Aktive Thermografie

Die passive Thermografie unterscheidet sich von der aktiven Thermografie dadurch, dass sie sich nicht auf die Temperaturmessung selbst konzentriert. Stattdessen dient die aktive Thermografie der Erkennung von Strukturfehlern unter der Oberfläche eines Objekts. Dieses zerstörungsfreie Prüfverfahren, auch bekannt als Lock-In-Thermografie, ist besonders effektiv zur Identifizierung von Materialfehlern wie Rissen, Faserausfransungen, Einschlüssen, Delaminationen oder anderen Unregelmäßigkeiten, die mit dem bloßen Auge oder herkömmlichen Kameras nicht sichtbar sind.

Das Grundprinzip besteht darin, einem unbeschädigten Objekt einen kurzen Impuls hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung zuzuführen. In einem idealen, ungestörten Objekt verläuft der entstehende Wärmefluss im Inneren isotrop, also gleichmäßig in alle Richtungen. Ebenso wird erwartet, dass jeder Punkt einer homogenen Oberfläche nach einer thermischen Anregung mit der gleichen Geschwindigkeit abkühlt.

Befindet sich jedoch ein unsichtbarer Riss unter der Oberfläche, wird der gleichmäßige Energiefluss im Inneren des Objekts gestört oder zur Oberfläche hin reflektiert. Dadurch kühlt der Bereich um den Defekt nach der Anregung langsamer ab. In einigen Fällen kann das Vorhandensein von Fremdmaterialien den Energiefluss verstärken und somit zu einer schnelleren Abkühlung führen.

In der Praxis wird die Energie häufig durch einen gepulsten Lichtblitz in das Objekt eingebracht. Alternativ können auch Mikrowellen, Ultraschall oder Wirbelströme verwendet werden. Die eingebrachte Energie muss dabei ausreichend hoch sein, um die Oberflächentemperatur messbar zu erhöhen. Jegliche Abweichungen von einer gleichmäßigen Temperaturverteilung werden anschließend mit einer empfindlichen Wärmebildkamera erfasst. Durch das Variieren von Parametern wie Intensität, Pulsintervallen, Pulsdauer der Energiequelle und der Phasenverschiebung zwischen Anregung und Messung lassen sich vielfältige Möglichkeiten zur Detektion verborgener Untergrundstrukturen realisieren.