HOMMA, Christian (Schubertstr. 10, Vaterstetten, 85591, DE)
| Patentansprüche 1. Anordnung für die Bewertung eines PrüfObjektes (1) mittels aktiver Thermographie, umfassend: - mindestens eine Energiequelle zur zumindest partiellen Er¬ wärmung des PrüfObjektes (1), - eine erste Kamera (2) zur Aufnahme mindestens eines Thermo¬ graphie-Prüfbildes (5) des zumindest partiell erwärmten Prüfobjektes (1), - eine Mess- und Projektionseinheit (6) mit • einer zweiten Kamera (3) zur Ermittlung von dreidimen¬ sionalen Oberflächenkoordinaten des zumindest partiell erwärmten Prüfobjektes (1) mittels Abstandsmessung, • einen Projektor (4) zur deckungsgleichen Projektion des auf der Basis der dreidimensionalen Oberflächenda¬ ten des Prüfobjektes angepassten Thermographie-Prüf- bildes (5) auf das Prüfobjekt (1) . 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Rechnereinrichtung (11) und eine der Kameras (2; 3) zur Erfassung einer Position und einer Änderung der Position ei¬ nes Endes (7) eines Zeigers (8) auf dem Prüfobjekt (1) zur Auswahl mindestens eines Bereichs (9) auf dem Prüfobjekt (1). 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (7) eine farbige Kappe aufweist oder das Ende (7) eines Laserzeigers ist. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) das projizierte Thermographie-Prüfbild (5) in dem ausgewählten Bereich (9) ändern. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) das proji¬ zierte Thermographie-Prüfbild (5) in dem ausgewählten Bereich (9) ausblenden. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) die Position und die Änderung der Position des Endes (7) in das projizierte Thermographie-Prüfbild (5) einschreiben. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Einschreibens Defekte des Prüfobjektes (1) mar¬ kiert und klassifiziert werden. 8. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) im proji¬ zierten Thermographie-Prüfbild (5) in dem ausgewählten Bereich (9) fehlerhafte Informationen entfernen. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Pro¬ jektor (4) für den ausgewählten Bereich (9) einen Graph mit einer zeitlichen Entwicklung einer Oberflächentemperatur auf das Prüfobjekt (1) projizieren. 10. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) für den ausge¬ wählten Bereich (9) einen Auswertealgorithmus ausführt. 11. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der ausgewählte Bereich (9) ein mittels des Projektors (4) auf das Prüfobjekt (1) projiziertes Bedienfeld (10) steuert. 12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (10) Felder zur Auswahl unterschiedlich aktiv erzeugter Thermographie-Prüfbilder (5) und/oder ein Feld zur Einstellung einer Helligkeit oder eines Kontrastes des Ther¬ mographie-Prüfbildes (5) aufweist. 13. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, gekennzeich¬ net durch die Rechnereinrichtung (11) zur Erfassung von räum- liehen Maßen von Fehlern des Prüfobjektes (1) in dem ausge¬ wählten Bereich (9) . 14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeich- net durch eine Speichereinrichtung (12) zur Speicherung aller Daten zum und von Änderungen im projizierten Thermographie- Prüfbild (5) . 15. Verfahren zur Bewertung eines PrüfObjektes (1) mittels aktiver Thermographie, umfassend folgende Schritte: - zumindest partielle Anregung eines Prüfobjektes (1) mittels mindestens einer Energiequelle, - Aufnahme mindestens eines Thermographie-Prüfbildes (5) des Prüfobjektes (1) mittels einer ersten Kamera (2), - Ermittlung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des Prüfobjektes (1) mittels einer Abstandsmessung mittels ei¬ ner zweiten Kamera (3) , - deckungsgleiche Projektion des auf der Basis der dreidimen¬ sionalen Oberflächendaten des Prüfobjektes (1) angepassten Thermographie-Prüfbildes (5) auf das Prüfobjekt (1) mittels eines Projektors (4). 16. Verfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch mittels einer Rechnereinrichtung (11) und einer der Kameras (2; 3) erfolgendes Erfassen einer Position und einer Änderung der Position eines Endes (7) eines Zeigers (8) auf dem Prüf¬ objekt (1) zum Auswählen mindestens eines Bereichs (9) auf dem PrüfObjekt (1) . 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (7) eine farbige Kappe aufweist oder das Ende (7) eines Laserzeigers ist. 18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeich- net, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) das projizierte Thermographie-Prüfbild (5) in dem ausgewähl¬ ten Bereich (9) ändern. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) das projizierte Thermographie-Prüfbild (5) in dem ausgewählten Bereich (9) ausblenden. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) die Position und die Änderung der Position des Endes (7) in das projizierte Thermographie-Prüfbild (5) einschreiben. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Einschreibens Defekte des Prüfobjektes (1) mar¬ kiert und klassifiziert werden. 22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Projektor (4) im proji¬ zierten Thermographie-Prüfbild (5) in dem ausgewählten Bereich (9) fehlerhafte Informationen entfernen. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) und der Pro¬ jektor (4) für den ausgewählten Bereich (9) einen Graph mit einer zeitlichen Entwicklung einer Oberflächentemperatur auf das Prüfobjekt (1) projizieren. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Rechnereinrichtung (11) für den ausge¬ wählten Bereich (9) einen Auswertealgorithmus ausführt. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass mittels des ausgewählten Bereichs (9) ein mittels des Projektors (4) auf das Prüfobjekt (1) projiziertes Bedienfeld (10) bedient wird. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienfeld (10) Felder zur Auswahl unterschiedlich aktiv erzeugter Thermographie-Prüfbilder (5) und/oder ein Feld zur Einstellung einer Helligkeit oder eines Kontrastes des Ther¬ mographie-Prüfbildes (5) aufweist. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 26, gekenn- zeichnet durch Erfassen von räumlichen Maßen von Fehlern des Prüfobjektes (1) in dem ausgewählten Bereich (9) mittels der Rechnereinrichtung (11) . 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine Speichereinrichtung (12) alle Daten zum und Änderungen im projizierten Thermographie-Prüfbild (5) speichert . |
Anordnung und Verfahren zur Bewertung eines Prüfobjektes mit ¬ tels aktiver Thermographie
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bewertung eines Prüfobj ektes , welches mittels aktiver Thermographie zerstö ¬ rungsfrei geprüft wird. Zusätzlich wird ein Verfahren zur Durchführung der aktiven Thermographie vorgestellt.
Die aktive Thermographie ist ein modernes, zerstörungsfreies Prüfverfahren, bei dem ein zu prüfendes Objekt durch äußere Anregung mittels einer Energiequelle zumindest lokal erhitzt wird. Die im Prüfobjekt entstehende Wärme wird mit einer Wär- mebildkamera aufgenommen. Als Energiequelle kann beispiels ¬ weise herangezogen werden: Blitz, Heißluft, Ultraschall, In ¬ duktion usw. Die zu detektierenden Fehler, die in einem Prüf ¬ objekt auftreten können, sind beispielsweise Risse, Schicht ¬ ablösungen oder Ähnliches. Mittels Thermographie sind sogar verdeckte Fehler erkennbar.
Alternative zerstörungsfreie Werkstoff-Prüfverfahren wie bei ¬ spielsweise die Farbeindring-Methode oder der visuelle Nach ¬ weis von Fehlern auf Prüfobj ekten, sind hinsichtlich der Feh- lererkennung weniger zuverlässig, da diese Verfahren vom sub ¬ jektiven Eindruck des Prüfers abhängen.
Viele der heutzutage verbreiteten Prüfverfahren erlauben eine direkte Inspektion des PrüfObjekts. Bei der visuellen Prüfung wird das Prüfobjekt mit dem Auge bzw. unter Zuhilfenahme ge ¬ eigneter Vergrößerungsoptiken untersucht. Dabei fallen Unre ¬ gelmäßigkeiten sofort auf und können vom Prüfer bei der Be ¬ wertung berücksichtigt werden. Hierzu zählen beispielsweise Verschmutzungen, Ablagerungen, Verfärbungen, Ungänzen, Ablö- sungen von Schichten, Kerben, Dellen oder Kratzer. Ähnliches gilt für die Farbeindring-Prüfung. Die Evaluierung erfolgt hier zwar im Dunkeln unter UV-Licht, doch wird beim Auffinden bei Anzeigen oft zwischen UV-Licht und visuellem Licht umge- schaltet, um die endgültige Aussage über eine fehlerhafte Stelle treffen zu können.
Da die zerstörungsfreie Prüfmethode der aktiven Thermographie relativ zuverlässig ist, findet sie oft Anwendung. Nachteilig ist, dass Ergebnisbilder, die Fehler anzeigen, lediglich auf einem Bildschirm angezeigt werden können. Bei der lokalen Zu ¬ ordnung von Fehlern zum realen Prüfobjekt treten meist Unge- nauigkeiten auf. Das heißt, dass die Position von im Thermo- graphie-Prüfbild gefundenen Indikationen durch Abschätzung auf dem Computerbildschirm auf das reale Prüfobjekt übertra ¬ gen werden muss. Dies führt zu beliebigen Schwierigkeiten bei beispielsweise verdeckten Fehlern. Weiterhin bleibt die Hand ¬ habung von so genannten Scheinanzeigen, die keine echten Feh- lerindikatoren darstellen, risikobehaftet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung bzw. ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Lokalisierung von Fehlern auf einem realen Prüfobjekt mit verbesserter Genauig- keit erfolgen kann. Zudem soll eine Interaktion mit Thermo- graphie-Bild-Daten auf dem Prüfobjekt möglich sein.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die jeweilige Merk ¬ malskombination der unabhängig formulierten Ansprüche.
Die Erfindung basiert darauf, dass ein Ergebnisbild ein Ther- mographie-Prüfbild ist, welches mit einer ersten Kamera auf ¬ genommen wird und mit Fehlern am PrüfObjekt in irgendeiner Form auf einer Anzeige angezeigt wird. Mittels einer zweiten Kamera werden durch Abstandsmessverfahren wie beispielsweise der aktiven Triangulation dreidimensionale Oberflächenkoordi ¬ naten des PrüfObjektes ermittelt. Auf der Basis dieser drei ¬ dimensionalen Oberflächenkoordinaten wird das in zweidimensi ¬ onaler Form vorliegende Thermographie-Prüfbild derart ver- zerrt, dass es deckungsgleich mit der Oberfläche des Prüfob ¬ jektes durch eine Projektionseinheit, beispielsweise einen Beamer, auf das Prüfobjekt zurückproj iziert werden kann. Da ¬ mit lassen sich Effekte an dem Prüfobjekt sehr viel besser lokalisieren und Scheinanzeigen, wie etwa durch Verschmutzung hervorgerufen, sind leicht erkennbar. Wesentlich ist, dass sich eine Bewertung von Fehlern an dem Prüfobjekt insbesonde ¬ re durch Vergleich zwischen dem mindestens einen Thermogra- phie-Prüfbild und der realen Oberfläche des Prüfobjektes durchführen lässt, indem das Thermographie-Prüfbild zeitweise und teilweise oder vollständig ausgeblendet werden kann. Aus ¬ gehend davon, dass Thermographie-Prüfbild und reale Oberflä ¬ che des Prüfobjektes deckungsgleich sind, sodass sich ein auf dem Thermographie-Prüfbild angezeigter Fehler an der gleichen lateralen Position auf der realen Oberfläche des Prüfobjektes befindet, kann beispielsweise durch Ausblendung des Thermo ¬ graphie-Prüfbildes der vermeintlich fehlerhafte Bereich auf der Oberfläche des Prüfobjektes bewertet werden. Somit wird durch die Erfindung ein völlig neuer Weg beschritten, indem wirksam und genau die gefundenen Indikationen, die im Thermo ¬ graphie-Prüfbild angezeigt werden, auf das Prüfobjekt selek ¬ tiv übertragen werden können und zudem bewertet bzw. klassi ¬ fiziert werden können. Die Anfälligkeit für Fehler erster Art wie "nicht gefundene Defekte" oder Fehler zweiter Art wie
"tatsächlich als Defekt klassifizierte Scheinanzeigen" kann damit reduziert werden. Zudem wird ermöglicht, die Defekte für nachfolgende Reparaturprozesse auf dem Prüfobjekt real zu markieren .
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu ent ¬ nehmen .
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können mit einem Zei- ger auf dem auf das Prüfobjekt projizierten Thermographie-
Prüfbild bestimmte Bereiche ausgewählt werden. Mittels einer Rechnereinrichtung und einer der Kameras können eine Position und eine Änderung der Position eines Endes eines Zeigers auf dem Prüfobjekt zur Auswahl mindestens eines Bereichs auf dem Prüfobjekt erfasst werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das En ¬ de eine farbige Kappe oder gefärbte Spitze sein oder aufwei- sen. Des Weiteren kann das Ende das Ende eines Laserstrahls eines Laserzeigers oder Laserpointers sein. Ein Frequenzbe ¬ reich des Laserpointers kann ein dem sichtbaren Bereich naher Infrarotbereich sein. Ein Laserpunkt wäre dann weder für ei- nen Prüfer noch der ersten Kamera sichtbar, könnte aber von der zweiten Kamera erfasst werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Rechnereinrichtung und der Projektor das projizierte Thermo- graphie-Prüfbild in dem ausgewählten Bereich ändern.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Rechnereinrichtung und der Projektor das projizierte Thermo- graphie-Prüfbild in dem ausgewählten Bereich ausblenden. Die- se Ausgestaltung kann als eine "virtuelle Taschenlampe" be ¬ zeichnet werden. Dabei liegt in dem ausgewählten Bereich kei ¬ ne Projektion des Thermographie-Prüfbildes vor. Der ausge ¬ wählte Bereich ist damit transparent beziehungsweise weiß dargestellt. Der ausgewählte Bereich kann hinsichtlich dessen Form und Größe um das Ende des Zeigers herum einstellbar sein. Somit ist die reale Oberfläche des Prüfobjektes zu se ¬ hen. Durch wiederholte Veränderung der Position des Endes des Zeigers können Thermographie-Ergebnisse besonders einfach mit einer realen Oberfläche eines Prüfobjektes verglichen werden. Zur Bewertung von zunächst im Thermographie-Prüfbild in der Rückprojektion angezeigten Fehlern kann damit durch Interak ¬ tion zwischen einer Sicht des Thermographie-Prüfbildes und der realen Oberfläche des Prüfobjektes hin- und hergeschaltet werden .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Rechnereinrichtung und der Projektor die Position und die Än ¬ derung der Position des Endes in das projizierte Thermogra ¬ phie-Prüfbild einschreiben. Durch ein virtuelles Zeichnen mit dem Zeiger können durch Bewegung des Endes des Zeigers in dem Thermographie-Prüfbild auf einer zusätzlichen Schicht Markie ¬ rungen oder Beschriftungen angebracht werden. So können bei ¬ spielsweise kritische Defekte eingekreist werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können mit ¬ tels des Einschreibens Defekte des Prüfobjektes markiert und klassifiziert werden. So können beispielsweise verdeckte oder oberflächliche Risse oder Schichtablösungen, abgeplatzte Wär- medämmschichten auf Turbinenschaufeln sowie Beschädigungen durch Aufschlag von Fremdkörpern erkannt und markiert werden. Durch Abgrenzung von Fehlern mittels des Zeigers können die Fehler ausgewählt und anschließend mit einer entsprechenden Kennzeichnung markiert werden. So können beispielsweise die Buchstabenkürzel C für Crack/Riss, D für Delaminati- on/Schichtablösung, T für Überhitzungsfehler und I Aufprall ¬ schaden für eine schnelle und einfache Klassifizierung ver ¬ wendet werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Rechnereinrichtung und der Projektor im projizierten Thermo- graphie-Prüfbild in dem ausgewählten Bereich fehlerhafte In ¬ formationen entfernen. Daten beziehungsweise Bildmerkmale, die im projizierten Thermographie-Prüfbild vorkommen, können, falls die Identifizierung eines Fehlers im Prüfobjekt negativ ist, von der Projektion entfernt werden. Auf diese Weise wird mittels des Zeigers ein virtueller Radiergummi bereitge ¬ stellt. Nicht relevante Indikationen, wie dies beispielsweise durch Verschmutzung hervorgerufene Scheinanzeigen sind, las- sen sich mittels des Zeigers aus dem Thermographie-Prüfbild entfernen .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Rechnereinrichtung und der Projektor für den ausgewählten Be- reich einen Graph mit einer zeitlichen Entwicklung einer Oberflächentemperatur auf das Prüfobjekt projizieren. Zur vorteilhaften Interpretation von Fehlern, insbesondere zur Erkennung von verdeckten oder oberflächlichen Defekten, wird eine Kurve mit der zeitlichen Entwicklung der Oberflächentem- peratur zusätzlich auf das Prüfobjekt projiziert. Dargestellt wird der Temperatur/Zeit-Verlauf von ausgewählten Pixeln zur besseren Evaluierung der Prüfergebnisse . Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Rechnereinrichtung für den ausgewählten Bereich einen Auswer ¬ tealgorithmus für eine erweiterte Auswertung ausführen. Auf ¬ grund der Komplexität vieler Auswertealgorithmen können diese nicht auf eine gesamte Thermographie-Prüfbild-Sequenz ange ¬ wendet werden. Mittels des Auswählens des Bereiches als eine sogenannte "region of interest" (ROI) kann eine erweiterte Auswertung für einen manuell ausgewählten Teilbereich durch ¬ geführt werden. Auf diese Weise können genauere Informationen beispielsweise über eine Tiefe oder Geometrie eines Risses oder differenziertere Aussagen hinsichtlich der Klassifikati ¬ on erhalten werden. Zur verfeinerten Auswertung können unter ¬ schiedlichste Auswerte-Algorithmen verwendet werden, wodurch weitere relevante Informationen ermittelbar sind. Aufgrund der schnell auftretenden Komplexität wird jedoch von dieser Maßnahme abgesehen, sodass jeweils eine wesentliche Zone be ¬ stimmt wird und eine verfeinerte Auswertung für den ausge ¬ wählten Bereich durchgeführt werden kann. Somit werden De ¬ tailinformationen, beispielsweise bei existierenden Markie- rungen aufgenommen, die mit dem Zeiger vorher angebracht wur ¬ den .
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann mittels des ausgewählten Bereichs ein mittels des Projektors auf das Prüfobjekt projiziertes Bedienfeld bedient werden. Bei der Anzeige bzw. Projektion auf dem Prüfobjekt kann in vorteil ¬ hafter Weise ein zusätzliches Menü mit auf die Oberfläche des Prüfobjektes eingeblendet werden. Über das Menü lassen sich verschiedene Funktionen auswählen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Be ¬ dienfeld Felder zur Auswahl unterschiedlich aktiv erzeugter Thermographie-Prüfbilder und/oder ein Feld zur Einstellung einer Helligkeit oder eines Kontrastes des Thermographie- Prüfbildes aufweisen. Eine Funktion kann damit beispielsweise die Umschaltung zwischen Messergebnissen unterschiedlicher Messverfahren sein. Dies betrifft beispielsweise die Art der eingesetzten Thermographie . So können beispielsweise Thermo- graphie-Prüfbilder auf der Grundlage der akustischen Thermo- graphie, der Blitzthermographie oder auch einer Kombination aus beiden umgeschaltet werden, wobei die Defektarten wie Risse und Schichtablösungen damit besonders einfach unter ¬ schieden werden können. Eine weitere Funktion kann ebenso ei Einstellen einer Opazität des projizierten Thermographie- Prüfbildes sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Er fassen von räumlichen Maßen von Fehlern des Prüfobjektes in dem ausgewählten Bereich mittels der Rechnereinrichtung er ¬ folgen. Dieses Erfassen der räumlichen Dimensionen eines Feh lers kann auf der Grundlage der dreidimensionalen Oberflä ¬ chendaten ausgeführt werden. Damit können Fehler des PrüfOb ¬ jektes bemaßt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Speichereinrichtung alle Daten zum und Änderungen im proji ¬ zierten Thermographie-Prüfbild speichern. Beispielsweise kön nen alle Markierungs- und Klassifizierungsinformationen für eine spätere Auswertung eingespeichert werden. Sämtliche zur Verfügung stehende Daten können mit den ursprünglichen Ther- mographiedaten gespeichert werden. Im Folgenden werden anhand der schematischen, die Erfindung begleitenden, jedoch nicht einschränkenden Figuren Ausfüh ¬ rungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 eine herkömmliche Anordnung zur Erzeugung eines
Thermographie-Prüfbildes ;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel eines herkömmlich erzeugtes
Thermographie-Prüfbilds ; Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen An ¬ ordnung;
Figur 4 die Kameraseite der Anordnung gemäß Fig. 3; Figuren 5, 6, 7 wie mittels eines Endes eines Zeigers ein projiziertes Thermographie-Prüfbild verän ¬ dert wird;
Figur 8 wie mittels eines Bedienfelds auf dem Prüfobjekt unterschiedliche Funktionen abrufbar sind;
Figur 9 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer herkömmli ¬ chen Aufnahme eines Thermographie-Prüfbildes , welches zweidi ¬ mensional an einem Bildschirm anzeigbar ist. Eine erste Kame- ra 2 erfasst ein Prüfobjekt 1.
Figur 2 zeigt ein Thermographie-Prüfbild 5 eines angeregten Prüfobjektes 1, wobei ein Fehler des Prüfobjekts 1, hier durch einen im Verhältnis zur Umgebung helleren Bereich, er- kennbar ist.
Figur 3 zeigt entsprechend Figur 1 eine erste Kamera 2, die ein angeregtes Prüfobjekt 1 erfasst und ein Thermographie- Prüfbild 5 erzeugt, wobei zusätzlich eine Mess- und Prüfein- heit 6 vorhanden ist, mittels der dreidimensionale Oberflä ¬ chenkoordinaten des Prüfobjektes 1 ermittelbar sind, womit eine deckungsgleiche Rückprojektion des aufgenommenen zweidi ¬ mensional ausgebildeten Thermographie-Prüfbildes 5 auf das PrüfObjekt 1 erfolgt. Zur Figur 3 ist anzumerken, dass die erste Kamera 2, die als Infrarotkamera oder als Wärmebildka ¬ mera ausgebildet ist, eingesetzt wird, um ein Thermographie- Prüfbild 5 zu erzeugen. Im weiteren Verlauf wird das zweidi ¬ mensionale Thermographie-Prüf ild an die Mess- und Projekti ¬ onseinheit 6 übergeben. Durch eine zweite Kamera 3 wird eine dreidimensionale Abstandsmessung zwischen zweiter Kamera 3 und Prüfobjekt 1 vorgenommen, sodass ein Höhenrasterbild oder Oberflächenkoordinatenbild in dreidimensionaler Form des Prüfobjektes generiert wird. Über einen Projektor 4 oder ei- nen Beamer, wird danach ein entsprechend angepasstes oder verzerrtes Thermographie-Prüfbild auf das PrüfObjekt proji ¬ ziert bzw. rückproj iziert . Das System Kamera 2, Kamera 3 und Projektor 4 ist vorteilhaft in sich kalibriert, damit exakte Positionen der Komponenten untereinander bekannt sind und Ab ¬ bildungsfehler, wie dies beispielsweise Verzeichnungen der Objektive sind, kompensiert werden können. Dies erfolgt bei ¬ spielsweise durch eine Aufnahme eines bemaßten Kalibrierbil ¬ des mit beiden Kameras, wodurch die Positionen und Korrektur- faktoren berechnet werden können. Die zweite Kamera 3 und
Projektor 4 arbeiten im Bereich des sichtbaren Lichtes. Die erste Kamera 2 arbeitet im Infrarot-Bereich. Zur Messung und Ermittlung der dreidimensionalen Koordinaten des Prüfobjektes kann beispielsweise ein Verfahren der Oberflächenmessung mit- tels Streifenprojektion angewandt werden. Hier ist bekannt, das Verfahren der aktiven Triangulation zu verwenden. Dabei werden zunächst von der Kamera 3, parallele, Lichtstreifen auf die Oberfläche des PrüfObjektes 1 projiziert, wobei an ¬ schließend mittels Triangulation dreidimensionale Oberflä- chenkoordinaten berechnet werden. Realisiert wird die Erfin ¬ dung durch Verwendung einer Rückprojektion des Thermographie- Prüfbildes 5 auf das Prüfobjekt 1 beispielsweise mittels ei ¬ nes miniaturisierten dreidimensionalen Messsystems, welches aus der Kamera 3 und dem Projektor 4, beispielsweise einem Beamer, besteht. Die damit ermittelbaren dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des Prüfobjektes 1 bilden die Basis für die entsprechende Anpassung des von der Kamera 2 im inf ¬ raroten Wellenlängenbereich aufgenommenen Thermographie- Prüfbildes 5, zu dessen Lokalisierung auf der Oberfläche des Prüfobjekts 1. Dazu muss das von der Kamera 2 an den Projek ¬ tor 4 gelieferte Thermographie-Prüfbild 5 zur deckungsglei ¬ chen Ausführung verzerrt bzw. in der Größe angepasst werden. Zur Bereitstellung weiter Funktionen einer erfindungsgemäßen Anordnung können zusätzlich eine Recheneinrichtung 11 und ei- ne Speichereinrichtung 12 ausgebildet sein.
Figur 4 zeigt analog zur Figur 3 deren linke Seite, aufwei ¬ send eine erste Kamera 2 sowie eine Mess- und Projektionsein- heit 6, die am Prüfobjekt 1 die Rückprojektion eines Thermo ¬ graphie-Prüfbildes 5 ausführt. Ebenso sind eine Rechnerein ¬ richtung 11 und eine Speichereinrichtung 12 zur Ausführung weiterer Funktionen dargestellt. Die Anordnung gemäß Figur 4 überträgt Informationen auf die Prüfobjekte 1 der Figuren 5 bis 8 und empfängt mittels eines Zeigers 8 Informationen von den Prüfobjekten 1 der Figuren 5 bis 8. Zur Vereinfachung ist in den Figuren 5 bis 8 lediglich das Prüfobjekt 1 darge ¬ stellt. Figur 4 stellt die Kameraseite dar, die mit den Prüf- teilen der Figuren 5 bis 8 in Interaktion ist.
In den Figuren 5, 6 und 7 ist jeweils dargestellt, dass in einem projizierten Thermographie-Prüfbild 5 mittels eines Zeigers 8 mit einem Ende 7 bestimmte Bereiche 9 ausgewählt werden können. Dazu erfasst eine der Kameras 2 oder 3 eine
Position und eine Änderung der Position des Endes 7 des Zei ¬ gers 8 auf einem Prüfobjekt 1. Dazu kann eine Rechnereinrich ¬ tung 11 erforderlich sein. Die Auswahl von bestimmten Bildbe ¬ reichen 9 eines auf das Prüfobjekt 1 rückproj izierten Thermo- graphie-Prüfbildes 5 kann mittels der ersten Kamera 2 zur
Aufnahme mindestens eines Thermographie-Prüfbildes 5 oder der zweiten Kamera 3 einer Mess- und Projektionseinheit 6 ausge ¬ führt werden. Der Zeiger 8 kann zu der Auswahl der bestimmten Bereiche 9 verwendet werden. Dieser Zeiger 8 kann in vorteil- hafter Weise an einem Ende 7 eine farbige Kappe aufweisen, die von der ersten Kamera 2 oder der zweiten Kamera 3 in Ver ¬ bindung mit entsprechender Software und einer Rechnereinrich ¬ tung 11 im projizierten Thermographie-Prüfbild 5 verfolgt werden kann. In dem ausgewählten Bereich 9 kann das proji- zierte Thermographie-Prüfbild 5 verändert werden. Gemäß den
Ausführungsformen entsprechend Figuren 5 bis 7 kann eine Feh ¬ lererkennung und Fehlerbewertung am Prüfobjekt 1 wirksam ver ¬ einfacht werden. Figur 5 zeigt ein partielles Ausblenden des projizierten
Thermographie-Prüfbildes 5 zum wirksamen Vergleich von proji ¬ ziertem Thermographie-Prüfbild 5 und einer realen Oberfläche des PrüfObjekts 1 in dem ausgewählten Bereich 9. In dieser Funktion als eine "virtuelle Taschenlampe" kann eine zumin ¬ dest partielle Ausblendung des von der zweiten Kamera 3 pro ¬ jizierten Thermographie-Prüfbildes 5 erfolgen. Gemäß der Fi ¬ gur 5 kann zur Bewertung von zunächst im Thermographie- Prüfbild 5 in der Rückprojektion angezeigten Fehlern durch eine derartige Interaktion mittels eines Zeigers 8 zwischen einer Sicht des Thermographie-Prüfbildes 5 und der realen Oberfläche des Prüfobjektes 1 hin- und hergeschaltet werden. Auf diese Weise ist ein Vergleich zwischen projiziertem Ther- mographie-Prüfbild 5 und der realen Oberfläche des Prüfobjek ¬ tes 1 bei ausgeblendetem Thermographie-Prüf ild 5 an dersel ¬ ben Position zur Bewertung von Fehlern ausführbar.
Figur 6 zeigt das Projizieren eines Graphen einer zeitlichen Entwicklung einer Oberflächentemperatur eines ausgewählten
Bereichs 9 auf das Prüfobjekt 1 für eine Bewertung des Prüf ¬ objekts 1 in dem ausgewählten Bereich 9. Dieses Projizieren kann mittels einer Rechnereinrichtung 11 und einem Projektor 4 ausgeführt werden.
Figur 7 zeigt ein Markieren und Klassifizieren von Material ¬ fehlern eines Prüfobjektes 1 mittels eines Einschreibens ei ¬ ner Position und einer Änderung der Position eines Endes 7 eines Zeigers 8 in das projizierte Thermographie-Prüfbild 5. Grundsätzlich kann ein derartiges Markieren und Klassifizie ¬ ren ebenso mit einem realen Stift auf dem Prüfobjekt 1 ausge ¬ führt werden. Für eine virtuelle Klassifikation von Fehlern am Prüfobjekt 1 kann beispielsweise die direkte Visualisie ¬ rung des Prüfergebnisses auf dem Prüfobjekt unter Zuhilfenah- me von einem oder mehreren Temperatur-Zeitverläufen, sowie der virtuellen Taschenlampe nach der Art der Fehler klassifi ¬ ziert werden. Sämtliche zur Verfügung stehende Daten können zusammen mit den ursprünglichen Thermographiedaten in einer Speichereinrichtung 12 gespeichert werden.
In Figur 8 wird dargestellt, dass zusätzlich ein Menü in Form eines Bedienfelds 10 auf dem Prüfobjekt 1 projiziert ist. Da ¬ durch lassen sich unterschiedliche Funktionen direkt abrufen. Beispielsweise können zur besseren Fehlererkennung nacheinan ¬ der unterschiedliche Ergebnisse unterschiedlicher Thermogra- phiearten angezeigt werden. Es kann mittels eines Zeigers 8 ein Bereich 9 in dem Bedienfeld 10 oder einer Menüanzeige ausgewählt werden. Die entsprechende Kamera 2 oder 3 erfasst die Position des Endes 7 des Zeigers 8 in dem mittels des Projektors 4 auf das PrüfObjekt 1 projizierten Bedienfelds 10 und aktiviert zusammen mit einer Rechnereinrichtung 11 eine gewünschte Funktion. Diese kann beispielsweise das Ändern der Helligkeit oder des Kontrastes im projizierten Thermographie- Prüfbild 5 oder die Auswahl unterschiedlich aktiv erzeugter Thermographie-Prüfbilder 5 sein.
Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bewertung eines Prüfobjektes mittels aktiver Thermographie . Das Ausführungsbeispiel umfassend folgende Schritte. Mit einem ersten Schritt Sl erfolgt ein zumindest partielles Anregen eines Prüfobjektes mittels mindestens ei ¬ ner Energiequelle. Mit einem zweiten Schritt S2 erfolgt eine Aufnahme mindestens eines Thermographie-Prüfbildes des Prüf ¬ objektes mittels einer ersten Kamera. Mit einem dritten
Schritt S3 erfolgt eine Ermittlung von dreidimensionalen Oberflächenkoordinaten des Prüfobjektes mittels einer Ab ¬ standsmessung mittels einer zweiten Kamera. Mit einem vierten Schritt S4 erfolgt eine deckungsgleiche Projektion des auf der Basis der dreidimensionalen Oberflächendaten des Prüfob ¬ jektes angepassten Thermographie-Prüfbildes auf das Prüfob ¬ jekt mittels eines Projektors. Mit einem fünften Schritt S5 erfolgt eine Bewertung von Fehlern am Prüfobjekt durch Ver- gleich zwischen dem projizierten Thermographie-Prüfbild und der Oberfläche des Prüfobjektes bei ausgeblendetem Thermogra ¬ phie-Prüfbild an derselben Position.
Next Patent: METHOD AND APPARATUS FOR STATE/MODE TRANSITIONING