Projektbeschreibung

Ziel des Projektes ist es ein breiteres Spektrum von Materialien und Oberflächen der deflektometrischen Inspektion zugänglich zu machen.
Dazu soll das Prinzip der Deflektometrie in das langwellige, thermische Infrarotspektrum übertragen werden, um sich die abweichenden optischen Eigenschaften vieler Oberflächen in diesem Spektrum zu Nutze zu machen. Hauptsächlich kommen dabei zwei Effekte zum Tragen:

• Die optischen Eigenschaften von Materialien, wie z.B. Reflektanz und Transparenz  sind von der Wellenlänge des auftreffenden Lichts abhängig. Im thermischen Infrarot weichen diese zum Teil stark von den gewohnten Eigenschaften im sichtbaren Spektrum ab. Insbesondere bei metallischen Oberflächen nimmt die Reflektanz stark zu, was eine Inspektion mittels Deflektometrie begünstigt.
• Mikroskopische Strukturen werden bei großen Wellenlängen nicht mehr aufgelöst, umgekehrt aber auch Störungen, die durch mikroskopische Strukturen entstehen, unterdrückt. Dazu gehören beispielsweise Strukturen, wie sie bei maschinell bearbeiteten Oberflächen entstehen. Solche Oberflächen streuen durch ihre Mikrostruktur das auftreffende Licht und führen so zu einer diffusen Reflektion im sichtbaren Spektrum. Im langwelligen Infrarotspektrum erhält man dagegen eine spiegelnde Reflektion, was den Einsatz deflektometrischer Messverfahren ermöglicht.

Den Vorteilen des infraroten Spektrums für die Deflektometrie steht das Problem der geeigneten Sensorik gegenüber.  Für die geplante Anwendung im thermischen Infrarot existiert bereits etablierte Kameratechnik in Form von Thermografiekameras. Die technische Entwicklung ist in diesem Bereich bereits so weit fortgeschritten, dass sich vergleichsweise kostengünstige Sensortechnik bereits für den Einsatz in der Infrarotdeflektometrie eignet.

Hauptaufgabe für dieses Projekt ist daher die Konzeption eines Mustergenerators für dieses Spektrum. Während im sichtbaren Spektrum für diesen Teil des Sensors auf herkömmliche Monitortechnik zurückgegriffen werden kann, gibt es im thermischen Infrarotspektrum für den zivilen Einsatz keinen vergleichbaren Ersatz. Für den thermischen Mustergenerator werden verschiedene Ansätze zur direkten oder indirekten dynamischen Erzeugung von Wärmemustern untersucht.

Mit einem dynamischen Mustergenerator für das thermische Infrarotspektrum eröffnet sich ein breiteres Anwendungsgebiet für die Deflektometrie. Durch die Inspizierbarkeit von diffus spiegelnden Oberflächen erschließt sich hierdurch vor allem der Bereich maschinell bearbeiteter, metallischer Oberflächen. Gegenüber der Deflektometrie im sichtbaren Spektrum können so auch Fertigungsteile in einem frühen Stadium der Produktion auf Oberflächendefekte hin untersucht werden, wodurch  Ausschuss oder Korrekturen nach einer Weiterverarbeitung reduziert werden können.