DE112013006039T5

DE112013006039T5 - Verfahren und System zur Prüfung eines Musterteils mit Hilfe der Thermographie

Info

Publication number: DE112013006039T5
Application number: DE112013006039.6T
Authority: DE
Inventors: Peter Stolz; Hans Heissenstein; Raiko Meinhardt-Wildegger
Original assignee: DCG Systems Inc
Current assignee: FEI EFA Inc
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-11-13
Publication date: 2016-01-14
Also published as: JP6301951B2; US20150339830A1; EP2743688A1; US9905014B2; JP2016501376A; EP2743688B1; WO2014095170A1; SG11201504790SA

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zerstörungsfreien, störungsfreien und bilderzeugenden Prüfung von einem Musterteil mit Hilfe von Wärmefluss-Thermographie. Das Verfahren umfasst das Anregen des Musterteils wenigstens zweimal unabhängig voneinander durch Wärmeimpulse von der Anregungsquelle, das Erfassen eines ersten Wärmebildes der Oberfläche des Musterteils an einem ersten Zeitabstand Δt1 eines ersten Triggers des Wärmeimpulses, wobei der erste Zeitabstand Δt1 für Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit in einer ersten Tiefe unterhalb der Oberfläche des Musterteils ist, Aufnehmen eines zweiten Wärmebildes der Oberfläche des Musterteils dann ab einem zweiten Zeitabstand Δt2 von einer zweiten. Entwicklung des Wärmeimpulses, wobei der zweite Zeitabstand Δt2 charakteristisch für Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit in einer zweiten Tiefe unterhalb der ersten Tiefe ist, und Aufnehmen von Wärmebildern der Oberfläche des Musterteils an weiteren Zeitabständen Δtn von jeglichen nachfolgenden Triggerungen des Wärmepulses, wobei die weiteren Zeit Abstände Δtn charakteristisch für Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit in weiteren Tiefen ist, die tiefer als die zweite Tiefe liegen, und Extrahieren von den Wärmebildern als eine Anzeige für die Anwesenheit jeglicher Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit an zugehörigen Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils. Das System ist konfiguriert, das vorstehende Verfahren auszuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur zerstörungsfreien, berührungsfreien und bilderzeugenden Prüfung eines Musterteils mit Hilfe einer Wärmefluss-Thermographie, wobei die Prüfung in einer Auswertung von jeglichen Gradienten einer Wärmeflussgeschwindigkeit an respektiven Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils steht, wobei das Musterteil durch Wärmepulse von wenigstens einer Anregungsquelle angeregt wird und Wärmebilder eines Wärmeflusses, der von den Wärmepulsen verursacht wird, durch wenigstens eine Infrarotkamera aufgenommen werden, und wobei die Wärmebilder mit Hilfe einer Signal- und Bildverarbeitung und mit einer Darstellung eines Wärmeflusses mit einer Auflösung in der Zeit und im Raum ausgewertet werden.
Eine zerstörungsfreie und berührungsfreie Messung von physikalischen Wärmecharakteristiken eines Schichtmaterials kann beispielsweise mit Hilfe einer punktuellen Laseranregung sowie einer Vielzahl von punktuellen Detektoren ausgeführt werden ( RU 2343465 C1 ). Dabei müssen die Laserstrahlquelle und auch die Detektoren entlang einer Oberfläche des zu inspizierenden Materials bewegt werden, um eine die Oberfläche abdeckende Messung sicherzustellen. Dieses Verfahren ist jedoch ebenfalls nicht geeignet, mit der industriellen Fabrikation Schritt zu halten.
Neben den bekannten zerstörungsfreien Verfahren zur Auswertung der Schichtstruktur eines Schichtmaterials, beispielsweise Verfahren unter Verwendung von Ultraschall, einem Magnetfeld oder von Wirbelströmen, oder eine Thermographie mit aktivem Wärmefluss in den letzten Jahren für ein Abbildungs-Messverfahren etabliert. Die Prozeduren, die mit diesem Verfahren implementiert werden, basieren auf der Auswertung des Wärmetransports durch das auszumessende Material als eine Funktion der Oberflächentemperatur in Transmission oder Reflexion. Der erzeugte Wärmefluss wird durch einzelne Energieimpulse oder durch periodisch sich wiederholende Energieimpulse angeregt und wird dann mit Hilfe einer Infrarotkamera in einer Sequenz von Bildern aufgenommen. Aus der Analyse der Pixelbezogenen Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit wird ein charakteristischer Wert abgeleitet (beispielsweise durch eine Fourier-Transformation oder Lock-in-Korrelation), welches das zeitliche Verhalten der Wärmewelle durch das Schichtsystem beschreibt und welches mit einem Schichtdickenwert korreliert wird, der durch andere, zerstörende oder kontaktierende Verfahren ermittelt wird („Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing“, Xavier P.V. Maldague, John Wiles & Sons, Inc., 2001). In solch einem Verfahren kann eine impulsartige Anregung ein Blitz- ( EP 1 203 2 24 B1 ) oder eine Kurzanwendung eines Heiz- oder Kühlgases, respektive, verwendet werden ( DE 10 2006 043 339 B4 ).
Die Wärmeflussthermographie wurde in den letzten Jahren als zerstörungsfreies und berührungsfreies Prüfverfahren etabliert. Nach diesem Verfahren wird ein Musterteil durch wenigstens eine Quelle angeregt, um einen Wärmefluss zu erzeugen. Die aus dem Musterteil austretende Wärmestrahlung wird durch wenigstens eine Infrarotkamera in einer Sequenz von Bildern aufgenommen und an eine Recheneinheit weitergegeben. Resultierende Bilder verschiedener Typen können in der Recheneinheit erzeugt werden, wodurch ein Wärmebild oder ein Amplituden- oder Phasenbild, respektive, abgeleitet wird (Theory and Practice of Infrared Technology für Nondestructive Testing Xavier P.V. Maldague, John Wiles & Sons, Inc., 2001).
Ein Verfahren zur Prüfung einer Anschlussverbindung durch Thermographie ist in DE 10 2001 120 808.2 beschrieben, wo eine Abbildung mit hoher Zeit- und Ort-Auflösung bereitgestellt wird, die in Bezug auf beide Parameter skalierbar ist zur Prüfung einer Anschlussverbindung (beispielsweise ein Wiederstands-Schweißpunkt oder eine Laser-Schweißnaht) aus solchen thermisch dünnen Schichten. Dadurch kann beispielsweise eine Schweißpunktlinse in einem Wiederstands-Schweißpunkt, der überprüft werden soll, von ihrer näheren Umgebung (Schweiß-Klebemittel) unterschieden werden. In diesem Kontext sollen Intensitätsschwankungen der Anregungsquelle, der Zustand und die Charakteristiken der Materialoberfläche und auch die Dicke des Materials das Messergebnis nicht wesentlich beeinflussen. Daher muss das resultierende Bild verwendet werden, welches nicht einen Absolutwert des Wärmeflusses oder seiner Geschwindigkeit, respektive, durch die zu überprüfende Schweißverbindung sondern stattdessen eine entsprechende lokale Geschwindigkeitsdifferenz des Wärmeflusses repräsentiert. Solch ein resultierendes Bild kann beispielsweise durch die Infrarot-Lock-In Thermographie erzeugt werden, wobei ein sogenanntes Phasenbild erzeugt wird (Theory and Practice of Infrared Technology für Nondestructive Testing Xavier P.V. Maldague, John Wiles & Sons, Inc., 2001). Solch ein Phasenbild zeigt die Laufzeit der thermischen Wellen in der Materialanordnung. Dadurch werden die Wärmeleitfähigkeitsdifferenzen zwischen den unterschiedlichen Bildpunkten der zu überprüfenden Materialverbindung sichtbar.
Die geometrische Auflösung eines Messsystems kann dabei mit Hilfe von hochauflösenden Kameras und entsprechenden Objektivlinsen, respektive, nahezu beliebig ausgedehnt werden. Die maximale Zeitauflösung ist jedoch durch das Kamerasystem fest vorgegeben. Die Bildwiederholfrequenz, die durch moderne Detektormatrizen von Infrarotkameras erreichbar sind, wenn alle gegenwärtig zur Verfügung stehenden Detektorelemente verwendet werden (Vollbildbetriebsweise = 640 × 512 Pixel beispielsweise) sind in dem Bereich von 100–200 Bilder pro Sekunde. Dies ist nicht ausreichend, um die thermischen Antwortsignale von dünneren Schichten oder von Schichten aus thermisch schnellen Materialien, die sogenannte thermisch dünne Schichten bilden, aufzulösen.
US 2005/056786 A1 offenbart eine Pulssteuereinrichtung zum Steuern der Anregung einer Wärmequelle, die bei einer thermografischen Bilderzeugung verwendet wird. Die Pulssteuereinrichtung umfasst eine Leistungsquelle, eine Wärmequelle, die mit der Leistungsquelle gekoppelt ist, eine Einrichtung, die mit der Leistungsquelle gekoppelt ist und die der Leistungsquelle ein Signal gibt, um elektrische Leistung an die Wärmequelle abzuliefern, einen Sensor, um die Lieferung von elektrischer Leistung an die Wärmequelle abzutasten, ein Blitz-Dauer-Modul, der mit dem Sensor gekoppelt ist, um eine Zeitdauer zu messen, und eine Austasteinrichtung, die mit dem Blitz-Dauer-Modul gekoppelt ist, um die elektrische Leistung auszutasten, die von der Wärmequelle verwendet wird. Auch ein Verfahren zur thermografischen Auswertung eines Musterteils ist offenbart. Es wird betont, dass diese Zusammenfassung bereitgestellt wird, um den Regeln zu entsprechen, die eine Zusammenfassung erfordern, welche einem Rechercheur oder einem anderen Leser die Möglichkeit gibt, den Gegenstand der technischen Offenbarung schnell festzustellen. Es wird geliefert unter dem Verständnis dass es nicht verwendet wird, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder einzuschränken.
US 2005/008215 A1 betrifft ein Verfahren zum Zusammenstellen thermografischer Daten einschließlich der Erfassung von Daten, die Anzeichen für eine monoton sich verändernde Charakteristik eines Musterteils anzeigen, das Sequenzieren der Daten oder eines Auszugs der Daten in eine Vielzahl von Gruppen, das Einteilen in Kategorien für jede Gruppe der Frequenzverteilung eines Merkmals der Daten oder eines Merkmals der abgeleiteten Daten und das Zusammenführen von einer oder mehreren Gruppen einer Zusammenstellung von zwei oder mehreren der Frequenzverteilungen.
US 2003/137318 A1 beschreibt Verfahren und Systeme zur Bereitstellung einer verbesserten Fehlerdetektion und -nalyse unter Verwendung von Infrarotthermographie. Testvektoren heizen Merkmale einer Einrichtung unter Test auf, um thermische Charakteristiken zu erzeugen, die bei der Identifizierung von Fehlstellen nützlich sind. Die Testvektoren werden zeitgesteuert, um den thermischen Kontrast zwischen Fehlstellen und umgebenden Merkmalen zu verbessern, sodass eine IR-Bilderzeugungseinrichtung in die Lage versetzt wird, verbesserte thermografische Bilder aufzunehmen. In einigen Ausführungsbeispielen maximiert eine Kombination aus Wechselstrom- und Gleichstrom-Testvektoren die Leistungsübertragung, um das Aufheizen und damit das Testen zu beschleunigen. Mathematische Transformationen, die auf die verbesserten Bilder angewendet werden, verbessern die Fehlstellendetektion und -analyse weiter. Einige Defekte erzeugen Bild-Artefakte oder „Fehlstellen-Artefakte“, die die Fehlstellen verdecken, wodurch die Aufgabe der Fehlstellen-Lokalisierung schwierig gemacht wird. Einige Ausführungsbeispiele verwenden Fehlstelle-Lokalisierungsalgorithmen, die Fehlstellen-Artefakte analysieren, um entsprechende Fehlstellen genau zu lokalisieren.
Gemäß US 2010/163732 A1 wird in einem Verfahren zur automatischen Inspektion einer Schweißnaht unter Verwendung von Wärmefluss-Thermographie ein Merkmal-Vektor bereitgestellt, der einen Zeitablauf des detektierten Wärmeflusses darstellt. Der Merkmal-Vektor wird verwendet, um für eine Serie von Wärmebildern ein erstes charakteristisches Wärmebild zu bestimmen, welches einem minimalen Wärmefluss durch ein zu überprüfendes Objekt entspricht, und ein zweites, charakteristisches Wärmebild, welches einem maximalen Wärmefluss durch das Objekt entspricht, wobei der Wärmefluss direkt von einer Anregungsquelle bereits abgebaut worden ist. Ein geeignetes Wärmebild wird aus der Serie der Wärmebilder verwendet, um die Schweißnaht in Bezug auf Fehlstellen verschiedener Fehlstellentypen für jeden Fehlstellentyp zu detektieren und auszuwerten, wobei charakteristische Wärmebilder als Referenzen verwendet werden, um ein jeweils geeignetes Wärmebild zu bestimmen.
Gegenwärtig wird versucht, dies durch eine große Einschränkung der sensiblen Detektoroberfläche (Teilbild-Betriebsweise) beispielsweise 16 × 16 Pixel, zu erreichen, was jedoch die Folge hat, dass die geometrische Auflösung verloren geht und dass trotzdem eine genügende Auflösung in der Zeit nicht sichergestellt werden kann. Das moderne Schichtmaterial besteht hauptsächlich aus solchen, sogenannten thermisch dünnen Schichten. Daher ist die Prüfung der gesamten Schichtstruktur eines Schichtmaterials mit hoher Zeit- und Orts-Auflösung von außerordentlicher ökonomischer und technischer Wichtigkeit.
indem man oberflächennahe Defekte so früh wie möglich in der Produktionslinie auffindet, kann man verhindern, dass hohe Mehrwerte zu fehlerhaften Teilen hinzugefügt werden. Daher müssen Bläschen, Kavitäten, Risse und ähnliche Defekte in Rohteilen detektiert werden, bevor eine weitere mechanische Verarbeitung durchgeführt wird. Daher ist die Prüfung der Oberflächen von Gussteilen mit hoher Zeit- und Orts-Auflösung von außerordentlicher ökonomischer und technischer Bedeutung.
Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zur zerstörungsfreien, berührungsfreien und bilderzeugenden Prüfung eines Musterteils mit Hilfe der Wärmeflussthermographie bereitzustellen, wobei die Prüfung aus einer Auswertung der Anwesenheit und/oder Tiefendistanzwerte von jeglichen Zeitgradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit (Defekte) von einer Oberfläche des Musterteils mit hoher Zeit- und Orts-Auflösung besteht.
Zu diesem Zweck umfasst das Verfahren der Erfindung die Merkmale von Anspruch 1. Dieses Verfahren gestattet die erforderliche Auflösung des Wärmebildes, da eine Vollrahmenkamera (beispielsweise eine Kamera mit 640 × 512 Pixel) verwendet wird, während die Zeitabstände Δt_n so ausgewählt werden, dass die Wärmebilder mit einer nahezu unendlichen, virtuellen Bildrate von wenigstens 10.000 Bildern pro Sekunde aufgenommen werden. Mit solch einer virtuellen Bildrate kann bei einem Hochgeschwindigkeit-Wärmefluss die Situation des Musterteils berücksichtigt werden, selbst wenn die Wärme-Dissiptation je nach dem Material des Musterteils nur zwischen 0,5 und 5 ms oder zwischen 5 und 50 ms benötigt mit einem Musterteil, das aus Aluminium, Kupfer oder Stahl, respektive, hergestellt ist. Das gesamte Messverfahren kann in einer sehr kurzen Zeitdauer abgeschlossen werden, d.h. beispielsweise in weniger als 2 s.
Mit anderen Worten werden die nützlichen Wärmebilder, die betrachtet werden sollen, in mehreren Durchgängen aufgenommen, wobei jeder Durchgang aus dem Triggern des Anregungsimpulses, der Aufzeichnung von wenigstens einem Wärmebild, das in der Folge betrachtet werden soll, und einer Aufzeichnung besteht, was auch das Ende des Durchlaufs ist.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Zeitabstände Δt_n auf diese Weise unabhängig einstellbar, wobei eine beliebige, gewünschte, virtuelle Bildrate durch eine geeignete Auswahl der Zeitabstände Δt_n bereitgestellt werden kann.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Zeitabstände Δt_n nach einem Modell des Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit in dem Musterteil ausgewählt. Da das Modell auf die Erfordernisse eines speziellen Musterteils abgestimmt werden kann, beispielsweise auf die Erfordernisse, die in einem Kolben vorhanden sind, der aus Aluminium oder Stahl gegossen ist, können die Zeitabstände für dieses spezielle Musterteil leicht in einer Weise eingestellt werden, dass die gewünschten Resultate erhalten werden, d.h. ein klares Bild und die Anwesenheit und die Tiefe von Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit (Defekte in dem Musterteil).
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Verfahren des Weiteren das Aufnehmen einer ersten Sequenz von Wärmebildern einschließlich dem ersten Wärmebild, das Aufnehmen einer zweiten Sequenz von Wärmebildern umfassend das zweite Wärmebild der Oberfläche des Musterteils und das Aufnehmen weiterer Sequenzen von Wärmebildern umfassend weiterer Wärmebilder der Oberfläche des Musterteils. Dies ermöglicht, den Bereich der verwendbaren Infrarotkameras mit Halbleiter-Detektions-Feldern um Kameras auszudehnen, die konfiguriert sind, um Sequenzen von Wärmebildern aufzunehmen, zusätzlich zu Kameras, die konfiguriert sind, um nur ein Bild pro Durchgang aufzunehmen. In diesem Fall ist es möglich, das erste Bild von jeder Sequenz in jedem Durchgang als das nutzbare Dauerbild auszuwählen, welches bei der Prüfung des Musterteils weiterhin betrachtet werden soll, und das erste Bild mit Bildern zu korrelieren, die später nach einem definierten Zeitabstand in dem gleichen Durchgang gezeichnet werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Bildintensität von jedem der aufgenommenen Bildern so korrigiert, dass alle aufgenommenen Bilder den gleichen Intensitätsversatz haben, oder die Bildintensität von jeder der aufgenommenen Bildsequenzen wird so korrigiert, dass alle aufgenommenen Bildsequenzen den gleichen Intensitätsversatz haben. Dies stellt sicher, dass die Intensitätswerte, die lokal von den gleichen Positionen abgeleitet werden, jedoch von unterschiedlichen Anregungen stammen, so korrigiert werden, dass sie in den zu beurteilenden Bereichen vergleichbar sind und daher zweifelsfrei mathematisch verarbeitet werden können.
Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eines der aufgenommenen Bilder als Referenzbild verwendet, um die Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bilder zu korrigieren; oder eine der aufgenommenen Bildsequenzen wird als Referenzsequenz verwendet, um die Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bildsequenzen zu korrigieren. Dadurch wird der gleiche Intensitätsversatz für alle aufgenommenen Bilder sichergestellt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste aufgenommene Bild als Referenzbild zur Korrektur der Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bilder verwendet; oder das erste aufgenommene Bild einer anderen Sequenz wird als Referenzsignal zur Korrektur der Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bilder verwendet. Dadurch kann der Rest der Bilder bereits mit einer Korrektur für die weitere Verarbeitung verwendet werden.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, in dem das Musterteil ein Substrat oder ein Werkstück ist, welches Defekte nahe bei einer Oberfläche des Musterteils aufweist, wobei die Defekte aufgrund der Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit des Wärmeflusses von der Oberfläche des Musterteils in einen Körper beobachtet wird, wobei die Anzeige für die Anwesenheit und/oder Tiefendistanz eines speziellen Defekts ein heißer Punkt in einem entsprechenden Bild ist, welches an einem Zeitabstand von der Anregung des Musterteils in Relation zu der Tiefendistanz des Defekts von der Oberfläche des Musterteils aufgenommen worden ist.
Nach einem anderen Aspekt liefert die Erfindung ein System nach Anspruch 12.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Systems ist der Controller des Weiteren konfiguriert, um die Zeitabstände Δt_n unabhängig einzustellen.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist der Controller ferner konfiguriert, die Zeitabstände Δt_n aus einem Modell der Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit in dem Musterteil auszuwählen, wobei das Muster in dem Controller gespeichert ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist der Controller ferner konfiguriert, um die Kamera so zu steuern, dass eine erste Sequenz von Wärmebildern einschließlich einem ersten Wärmebild aufgenommen wird, dass eine zweite Sequenz von Wärmebildern einschließlich dem zweiten Wärmebild der Oberfläche des Musterteils aufgenommen wird, und dass weitere Sequenzen der Wärmebilder einschließlich weiterer Wärmebilder der Oberfläche des Musterteils genommen werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, stehen das Verfahren und das System der Erfindung in Fällen zu Verfügung, wo ein Gradient in der Wärmeflussgeschwindigkeit in einem Musterteil oder Substrat detektiert werden soll, wobei die Änderungen in der Zeit, der Wärmefluss die Separationskurve oder der Intensitätskurve der demographischen Kurve sich so schnell ändert, dass eine Vollbild-Kamera, beispielsweise eine Kamera mit 640 × 514 Pixel Vollbild, die Änderungen in der Intensität in dem Bild des Wärmeflusses aufzeichnen kann. Mit anderen Worten ist das Verfahren der Erfindung in Fällen anwendbar, wo die Geschwindigkeit der Kamera, d.h. die Anzahl der Bilder, die pro Sekunde genommen werden können, zu langsam ist, um die Änderungen in der Intensität des Bildes des Wärmeflusses aufzunehmen. Beispielsweise hat eine Kamera mit 640 × 512 Pixel Vollbild eine Geschwindigkeit von 200 Bildern pro Sekunde, während eine Bildrate von 2000 Bildern pro Sekunde oder sogar 4000 Bildern pro Sekunde in dem Fall der Prüfung der oben erwähnten Musterteile erwünscht ist, die Defekte nahe an ihrer Oberfläche haben. In solchen Fällen können die Wärmebilder verwendet werden, um eine Anzeige des Vorhandenseins von jeglichen Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit an respektive Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils zu finden. Da die Zeitabstände Δt_n unabhängig voneinander gewählt werden können, kann jede beliebige virtuelle Zeitauflösung der Aufzeichnung des Wärmeflusses erreicht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung umfassen des Weiteren jegliche Verfahren oder Systeme, die oben beschrieben sind, wobei das Aufzeichnen von Bildern oder Sequenzen nicht mit einem verschobenen Trigger nach dem Blitz beginnt. Die Begriffe der Beschreibung werden nur verwendet, um den grundlegenden Mechanismus zu beschreiben, wobei das Prinzip funktional enthalten ist. Hier beginnt die Aufzeichnung, bevor der Blitz abgegeben wird, und jedes beliebige der der folgenden Bilder ist das erste. Bild, welches zum Zwecke der Erfindung nutzbar ist in dem Sinne, wie oben und nach diesem Absatz beschrieben ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und mögliche Anwendungsfälle der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen gezeigt sind.
In der Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen sind die Merkmale und die zugehörigen Bezugszeichen verwendet, wie sie aus der beigefügten Liste der Bezugszeichen entnommen werden können. In den Zeichnungen zeigt
1 schematisch ein System zur Aufnahme der jeweiligen, gesamten Wärmeflussvorgänge in Reflexion einer Kamera gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 schematisch das Prinzip der Aufnahme von Wärmebildern, die einen Defekt vom einem Musterteil zeigen;
3 schematisch den Zeitablauf beim Aufnehmen der Bilder mit einer Bildrate einer herkömmlichen Infrarotkamera;
4 schematisch den Zeitablauf der Aufnahme von Bildsequenzen, wobei die Zeitverzögerungen der individuellen Wärmebilder individuell eingestellt sind;
5 schematisch den Zeitablauf der Aufnahme von Bildsequenzen, wobei die Zeitverzögerungen der individuellen Wärmebilder individuell eingestellt sind;
6 schematisch den Zeitablauf der Aufnahme von Einzelbildern, wobei die Zeitverzögerungen der einzelnen Wärmebilder individuell eingestellt sind, und
7 schematisch Kurven der Intensität gegenüber der Zeit des Wärmeflusses nach einer Anregung.
1 zeigt schematisch ein System zur Aufnahme von jeweiligen vollständigen Wärmeflussprozessen in Reflexion eines Musterteils 2, welches eine Pore 4 hat, die in der Regel Luft enthält, als Beispiel für einen Defekt. Das Musterteil kann ein Metallsubstrat, ein Halbleitersubstrat oder eine Oberfläche einer Konstruktionskomponente sein. Eine Oberfläche 6 des Substrats 2 wird durch Blitz-Impulse von zwei Blitzlichtern 8, 10 angeregt, und eine Kamera 12 ist auf das Musterteil 6 gerichtet, um Wärmebilder der Oberfläche während der Wärme-Dissipation nachfolgend auf eine Anregung durch die Blitzlichter 8, 10 aufzunehmen.
2 zeigt die Anwendung des Verfahrens der Erfindung auf ein Musterteil 2, welches ein Werkstück ist, beispielsweise ein Kolben aus Kupfer oder Aluminium, und das die Pore 4 enthält. Das Musterteil 2 kann auch ein Metallsubstrat, ein Halbleitersubstrat oder eine Oberfläche einer Konstruktionskomponenten sein, solange das Musterteil eine Charakteristik hoher Wärmefluss-Geschwindigkeit hat. Das Substrat 2 wird wiederum durch die Blitzlichter 8, 10, die in 1 gezeigt sind, blitzartig aufgeheizt, wie durch die Pfeile H angedeutet ist. Wenn in dieser Weise aufgeheizt wird, ist die Pore 4 ein Hindernis für den Wärmefluss in dem Substrat, der der Oberfläche 6 in dem Musterteil startet und in das Musterteil 2 hinein gerichtet ist (von Oberseite zu Unterseite in 2).
Die Pore 4 ist ein Hindernis für den Wärmefluss wegen der verteilten Wärmeflussgeschwindigkeit von dem Substrat 2 zu der Pore 4 im Sinne eines Aufbaus eines Gradienten. An der Pore 4 wird der Wärmefluss in dem Musterteil unterbrochen, sodass er in einer seitlichen Bewegung ausweichen muss (Blickrichtung wie in 2) und dass er einen heißen Fleck 14 erzeigt, dessen Form die Form der Pore 4 wiedergibt, wobei der Effekt, der die Situation der Wärme in seitlicher Richtung in dem Musterteil 2, wie in 2 gezeigt, hinzugefügt ist. Ein Bild 16 des heißen Punktes 14 und von dem Rest der Oberfläche des Substrats wird entlang dem Pfeil P durch eine Kamera 12 aufgenommen. Die Kamera 12 gibt das Bild 16 aus, wo der heiße Punkt 14 klar sichtbar ist, der durch die Pore 4 erzeugt wurde.
Da der Zeitpunkt, an dem der heiße Punkt 14 durch den von der Pore 4 reflektierten Wärmefluss erzeugt wird, von dem Abstand zwischen der oberen Grenze der Pore 4 von der Oberfläche 6 des Musterteils 2 abhängt, erscheint das Bild der Pore 4 in einem Bild, welches in Bezug auf den anregenden Blitz verzögert ist um die Laufzeit des Wärmeflusses zwischen der Pore 4 und der Oberfläche 6. Daher erscheinen in dem Fall von verschiedenen Defekten wie die Pore 4 in unterschiedlichen Tiefen des Substrats in Bildern an unterschiedlichen Zeitabständen von dem Anregungs-Blitz. Indem die Bilder in der oben beschriebenen Weise aufgenommen und ausgewertet werden, kann man nicht nur die Existenz jeglicher Poren in dem Substrat 2 verifizieren, sondern auch die Tiefenlagen der jeweiligen Defekte, indem die Zeitverzögerung ihrer jeweiligen Bilder von dem Triggern des Anregungsblitzes korreliert wird.
Solange die jeweiligen Intensitätswerte der aufgenommenen Bilder nicht korrigiert sind, zeigen sie eine erhöhte Zeit-Auflösung der vermittelten, pixelbezogenen Funktionen der Oberflächenintensität, sie können jedoch nicht in einer eindeutigen Weise mathematisch verarbeitet werden. Bei der Korrektur dient das erste Bild als Referenz, und alle aufgenommenen Bilder werden dem gleichen Intensitätsversatz unterworfen. Daher werden die Wärmebilder so korrigiert, dass alle aufgenommenen Bilder den gleichen Intensitätsversatz haben, oder die Bildintensität von jeder der aufgenommenen Bildsequenzen wird so korrigiert, dass alle aufgenommenen Bildsequenzen den gleichen Intensitätsversatz haben. Ferner wird eines der aufgenommenen Bilder als Referenz verwendet, um die Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bildsequenzen zu korrigieren, oder das erste aufgenommene Bild wird als Referenzbild verwendet, um die Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bilder zu korrigieren. Daher werden die jeweiligen Intensitätswerte der aufgenommenen Bilder korrigiert.
In Bezugnahme wiederum auf 1 und 2, umfasst das System der Erfindung einen Signal- und Bildverarbeitungscontroller 18, der ein Display umfasst. Der Controller 18 ist mit der Anregungsquelle 8 oder den Anregungsquellen 8, 10 verbunden, um die Anregungsquellen 8, 10 so zu steuern, dass das Musterteil 2 wenigstens zweimal unabhängig voneinander mit Hilfe von Wärmeimpulsen angeregt wird. Der Controller 18 ist auch mit der Kamera 12 verbunden, um die Kamera so zu steuern, dass Wärmebilder eines Wärmeflusses aufgenommen werden, der von den Wärmeimpulsen von den Anregungsquellen 8, 10 ausgeht. Ein Prozessor des Controllers 18 ist konfiguriert, um die Wärmebilder auszuwerten und eine Thermofluss-Auflösung in Zeit und Raum darzustellen. Der Controller 18 ist ferner konfiguriert, die Kamera 12 so zu steuern, dass sie Wärmebilder der Oberfläche des Musterteils 2 an Zeitabständen Δt_n von der Triggerung von nachfolgend getriggerten Wärmeimpulsen aufzunehmen, wobei die Zeitabstände Δt_n charakteristisch für Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit in jeweiligen Tiefendistanzen unterhalb der Oberfläche des Musterteils 2 sind. Aus den Wärmebildern wird eine Anzeige für die Anwesenheit jeglicher Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit an jeweiligem Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils 2 durch den Controller 18 abgeleitet.
Insbesondere ist der Controller 18 ferner konfiguriert, die Zeitabstände Δt_n unabhängig voneinander einzustellen. Ferner ist der Controller 18 des Weiteren konfiguriert, die Zeitabstände Δt_n aus einem Modell der Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit in dem Musterteil 2 auszuwählen, wobei das Modell in dem Controller 18 gespeichert ist.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Controller 18 ferner konfiguriert, die Kamera 12 so zu steuern, dass eine erste Sequenz der Wärmebilder einschließlich dem ersten Wärmebild genommen wird, dass eine zweite Sequenz von Wärmebildern einschließlich dem zweiten Wärmebild auf der Oberfläche des Musterteils 2 genommen wird, und dass weitere Sequenzen von Wärmebildern ausschließlich weiterer Wärmebilder der Oberfläche des Musterteils 2 genommen werden.
Im Folgenden wird der Hintergrund der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 3 beschrieben, die schematisch den Zeitablauf der Bildaufnahme mit einer Bildfrequenz einer herkömmlichen Infrarotkamera zeigt. 3 zeigt drei Bilder einer Sequenz von Bildern, die durch die Infrarotkamera, beispielsweise mit einer Bildrate von 200 Bildern pro Sekunde, genommen wurden. Es wird der Zeitablauf der Bilder in Bezug auf die Wärmeflusscharakteristik auf der Oberfläche des Musterteils betrachtet, welches mit der Blitz-Anregung beginnt und von der Blitzanregung schnell auf die Gleichgewichtstemperatur innerhalb von 0,5–5 ms abfällt, wie oben erwähnt wurde. Da die nützlichen Wärmebilder während der Wärme-Dissipation der Wärmeflusscharakteristik aufgenommen werden müssen, ist es unmittelbar aus 3 erkennbar, dass die gewöhnliche Bildrate von 200 Bildern pro Sekunde einer herkömmlichen Infrarotkamera nicht geeignet ist, um die Anwesenheit und die Tiefenverteilung von jeglichen Defekten in dem Musterteil zu analysieren.
4 zeigt schematisch den Zeitablauf der Bildaufnahme, worin die Zeitverzögerungen der individuellen Wärmebilder in Bezug auf den Triggerpunkt des Blitzes individuell eingestellt werden können. Die Zeitverschiebung nach dem Trigger Δt₁ des Bildes 1 kann beispielsweise so eingestellt werden, dass das Bild 1 an einem Zeitpunkt 0,5 ms nach dem Blitz aufgenommen wird, wobei der heiße Punkt eines Defekts auftritt, der bei 120 μm unterhalb der Oberfläche des Musterteils 2 aus Aluminium oder 8,2 μm unterhalb der Oberfläche des Musterteils 2 im Falle eines Musterteils aus Stahl liegt, wie weiter unten in größerem Detail erläutert wird.
Wie aus 4 zu ersehen ist, ist das Bild 1 des Durchgangs 2 in Bezug auf Blitzlicht-Trigger um Δt₂ verzögert, wobei die Zeitdifferenz Δt₂ beispielsweise dadurch einstellbar ist, dass der Abstand der Sequenzen, d.h. der Abstand Δt₂ Minus Δt₁, eingestellt wird, und indem der Startpunkt des Bildes 1 des Durchgangs 1 gegenüber dem Bild 1 des Durchgangs 2 verzögert ist. In dem Fall, dass eine weitere Zeitauflösung des Wärme-Dissipations-Abschnittes der Wärmeflusscharakteristik erforderlich ist, können weitere Bilder in weiteren Durchgängen dadurch genommen werden, dass die Zeitdifferenz Δt_n eingestellt wird, um Bilder von Defekten aufzunehmen, die in Tiefen zwischen den Tiefen liegen, die durch das Bild 1 von Durchgang 1 und das Bild 1 von Durchgang 2 aufgenommen werden. Da die Anzahl der Durchgänge einstellbar ist, kann jede Anzahl von Durchgängen eingestellt werden, um zwischen Defekten zu unterscheiden, die an unterschiedlichen Tiefen in dem Musterteil liegen.
5 zeigt schematisch den Zeitablauf von genommenen Bildsequenzen, wobei die Zeitverzögerungen der einzelnen Wärmebilder individuell eingestellt werden. In 5 ist die Intensität der Wärmestrahlungsentwicklung, die von der Kamera gesehen wird, in beliebigen Einheiten gegen die Zeit in ms aufgetragen. Offensichtlich ist das Bild 1 der Sequenz von Durchlauf 1 um Δtt₁ verzögert, das Bild 1 der Sequenz des Durchlaufs 2 ist um Δt₂ verzögert, das Bild 1 der Sequenz des Durchgangs 3 ist um Δt₃ verzögert, und das Bild 1 der Sequenz des Durchgangs 4 ist um Δt₄ verzögert. Ferner ist offensichtlich, dass die gleiche Zeitdifferenz zwischen der Verzögerung Δt₁ und Δt₄ nur etwa 3 ms beträgt (d.h. die virtuelle Bildrate der Kamera, die in der Erfindung erwähnt wird, ist sehr kurz in Bezug auf die normale Bildrate der Kamera), wobei die zweiten Bilder der Sequenzen der Durchgänge 1–4 nur um etwa 10 ms auseinanderliegen, was wiederum zeigt, dass es nicht möglich ist, die erforderliche Zeitauflösung durch eine herkömmliche Infrarotkamera bereitzustellen.
6 zeigt schematisch den Zeitablauf der aufgenommenen Wärmebilder, wobei die Zeitverzögerungen der individuellen Wärmebilder individuell eingestellt sind. 6 ist sehr ähnlich zu 5 mit der Ausnahme, dass die Kamera konfiguriert ist, um Einzelbilder und keine Sequenzen aufzunehmen, wie es in 5 der Fall ist. Dies kann dazu dienen, die Zeit weiter zu reduzieren, die zur Prüfung eines Musterteils erforderlich ist, wobei die Aufzeichnungsdurchgänge 1–4 kürzer sind als das Aufzeichnen von Sequenzen mit wenigstens zwei Bildern in jedem Durchgang.
7 zeigt ein Beispiel für charakteristische Kurven der Oberflächenintensität gegenüber der Zeit des Wärmeflusses nach der Anregung, wobei die Kurve als Modell verwendet wird, um die Zeitabstände Δt_n auszuwählen in Bezug auf ein spezielles Musterteil, beispielsweise einen Kolben aus Aluminium oder einen Kolben aus Stahl.
Die grafische Darstellung von 7 basiert auf einem Musterteil eines Kolbens aus Stahl. Der Parameter der fünf gezeigten Kurven ist die Tiefe von jeglichen Defekten in dem Musterteil an einer Tiefe von 0,6 mm an einer Tiefe von 1,2 mm, an einer Tiefe von 2,2 mm, an eine Tiefe von 4,2 mm und an einer Tiefe von 8,3 mm, respektive. Die Distanz von der Oberfläche des Musterteils zu dem Defekt hängt von der Zeit (Laufzeit des Wärmeflusses) mit der Beziehung ab, dass die Tiefe proportional ist zu t. Daher muss, wenn ein Defekt an einer Tiefe von 0,6 mm unter der Oberfläche des Musters liegt, das nutzbare Bild 0,2 ms nach dem Triggern des Blitzes genommen werden, d.h. an einem Zeitpunkt, wo die Kurve mit den Parameter 0,6 mm das Bündel der Kurven verlässt, wo die Kurven im wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Für eine Tiefe von 1,2 mm wäre die zugehörige Zeitverzögerung ungefähr 0,6 ms. Die Zeitverzögerung der Kurve mit den Parameter 2,2 mm wäre etwa 2 ms, und die Zeitverzögerung der Kurve mit dem Parameter 4,2 mm wäre etwa 4 ms, während Defekte in einer Tiefe von 8,3 mm nicht mehr verifiziert werden können.
Die Dauer des Wärmepunktes hängt wiederum von dem angelegten Wärmegradienten ab. Dieser wird durch den Defekt aufgebaut. Daher ergeben die absolut angelegte Wärme und die Größe des Defekts die Wahrscheinlichkeit, oberflächennahe Defekte später sichtbar zu machen, wenn das Bedürfnis für tiefer liegende Defekte vorhanden ist.
In einem anderen Beispiel, wo das Musterteil ein Kolben aus Aluminium ist, entsprechen die Tiefen von Defekten unterhalb der Oberfläche des Musterteils bei 0,22 mm und 0,32 mm und 0,70 mm, respektive, Zeitverzögerungen von 0,5 ms, 1 ms und 5 ms. Daher sind die Zeitverzögerungen für unterschiedliche Materialien des Musterteils unterschiedlich. Das Prinzip, die Zeitverzögerungen bei der Aufnahme von nutzbaren Bildern anzupassen, ist für Tiefenlagen von Defekten in dem Musterteil jedoch anwendbar für beliebige Materialien.
Es ist aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die Anwendung in den beiden Fällen beschränkt ist, die oben als Beispiel offenbart sind. Stattdessen ist das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar in allen Fällen, wo die Geschwindigkeit (Bilder pro Sekunde) der Kamera nicht ausreicht, um die Bildsequenzen zu erzeugen, die zur Lokalisierung der Existenz und/oder der Tiefenlagen jeglicher Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit erforderlich sind, beispielsweise bei Grenzflächen zwischen Schichten mit unterschiedlichen Flussgeschwindigkeitscharakteristiken und auch bei Defekten, wie Löchern, Poren und Einschnitten in einem Substrat oder einem Werkstück.
Bezugszeichenliste

2: Musterstück
4: Pore
6: Oberfläche
8: Blitzlicht
10: Blitzlicht
12: Kamera
14: heißer Punkt
16: Bild
18: Controller

Claims

Verfahren zur zerstörungsfreien, berührungsfreien und bilderzeugenden Prüfung eines Musterteils (2) mit Hilfe eines Wärmefluss-Thermographie-Verfahrens, wobei die Prüfung in der Auswertung der Anwesenheit jeglicher Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit an den jeweiligen Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils (2) besteht, worin das Musterteil (2) wenigstens zweimal unabhängig voneinander mit Hilfe von Wärmeimpulsen von wenigstens einer Anregungsquelle angeregt wird, und Wärmebilder eines Wärmeflusses, der seinen Ursprung in den Wärmeimpulsen hat, von wenigstens einer Infrarotkamera (12) aufgenommen werden, und wobei die Wärmebilder mit Hilfe einer Signal- und Bildverarbeitung ausgewertet werden und ein thermischer Fluss mit einer Zeit- und Raum-Auflösung dargestellt wird, gekennzeichnet durch Aufnehmen eines ersten Wärmebildes auf der Oberfläche des Musterteils (2) an einem ersten Zeitabstand Δt₁ von einem ersten Trigger des Wärmeimpulses, wobei der erste Zeitabstand Δt₁ charakteristisch für einen Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit in einer ersten Tiefe unterhalb der Oberfläche des Musterteils (2) ist; Aufnehmen eines zweiten Wärmebildes der Oberfläche des Musterteils (2) an einem ersten zweiten Zeitabstand Δt₂ von einem zweiten Trigger des Wärmepulses, wobei der zweite Zeitabstand Δt₂ charakteristisch für einen Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit in einer zweiten Tiefe unterhalb der ersten Tiefe ist; und Aufnehmen von Wärmebildern der Oberfläche des Musterteils (2) an weiteren Zeitabständen Δt_n von jeglichen nachfolgenden Triggerungen der Wärmeimpulse, wobei die weiteren Zeitabstände Δt_n charakteristisch sind für Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit in weiteren Tiefen unterhalb der zweiten Tiefe von den Wärmebildern einer der Wärmeanzeigen für die Anwesenheit jeglicher Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit an den entsprechenden Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils (2).
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Zeitabstände Δt_n unabhängig voneinander einstellbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin die Zeitabstände Δt_n aus einem Modell der Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit in dem Musterteils (2) ausgewählt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Aufnehmen einer ersten Sequenz von Wärmebildern umfassend ein erstes Wärmebild; Aufnehmen einer zweiten Sequenz von Wärmebildern umfassend ein zweites Wärmebild der Oberfläche des Musters (2); Aufnehmen von weiteren Sequenzen von Wärmebildern umfassend weitere Wärmebilder der Oberfläche des Musters (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Bildintensität von jedem der aufgenommenen Bildbildsequenzen korrigiert wird, sodass alle aufgenommenen Bildsequenzen den gleichen Intensitätsversatz haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jedes der Wärmebilder so korrigiert wird, dass alle aufgenommenen Bilder den gleichen Intensitätsversatz haben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin eines der aufgenommenen Bilder als Referenz verwendet wird, um die Bildintensität in dem Rest der aufgenommenen Bildsequenzen zu korrigieren.
Verfahren nach Anspruch 7, worin das erste aufgenommene Bild als Referenzbild verwendet wird, um die Bildintensität in den Rest der aufgenommenen Bilder zu korrigieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin eine der aufgenommenen Bildsequenzen als Referenzsequenz verwendet wird, um die Intensität in den Rest der aufgenommenen Bildsequenzen zu korrigieren. Verfahren nach Anspruch 9, worin die erste aufgenommene Bildsequenz als Bezug verwendet wird, um die Bildintensität in den Rest der aufgenommenen Bilder zu korrigieren.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Musterteil (2) ein Substrat oder ein Werkstück umfasst, das Defekte nahe bei einer Oberfläche des Musterteils (2) umfasst, wobei die Defekte Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit sind, die durch den Wärmefluss von der Oberfläche des Musterteils (2) in den Körper des Musterteils (2) beobachtet wird, worin die Anzeige für die Anwesenheit und/oder Tiefendistanz eines bestimmten Defekts ein heißer Fleck (14) in einem zugehörigen Bild ist, dass in einem Zeitabstand von der Anregung des Musterteils (2) genommen wurde, der mit der Tiefendistanz des Defekts von der Oberfläche des Musterteils (2) in Beziehung steht.
System zur zerstörungsfreien, berührungsfreien und bilderzeugenden Prüfung eines Musterteils (2) mit Hilfe einer Wärmefluss-Thermographie, wobei die Prüfung einer Ermittlung der Anwesenheit von jeglichen Gradienten in der Wärmeflussgeschwindigkeit an die jeweiligen Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils (2) besteht, wobei das System umfasst: wenigstens eine Anregungsquelle, die konfiguriert ist, um das Musterteil (2) mit Wärmepulsen anzuregen, und ein Signal- und Bild-Verarbeitungs-Controller, der einer Anzeige umfasst, wobei der Controller konfiguriert ist, um die Anregungsquelle so zu steuern, dass das Musterteil (2) wenigstens zweimal unabhängig voneinander mit Hilfe von Wärmeimpulsen angeregt wird; und um die Kamera (12) zu steuern, um Wärmebilder des Wärmeflusses aufzunehmen, der seinen Ursprung in den Wärmeimpulsen von der Anregungsquelle hat, und um die Wärmebilder auszuwerten und eine Wärmeflussauflösung in der Zeit und im Raum darzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Controller ferner konfiguriert ist, um eine Kamera (12) so zu steuern, dass Wärmebilder der Oberfläche des Musterteils (2) an Zeitabständen Δt_n und der Triggerung jeglicher nachfolgend getriggerten Wärmeimpulse aufzunehmen, wobei die Zeitabstände Δt_n charakteristisch für Gradienten in der Flussgeschwindigkeit im Bezug auf die Tiefendistanzen unterhalb der Oberfläche des Musterteils (2) sind; und aus den Wärmebildern eine Anzeige der Anwesenheit jeglicher Gradienten in der Flussgeschwindigkeit an den jeweiligen Tiefendistanzen von einer Oberfläche des Musterteils (2) zu extrahieren.
System nach Anspruch 12, worin der Controller ferner konfiguriert ist, um die Zeitabstände Δt_n unabhängig voneinander einzustellen.
System nach Anspruch 12 oder 13, worin der Controller ferner konfiguriert ist, um die Zeitabstände Δt_n aus einem Modell der Gradienten der Wärmeflussgeschwindigkeit in den Musterteil (2) auszuwählen, wobei das Modell in den Controller gespeichert ist.
System nach einem der Ansprüche 12 bis 14, worin der Controller ferner konfiguriert ist, um die Kamera (12) zu steuern, um eine erste Sequenz von Wärmebildern einschließlich dem ersten Wärmebild aufzunehmen; eine zweite Sequenz von Wärmebildern einschließlich dem zweiten Wärmebild der Oberfläche des Musterteils (2) aufzunehmen; und weitere Sequenzen von Wärmebildern einschließlich weiterer Wärmebilder der Oberfläche des Musterteils (2) aufzunehmen.