt hieraufhin exponentiell ab. Der Wärmestrom Q₀ erreicht nach einer Laufzeit t_L die Fehlstelle 4 und wird von dieser als Wärmestrom Q₀' reflektiert. Nach nochmaligem Verstreichen der Laufzeit t_L erreicht der reflektierte Wärmestrom Q₀' wieder die Oberfläche 3 im Oberflächenbereich 11. Dies zeigt sich in der Kalibrierkurve 15 durch eine Abweichung der Oberflächentemperatur T von dem Soll-Verlauf 14. Der reflektierte Wärmestrom Q₀' erzeugt relativ zu dem Soll-Verlauf 14 eine Erhöhung der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 11. Die Erhöhung zeichnet sich als ein erstes Plateau M₁ der Oberflächentemperatur T zu einem Referenz-Zeitpunkt t₁ ab. Im Kalibrierschritt 13 wird aus der Differenz der Zeitpunkte t₁ und t₀ ein Zeitabstand Δt bestimmt: Δt = t₁ - t₀. Der Zeitabstand Δt entspricht im Wesentlichen der doppelten Laufzeit t_L, die der Wärmestrom Q₀ benötigt, um bis in die Tiefenlage d unter der Oberfläche 3 des Objekts 1 zu propagieren.
Der Zeitabstand Δt ist daher abhängig von der Tiefenlage d der Fehlstelle 4.
An den Kalibrierschritt 13 schließt sich der eigentliche Messschritt 16 an. Während des Messschritts 16 wird in einem Detektierschritt 17 der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T der Oberfläche 3 mit Hilfe des Detektors 7 detektiert. Der detektierte zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 10 der Oberfläche 3 ist als Messkurve 18 (alternierend gestrichelte und gepunktete Linie) in 3 dargestellt. Der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 11 der Oberfläche 3 ist als Messkurve 19 (gepunktete Linie) in 3 aufgetragen. Der Messschritt 16 erfolgt nach dem Kalibrierschritt 13. Dementsprechend werden die Messkurven 18, 19 nach den Kalibrierkurven 14, 15 detektiert und ausgewertet. Die Kurven 14, 15, 18, 19 sind lediglich zum vereinfachten Vergleich der relevanten Zeitskalen über einer gemeinsamen Zeitachse aufgetragen.
Während des Detektierschritts 17 werden in einem Einstrahlschritt 20 mindestens zwei Anregungspulse I_n auf die Oberfläche 3 des Objekts 1 eingestrahlt. In 3 ist die Einstrahlung dreier Anregungspulse I_n, n = 1, 2, 3, gezeigt. Jeder Anregungspuls I_n resultiert hierbei in einem in den Messkurven 18, 19 ersichtlichen sprunghaften Anstieg der Oberflächentemperatur T. In alternativen Ausführungsformen können auch nur zwei Anregungspulse oder mehr als drei Anregungspulse eingestrahlt werden.
Aufeinanderfolgende Anregungspulse I_n und I_n+1 werden in dem im Kalibrierschritt 13 bestimmten Zeitabstand Δt zueinander eingestrahlt. Aufgrund der Bestimmung des Zeitabstandes Δt im Kalibrierschritt 13 erfolgt jeder weitere Anregungspuls I_n+1 genau dann, wenn der durch den vorhergehenden Anregungspuls I_n erzeugte und an der Fehlstelle 4 reflektierte Wärmestrom Q_n' wieder die Oberfläche 3 des Objekts 1 im Oberflächenbereich 11 erreicht und dort eine Änderung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur T hervorruft. Auf diese Weise überlagern sich der wieder ins Objektinnere zurücklaufende Wärme strom Q_n" und der neu induzierte Wärmestrom Q_n+1 konstruktiv und addieren sich zu einem erhöhten Gesamtwärmestrom Q senkrecht zu der Oberfläche 3 des Objekts 1 auf. Hierdurch tritt die hervorgerufene Änderung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur T im Oberflächenbereich 11 für jeden weiteren Anregungspuls I_n deutlicher hervor: Nach Einstrahlen des ersten Anregungspulses I₁ ist in der Messkurve 19 nach dem Zeitabstand Δt ein erstes Plateau M₁ der Oberflächentemperatur T ersichtlich. Im Zeitpunkt dieses Plateaus wird der zweite Anregungspuls I₂ eingestrahlt. Nach erneutem Verstreichen des Zeitabstandes Δt entsteht ein stärker ausgeprägtes Plateau M₂ in der Oberflächentemperatur T, zu dessen Zeitpunkt der dritte Anregungspuls I₃ eingestrahlt wird. Wiederum nach Verstreichen des Zeitabstands Δt zeichnet sich ein ausgeprägtes lokales Maximum M₃ der Oberflächentemperatur T in der Messkurve 19 ab. Durch die Verstärkung des Gesamtwärmestroms Q in dem Objekt 1 wird somit das Signal-zu-Rausch-Verhältnis verbessert. Das lokale Maximum M₃ der Oberflächentemperatur T ist durch den Detektor 7 präzise und eindeutig detektierbar.
An den Messschritt 16 mit dem Detektionsschritt 17 und dem Einstrahlschritt 20 schließt sich ein Auswerteschritt 21 an. Im Auswerteschritt 21 wird der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T, welcher im Detektionsschritt 17 detektiert wurde, ausgewertet. Die Auswertung erfolgt für alle räumlich aufgelösten Bereiche der Oberfläche 3 des Objekts 1. So werden zumindest die die Messkurven 18, 19 der Oberflächenbereiche 10, 11 ausgewertet. Durch das erhöhte Signal-zu-Rausch-Verhältnis kann die laterale Ausdehnung 5 der Fehlstelle 4 genau vermessen werden. Hierdurch lassen sich Rückschlüsse auf den Einfluss der Fehlstelle 4 auf die strukturelle Integrität des Objekts 1 ziehen.
Das erhöhte Signal-zu-Rausch-Verhältnis erhöht die Auffindwahrscheinlichkeit bei der Detektion von Fehlstellen. Das Auflösungsvermögen bei der zerstörungsfreien Prüfung bestimmt sich allgemein durch das Verhältnis der lateralen Ausdehnung zu der Tiefenlage der Fehlstelle. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnten neben der Fehlstelle 4 noch weitere kleinere Fehlstellen in der Tiefenlage d in dem Objekt 1 vorhanden sein. Diese Fehlstellen könnten bei Durchführung des Kalibrierschritts 13 aufgrund ihrer kleinen lateralen Ausdehnung eventuell nicht aufgelöst werden. Durch Einstrahlen mehrerer Anregungspulse I_n mit einem an die Tiefenlage d angepassten Zeitabstand Δt wird das Signal-zu-Rausch-Verhältnis erhöht und somit werden auch die zusätzlichen, kleineren Fehlstellen detektierbar.
Wie in 3 zu sehen ist, bewirken die Anregungspulse I_n einen sprunghaften Anstieg der Oberflächentemperatur T. Dies wird durch eine steile Anstiegsflanke der Anregungsimpulse I_n und eine geringe Pulsdauer der Anregungspulse I_n im Bereich zwischen 100 µs und 3000 µs gewährleistet. Die Pulsdauer der Anregungspulse ist um mehrere Größenordnungen kleiner als der Zeitabstand Δt. Die Anregungspulse I_n beeinflussen weder sich gegenseitig noch die Auswertung des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur T. Somit kann die Laufzeit t_L und damit der Zeitabstand Δt genau bestimmt werden.
Nach dem Auswerteschritt 21 kann der Messschritt 16 und der Auswerteschritt 21 für eine weitere Tiefenlage d* wiederholt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn in den Kalibrierschritt 13 mehrere lokale Maxima der Oberflächentemperatur T zu unterschiedlichen Zeitpunkten, welche unterschiedlichen Tiefenlagen entsprechen, detektiert werden.
Die Kalibrierkurve 15 in 3 zeigt ein weiteres Plateau M₁* des zeitlichen Verlaufs der Oberflächentemperatur T zum Referenz-Zeitpunkt t₁*. Dieses Plateau kann einer Fehlstelle in einer tieferen Tiefenlage d* zugeordnet werden. Aus der Differenz der Zeitpunkte t₁* - t₀ lässt sich der Zeitabstand Δt* für die Messung in der Tiefenlage d* bestimmen. Im Allgemeinen wird der Messschritt 16 und der Auswerteschritt 21 für alle im Kalibrierschritt 13 ermittelten relevanten Zeitabstände Δt, Δt* wiederholt, um eine umfassende Prüfung des Objekts 1 vornehmen zu können.
In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens wird der Auswerteschritt 21 zeitgleich mit dem Detektierschritt 17 durchgeführt. In diesem Fall wird die Oberflächentemperatur T zeitlich und räumlich aufgelöst durch den Detektor 7 detektiert und zeitgleich mittels der Auswerteelektronik 8 ausgewertet. Auf die Durchführung des Kalibrierschritts 13 wird verzichtet. Vielmehr wird nach Einstrahlen des ersten Anregungspulses I₁ der zeitliche Verlauf der Oberflächentemperatur T auf der gesamten Oberfläche 3 oder nur in einzelnen, für die Messung relevanten Oberflächenbereichen ausgewertet. Sobald sich eine erste Temperaturänderung, insbesondere ein erster Temperaturanstieg in dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur T zeigt, legt die Auswerteelektronik 8 den Zeitabstand Δt fest und steuert die Blitzlampen 6 zur Einstrahlung eines weiteren Anregungspulses I₂ auf die Oberfläche 3 des Objekts 1 an. Weitere Anregungspulse I_n werden dann jeweils nach dem Zeitabstand Δt eingestrahlt.
In weiteren nicht dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens können verschiedene Tiefenlagen vermessen werden, ohne dass diese zuvor mit Hilfe des Kalibrierschritts 13 bestimmt werden. Das Objekt 1 kann hierdurch in festgelegten Tiefenlagen untersucht werden. Dies hat den Vorteil, dass Fehlstellen, die aufgrund ihrer geringen lateralen Ausdehnung im Kalibrierschritt 13 nicht aufgelöst werden können, bei der Vermessen der entsprechenden Tiefenlage detektiert und vermessen werden können.
Für das Abrastern verschiedener Tiefenlagen kann der Zeitabstand für die jeweilige Tiefenlage theoretisch aus der erwarteten Laufzeit t_L des Wärmestroms Q in dem Objekt 1 abgeschätzt werden. Hierzu können verschiedene theoretische Modelle der Wärmeleitung in dem Objekt 1 angewandt werden. Die Laufzeit t_L, die der Wärmestrom benötigt, um bis in die Tiefenlage d zu propagieren, lässt sich über die Materialeigenschaften Dichte ρ, Wärmeleitfähigkeit λ und Wärmekapazität c des Objekts 1 beispielsweise mit folgender Formel abschätzen: $t_{L} \approx \frac{1,38 d^{2} ρ c}{2 π^{2} λ} .$
In weiteren Ausführungsbeispielen wird das zur theoretischen Beschreibung der Wärmeleitung herangezogene Modell an die Stoffeigenschaften des Objekts 1 angepasst. Die Anzahl der abzurasternden Tiefenlagen wird an eine maximale Gesamtdauer der Prüfung des Objekts 1 angepasst. Alternativ wird ein räumlicher Abstand der abzurasternden Tiefenlagen festgelegt. Für Objekte 1 aus Kunststoff ist ein räumlicher Abstand von 0,5 mm bis 1 mm in Richtung senkrecht zu der Oberfläche 3 angemessen.
In weiteren Ausführungsbeispielen sind die Anregungsquellen durch Lasersysteme oder LEDs realisiert.

Claims

Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts (1) mit folgenden Schritten - Bereitstellen eines Objekts (1) mit einer Oberfläche (3), - Festlegen eines Zeitabstands (Δt), wobei der Zeitabstand (Δt) in Abhängigkeit von einer zu prüfenden Tiefenlage (d) unter der Oberfläche (3) des Objekts (1) gewählt wird, - Einstrahlen mindestens zweier Anregungspulse (I_n) auf die Oberfläche (3) zur Erzeugung eines Wärmestroms (Q_n) in dem Objekt (1) senkrecht zu der Oberfläche (3), wobei aufeinanderfolgende Anregungspulse (I_n) in dem Zeitabstand (Δt) zueinander eingestrahlt werden, - Detektieren eines Verlaufs (18, 19) einer Oberflächentemperatur (T) der Oberfläche (3) des Objekts (1) über die Zeit (t), und - Auswerten des detektierten zeitlichen Verlaufs (18, 19) der Oberflächentemperatur (T).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitabstand (Δt) der aufeinanderfolgenden Anregungspulse (I_n) in einem Bereich von 1,5 t_L bis 2,5 t_L liegt, wobei t_L eine Laufzeit ist, die der Wärmestrom (Q_n) benötigt, um bis in die Tiefenlage (d) unter der Oberfläche (3) des Objekts (1) zu propagieren.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitabstand (Δt) aus der Tiefenlage (d) und Eigenschaften des Objekts (1), insbesondere einer Wärmeleitfähigkeit (λ), einer Dichte (p) und/oder einer Wärmekapazität (c) des Objekts (1), bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf (18, 19) der Oberflächentemperatur (T) räumlich aufgelöst detektiert und ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kalibrierschritt (13) zur Festlegung des Zeitabstands (Δt) aufeinanderfolgender Anregungspulse (I_n).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Kalibrierschritt (13) ein Kalibrier-Anregungspuls (I₀) auf die Oberfläche (3) des Objekts (1) eingestrahlt wird und eine Kalibrierkurve (14, 15) der Oberflächentemperatur (T) über die Zeit (t) in mindestens einem Oberflächenbereich (10, 11) der Oberfläche detektiert und ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitabstand (Δt) aus der Differenz eines Referenz-Zeitpunkts (t₁), an welchem die Kalibrierkurve (14, 15) von einem aufgrund des Einstrahlens des Kalibrier-Anregungspulses (I₀) zu erwartenden Soll-Verlauf (14) abweicht, mit einem Einstrahl-Zeitpunkts (t₀) des Einstrahlens des Kalibrier-Anregungspulses (I₀) errechnet wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der detektierte zeitliche Verlauf (18, 19) der Oberflächentemperatur (T) instantan ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungspulse (I_n) und/oder der Kalibier-Anregungspuls (I₀) eine Pulsdauer zwischen 100 µs und 3000 µs aufweisen.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungspulse (I_n) und/oder der Kalibrier-Anregungspuls (I₀) mittels Blitzlampen, Lasersystemen und/oder LEDs erzeugt werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unterschiedliche Tiefenlagen (d, d*) vermessen werden, indem je Tiefenlage (d, d*) mindestens zwei Anregungspulse (I_n) mit an die jeweilige Tiefenlage (d, d*) angepasstem Zeitabstand (Δt, Δt*) eingestrahlt werden.
Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung eines Objekts (1), umfassend - mindestens eine Anregungsquelle (6) zur Erzeugung von Anregungspulsen (I₀, I_n), - mindestens einen Detektor (7) zur Detektion eines zeitlichen Temperaturverlaufs (T), - eine Auswerteelektronik (8), wobei die Auswerteelektronik (8) zur Durchführung eines Messverfahrens mit den folgenden Schritten ausgelegt ist: - Festlegen eines Zeitabstands (Δt), wobei der Zeitabstand (Δt) in Abhängigkeit von einer zu prüfenden Tiefenlage (d) unter einer Oberfläche (3) eines zu prüfenden Objekts (1) gewählt wird, - Einstrahlen mindestens zweier Anregungspulse (I_n) auf die Oberfläche (3) mithilfe der mindestens einen Anregungsquelle (6) zur Erzeugung eines Wärmestroms (Q_n) in dem Objekt (1) senkrecht zu der Oberfläche (3), wobei aufeinanderfolgende Anregungspulse (I_n) in dem Zeitabstand (Δt) zueinander eingestrahlt werden, - Detektieren eines Verlaufs (18, 19) einer Oberflächentemperatur (T) der Oberfläche (3) des Objekts (1) über die Zeit (t) mittels des mindestens einen Detektors (7), und - Auswertung des detektierten zeitlichen Verlaufs (18, 19) der Oberflächentemperatur (T).
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Anregungsquelle (6) als Blitzlampe, Lasersystem und/oder LED ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Detektor (7) als Mikrobolometer ausgeführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteelektronik (8) eine Schnittstelle (9) zur Eingabe von Eigenschaften, insbesondere einer Wärmeleitfähigkeit (λ), einer Dichte (p) und/oder einer Wärmekapazität (c), des Objekts (1), umfasst.