Während einer Untersuchung mittels Induktionsthermografie wird ein Prüfköpf, der ebenso als Induktor bezeichnet wird, über einem Prüfling beziehungsweise über ein Prüfteil positioniert. Das aus dem in dem Prüfköpf fließenden Strom resultierende Magnetfeld erzeugt in dem zu untersuchenden Prüfteil einen elektrischen Induktionsstrom . Dieser führt durch Ohm- sehe Verluste zu einer Erwärmung des Prüfteils. Die in dem

Prüfteil resultierende Wärmeverteilung kann wiederum mittels einer Infrarotkamera detektiert werden. Enthält das Prüfteil Defekte, wie es beispielsweise Risse sind, muss der induzierte Strom um diese herum oder über die vorhandenen Berührstel- len fließen. Dieser Vorgang führt dazu, dass eine lokale

Stromdichte und daraus folgend eine Erwärmung an diesen Stellen erhöht wird. Im Infrarotbild sind damit Risse erkennbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung der Induktionsthermografie eines Prüfteils anzugeben, mit denen Materialfehler bei nicht automatisierten Messvorgängen mit einer maximalen Fehlerauffindwahrscheinlichkeit erfasst werden. Es sollen alle Materialfehler bestimmter Art, ab einer definierten und bestimmten Größe, im gesamten Prüfteil beziehungsweise in einem bestimmten Bereich des Prüfteils reproduzierbar gefunden werden können.

Es soll gewährleistet sein, dass die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit maximiert wird. Es sollen mittels einer Untersuchung eines Prüfteils, alle Defekte bestimmter Art, wie es beispielsweise Risse sind, ab einer definierten und bestimmten Größe, im gesamten Prüfteil beziehungsweise einem bestimmten Bereich des Prüfteils reproduzierbar gefunden werden können. Fehlerauffindwahrscheinlichkeit ist hier als Wahrscheinlichkeitskurve dargestellte Aussage definiert, mit der Wahrscheinlichkeiten der Materialfehlererfassung in Abhängigkeit von der Größe des Materialfehlers und allen relevanten Messparametern beschrieben werden. Die Messparameter können bekannt und/oder direkt oder indirekt eingestellt werden. Messparameter sind insbesondere der Abstand zwischen Induktor und Prüfteil, Größe des Induktionsbereichs im Prüfteil und Rich- tung des Induktionsstromflusses.

Es werden so genannte Fehlerauffindwahrscheinlichkeitskurven (Propability of Detection/POD-Kurven) verwendet, die in Abhängigkeit von der Defektgröße und mit Berücksichtigung aller bedeutenden Messparameter, die Wahrscheinlichkeit der Detek- tion darstellen. Die Messparameter sind entweder bekannt oder können direkt beziehungsweise indirekt beeinflusst werden. Es kann also eine Aussage getroffen werden, welche minimale Größe ein Defekt aufweisen muss, um mit hinreichender Genauig- keit detektiert zu werden. Diese Aussage ist aber lediglich dann richtig, wenn alle Einschränkungen einer Messung berücksichtigt werden. Wird beispielsweise der Induktor zu weit entfernt von dem Prüfteil durch die Prüfperson gehalten, verändern sich die Messparameter und die Aussage verliert Ihre Gültigkeit.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch und eine Vorrichtung gemäß dem Nebenanspruch gelöst. Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren der scannenden

Induktionsthermografie zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung eines Prüfteils vorgeschlagen, wobei während einer manuellen Messung durch eine Prüfperson ein Relativpositionieren des Prüfteils und eines eine Infrarotbilder aufzeichnende Infrarotkamera aufweisenden und einen elektrischen Induktionsstrom im Prüfteil erzeugenden Induktors zueinander ausgeführt wird. Es erfolgen eine mittels einer Rechnereinrichtung ausgeführte Auswertung mindestens eines der aufgezeichneten Infrarotbilder und ein mittels einer Projektoreinrichtung auf die Oberfläche des Prüfteils erfolgendes Projizieren jeweils eines einem Ergebnis der Auswertung entsprechenden Hinweises für die Prüfperson.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine Vorrichtung zur scannenden Induktionsthermografie zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung eines Prüfteils vorgeschlagen, wobei während einer manuellen Messung durch eine Prüfperson das Prüfteil und ein eine Infrarotbilder aufzeichnende Infrarotkamera aufweisenden und einen elektrischen Induktionsstrom im Prüfteil erzeugender Induktor zueinander relativ positioniert werden, wobei eine mittels einer Rechnereinrichtung ausgeführte Auswertung mindestens eines der aufgezeichneten Infrarotbilder und ein mittels einer Projektoreinrichtung auf die Oberfläche des

Prüfteils erfolgendes Projizieren jeweils eines einem Ergebnis der Auswertung entsprechenden Hinweises für die Prüfperson ausgeführt werden. Es wird also ein System vorgeschlagen, das die Prüfperson während oder nach einer Messung unterstützt, indem wichtige Hinweise direkt auf das Prüfteil projiziert werden. Ziel ist es, der Prüfperson während oder direkt nach der Messung ein Feedback in Form einer Projektion auf das Prüfteil zu geben, das der Prüfperson einen Hinweis darauf gibt, ob die Messung hinsichtlich insbesondere der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit, korrekt durchgeführt wird oder wurde. Es ist erkannt worden, dass das Messergebnis einer manuellen nicht automatisierten Induktionsthermografie hinsichtlich der Materialfeh- lererfassung und ebenso hinsichtlich der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit sehr stark von der Prüfperson abhängt (sogenannter menschlicher Aspekt) . Erfindungsgemäß werden Informationen aus Infrarotbildern zur Bewertung von Materialfehlern und Abschätzung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit verwen- det, um die Prüfperson während oder nach der Messung zu unterstützen und den Einfluss des sogenannten menschlichen Aspektes so weit wie möglich zu verringern. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht .

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Hinweis wäh- rend oder nach der Messung anzeigen, ob die Messung hinsichtlich einer geforderten Fehlerauffindwahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung von Messparametern korrekt ausgeführt wird oder wurde. Es ist erkannt worden, dass folgender Effekt die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit beeinflussen kann, und zwar der Abstand zwischen dem Induktor und dem Prüfteil. Ein weiterer Messparameter ergibt sich daraus, dass der induzierte Strom bevorzugt in der Nähe des Induktors beziehungsweise des Prüfkopfes fließt, sodass Fehler lediglich in einem bestimmten Bereich um den Induktor herum detektiert werden können. Dieser Bereich kann als Messbereich bezeichnet werden. Sollte das gesamte Prüfteil beziehungsweise ein größerer Bereich untersucht werden, muss die Messung mehrmals mit entsprechender Verschiebung des Prüfköpfes wiederholt werden. Eine weitere wichtige Erkenntnis ist, dass aufgrund der Richtung des Stromflusses am besten solche Defekte detektiert werden können, die senkrecht zum Stromfluss beziehungsweise zum Induktor liegen. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass diese Messparameter bei nicht automatisierten Messvorgängen zu Einschränkungen führen können, sodass die Messung fehlerhaft wird und die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit zu gering ist. Mittels der Projektion der jeweiligen Fehlerauffindwahrscheinlichkeit an die Prüfperson kann die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit bei der Messung über das gesamte Prüfteil beziehungsweise mehrere Prüfteile konstant gehalten werden. Dies ist ein großer Vorteil bei Messungen, bei denen eine Automatisierung entweder nicht möglich oder nicht rentabel wäre .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Rechnereinrichtung mittels von der zu erfassenden Größe eines Materialfehlers abhängigen Fehlerauffindwahrscheinlichkeits- kurven unter Berücksichtigung der Messparameter, das heißt die Eigenschaften unter denen die Messung erfolgt, die maxi- male mögliche Fehlerauffindwahrscheinlichkeit der Messung bestimmen .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Rechnereinrichtung die Auswertung mindestens eines der aufgezeichneten Infrarotbilder zur Berechnung der Messparameter der Messung ausführen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zur Be- rechnung von Messparametern die Auswertung des Infrarotbildes des Prüfteils ohne Induktor ausgeführt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zur Berechnung von Messparametern die Auswertung eines vor der In- duktion des Induktionsstromes aufgenommenen Infrarotbildes des positionierten Induktors und des Prüfteils ausgeführt werden .

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zur Be- rechnung von Messparametern die Auswertung eines mittels Puls -Phasen-Analyse der während der Messung aufgenommenen Infrarotbilder erzeugten Amplitudenbildes ausgeführt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann zur Be- rechnung von Messparametern die Auswertung eines mittels

Puls -Phasen-Analyse der während der Messung aufgenommen Infrarotbilder erzeugten Phasenbildes ausgeführt werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können die Messparameter der Abstand zwischen Induktor und Prüfteil, der Messbereich des Induktors und/oder die Orientierung des Induktors gegenüber dem Prüfteil sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann als ein Hinweis während oder nach der Messung senkrecht zur Orientierung des Induktors verlaufende Linien auf das Prüfteil projiziert werden zur Anzeige, dass entlang der Linien sich er- streckende Materialfehler mit einer maximalen möglichen Fehlerauffindwahrscheinlichkeit erfasst werden oder wurden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können als ein Hinweis während oder nach der Messung farbkodierte Flächen auf das Prüfteil projiziert werden, zur Anzeige, dass in den jeweiligen Farbflächen sich in bestimmte Richtungen sich erstreckende Materialfehler mit einer maximalen Fehlerauffindwahrscheinlichkeit werden oder wurden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann nach der Messung die Orientierung des Induktors verändert und eine weitere Messung ausgeführt werden, wobei zusätzlich weitere senkrecht zur veränderten Orientierung des Induktors verlau- fende Linien und weitere Farbcodierte Flächen auf das Prüf- teil projiziert werden können.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Hinweis während oder nach der Messung angezeigt werden, ob bei Bekanntsein der Geometrie des Induktors dessen Lage gegenüber dem Prüfteil und aller Messparameter, die Messparameter der Messung korrekt eingestellt sind oder waren.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Hinweis den Messbereich des Induktors in Abhängigkeit von dessen Relativposition zum Prüfteil als farbige Fläche auf dem Prüfteil anzeigen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Hinweis während oder nach der Messung die Korrektheit des Ab- standes zwischen Induktor und Prüfteil mittels einer bestimmten Farbe der farbigen Fläche anzeigen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können gleiche Messbereiche von Messungen mit unterschiedlichen Orientierungen des Induktors überlappend angezeigt werden. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann ein Hinweis eine Information zur Qualität der Positionierung de Induktors anzeigen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises;

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises;

Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungemä- ßen Hinweises;

Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises; Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer weiteren Messung;

Figur 6 ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises; Figur 7 ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs- gemäßen Hinweises.

Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises. Figur 1 zeigt eine Proj ektoreinrich- tung 9, die auf die Oberfläche eines Prüfteils 7 einen sich aus einer Auswertung ergebenden Hinweis 11 für die Prüfperson auf die Oberfläche des Prüfteils 7 projiziert. Zusätzlich ist ein Induktor 1 in Relativposition zum Prüfteil 7 dargestellt. Der Hinweis 11 gemäß Figur 1 ist ein rotes Feld das unterhalb des Induktors 1 auf das Prüfteil 7 projiziert wurde. Die Farbe rot zeigt der Prüfperson an, dass der Induktor 1 relativ zum Prüfteil 7 noch nicht korrekt positioniert ist. Der Hinweis 11 umfasst zusätzlich zwei Pfeile, und zwar einen in x- Richtung und einen in z -Richtung, die der Prüf erson anzeigen, wie der Induktor 1 relativ zum Prüfteil 7 zur Erreichung einer korrekten Relativposition bewegt werden muss. Vor einer eigentlichen Messung muss eine Entscheidung darüber getroffen werden, in welchem Bereich des Prüfteils 7 die Messung durchgeführt werden soll. Da die Geometrie des Induktors 1 sowie dessen Lage gegenüber dem Prüfteil 7 und alle Messparameter bekannt sind, kann der Bereich um den Induktor 1, in dem der Induktionseffekt zustande kommt, in Abhängigkeit von der Lage des Induktors 1 zum Prüfteil 7 bestimmt werden. Die Lage des Induktors 1 gegenüber dem Prüfling 7 kann beispielsweise mit- hilfe von einem an dem Induktor 1 angebrachten Lagesensor bestimmt werden. Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises. Im Vergleich zu Figur 1 ist der Induktor 1 relativ zum Prüfteil 7 durch die Prüfperson entsprechend den Pfeilvorgaben in x-Richtung und z-Richtung relativ zum Prüfteil 7 bewegt worden. Das farbige Feld unterhalb des Induktors 1 weist nun die Farbe Grün auf. Damit erfolgt ein Hinweis 11 gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel. Figur 2 zeigt beispielsweise einen Messbereich, in dem der Induktionseffekt zustande kommt. Dieser bestimmte Bereich wird vor der Messung auf das Prüfteil 7 als eine grüne Fläche proji- ziert, da nun der Abstand zwischen dem Induktor 1 und dem

Prüfteil 7 korrekt ist. Die Messposition des Induktors 1 relativ zum Prüfteil 7 ist erreicht. Die Messung kann beginnen.

Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfin- dungsgemäßen Hinweises 11. Zur Erstellung eines Hinweises 11 können vorteilhaft folgende vier Bilder verwendet werden. Ein Bild des Prüfteils 7 ohne Induktor 1, wobei dieses Bild mit "0" bezeichnet wird. Ein weiteres Bild des positionierten Induktors 1 und des Prüfteils 7 vor dem Einschalten des Stro- mes, wobei dieses Bild mit "I" bezeichnet wird. Nach der Messung wird die aufgenommene Infrarotbildserie einer Puls- Phasen-Analyse unterzogen, die in der Thermografie einen bekannten Algorithmus darstellt. Daraus ergeben sich ein Ampli- tudenbild "A" und ein Phasenbild "P". Aus diesen lassen sich die folgenden Informationen bestimmen:

Die x,y-Position des Induktors 1 unter Verwendung der Bilder "0" und "I" mit einer Differenzbildung

Ix=(I-0) .

Bereich, der vom Induktor 1 verdeckt wurde, unter Verwendung der Bilder "0" und "I" unter Verwendung des Al- fl wenn Γ>0

gorithmus I ^" =

[0 wenn Γ < 0

Bereich, in dem der Induktionseffekt eine ausreichende Stärke hatte, wobei ebenso schief oder in falschem Abstand gehaltene Induktoren 1 berücksichtigt sind, unter Verwendung des Bildes "A" mittels des Algorithmus

1. Maskierung des Induktors Ax" = A * I' ;

2. Umrechnung des Amplitudenbildes Ax' in ein Temperaturdifferenzbild T ;

3. Umwandlung in eine farbkodierte Darstellung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit F beziehungsweise des Kontrasts /Signal -Rausch-Verhältnisses .

Orientierungssensitivität , unter Verwendung der Bilder "A" und "P", mittels

1. Extraktion der Linien gleicher Richtung des Stromflusses, den sogenannten "Höhenlinien";

2. Berechnung der Senkrechten dieser Höhenlinien, wobei diese Linien der optimalen Defektorientierung entsprechen, das heißt der Ausrichtung, in der Risse am besten erkannt werden können. Wird beispielsweise als Induktor 1 eine runde Leiterschleife verwendet, ist die Orientierungssensitivität ein Strahlenkranz um den Induktor 1. z-Position des Induktors 1, und zwar der Abstand Induktor 1 - Prüfteil 7 , unter Verwendung des Bildes "A" mittels Vergleichen des Amplitudenverlaufs in der Nähe des Induktors 1 mit analytisch berechneten Lösungen.

Anschließend kann beurteilt werden, ob die Fehlerauffindwahr- scheinlichkeit in dem untersuchten Bereich mit der Forderung übereinstimmt und diese Information auf das Prüfteil 7 projiziert wird. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Detektier- barkeit, und die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit stark von der Orientierung des Prüfkopfes beziehungsweise des Induktors 1 gegenüber potentiellen Defekten abhängt. Dies muss in der

Projektion zum Ausdruck gebracht werden. Gemäß Figur 3 werden auf den untersuchten Bereich Linien projiziert, deren Orientierung senkrecht zu dem Induktor 1 platziert sind. Diese Informationen sind gemäß obigen Punkt Nr. 4 hinsichtlich des Merkmals Orientierungssensitivität ermittelt worden. Für derartig liegende Defekte ist die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit am größten. Dies stellt der Hinweis 11 gemäß Figur 3 dar. Es wurde ein Induktor 1 verwendet, der in Form einer runden Leiterschleife ausgebildet ist, sodass die Orientie- rungssensitivität ein Strahlenkranz um den Induktor 1 herum ist. Es werden nach der Messung auf den untersuchten Bereich je nach Einstellung grüne, senkrecht zum Induktor 1 orientierte Linien projiziert. Mittels der Darstellung kann auf die Orientierung der Defekte sowie den Bereich, in dem diese detektierbar sind geschlossen werden.

Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hinweises 11. Dabei entspricht die Darstellung gemäß Figur 4 der Figur 3 jedoch mit dem Unterschied, dass nach der Messung auf den untersuchten Bereich je nach Einstellung farbcodierte Flächen projiziert werden. Auch mit einer derartigen Darstellung gemäß Figur 4 kann auf die Orientierung von Defekten sowie den Bereich, in dem diese detektierbar sind geschlossen werden.

Figur 5 zeigt, wie die Prüfperson den Induktor 1 innerhalb des Bereichs gleicher Geometrie bewegt und die Projektion mitbewegt wird Auf diese Weise kann eine gute Einschätzung erfolgen, welcher Bereich des Prüfteils 7 untersucht wird. Gemäß Figur 5 wird der Induktor 1 von der Prüf erson mit einer aktivierten Positionierungshilfe um 90 Grad gedreht und derart positioniert, dass sich die grüne Fläche der Positio- nierungshilfe teilweise mit den Ergebnissen der ersten Messung überschneiden. So kann gewährleistet werden, dass die Fehlerauffindwahrscheinlichkeit an den Überschneidungsbereichen steigt, da Defekte unabhängig von deren Orientierung sichtbar gemacht werden können.

Figuren 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Hinweise 11 für den Fall einer Messung und einer sich daran anschließenden weiteren Messung. Überschneidungs - bereiche beider Messungen sind in der Projektion grün gekenn- zeichnet, und zwar sowohl in der Linieneinstellung als auch in der Flächeneinstellung. Anschließend können weitere Bereiche des Prüflings ausgewählt und geprüft werden. Darüber hinaus kann der Prüfperson zum ermöglichen einer konsistenten Serienprüfung von Prüfteilen 7 eine Information zur Qualität der Positionierung des Induktors 1 beziehungsweise eine Qualität der Relativpositionierung projiziert werden. Auf diese Weise kann die Prüfperson den Induktor 1 beispielsweise so lange bewegen, bis eine einheitliche gespeicherte Optimalposition erreicht wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass bei jedem Prüfteil 7 der Serie der Induktor 1 an einer gleichen Relativposition positioniert ist.

Für alle weiteren Messungen werden Informationen kumulativ dargestellt. Ändert die Prüfperson die Orientierung des In- duktors 1 bei weiteren Messungen beispielsweise um 90 Grad, werden für alle Messungen die Linien projiziert. Sie geben einen Hinweis darauf, welche Rissrichtungen von bereits durchgeführten Messungen mit der angenommenen Fehlerauffindwahrscheinlichkeit abgedeckt wurden. Für weitere Messungen können alternativ oder kumulativ neue Bereiche des Prüfteils 7 mit dem Induktor 1 abgedeckt werden. Informationen und Hinweise 11 können beispielsweise als Zahlen, Buchstaben, Färb- feider, Linien oder beliebige Symbole auf das Objekt projiziert sein.

Die Erfindung schlägt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur scannenden Induktionsthermografie zur zerstörungsfreien Materialuntersuchung eines Prüfteils 7 vor, mit denen die Qualität einer manuellen Messung durch eine Prüfperson wirksam verbessert werden kann. Dazu werden eine Auswertung von aufgezeichneten Infrarotbildern und das Projizieren von der Aus- wertung entsprechenden Hinweisen 11 auf das Prüfteil 7 für die Prüfperson ausgeführt.