Technikum OGKB

Optimization of the optical setup and commissioning of an endoscopic loading unit on the interferoscope, as well as performance of automated measurement tests

Die optisch-interferometrische Messmethode der Shearografie, auch als Electronic Speckle Pattern Shearing Interferometry (ESPSI) bezeichnet, ist nach heutigem Stand der Technik besonders im Bereich der zerstörungsfreien Prüfverfahren unverzichtbar. Sie zeichnet sich gegenüber anderer Prüfverfahren durch eine sekundenschnelle und flächenhafte Messung aus und arbeitet dabei berührungslos und werkstoffunabhängig, was sie für moderne, inhomogene Leichtbaumaterialien wie zum Beispiel faserverstärkte Kunststoffe sowie entsprechende Komposite prädestiniert.

Im eigens vom Gerätebaulabor der Hochschule Trier entwickelten Interferoskop findet die shearografische Interferometrie Verwendung. Das IFK stellt eine Kombination aus Interferometrie und Endoskopie dar. Es handelt sich hierbei um ein interferometrisches Messgerät, welches es ermöglicht, Fehlstellen durch kleinste Öffnungen und Hohlräume hindurch shearografisch zu untersuchen, wobei das Endoskop sowohl zur Laserbeleuchtung, als auch zur Beobachtung des Messobjektes dient.

Die digitale Shearografie lässt sich in zeitliches- und räumliches Phasenschieben zur quantitativen Dehnungsanalyse unterschieden. Die fünfte Version des Interferoskops verwendet das räumliche Phasenschieben, welches sich unter anderem durch einen schnelleren und gegenüber Umgebungseinflüssen robusteren Messvorgang vom zeitlichen Phasenschieben unterscheidet.

Bei dem optischen Aufbau des Messgerätes handelt es sich um einen Mach-Zehnder-Aufbau mit einem patentierten virtuellen Doppelspalt, welcher erstmals in der Version 5.1 des Interferoskops eingesetzt und implementiert wird.

Ziel dieser Arbeit ist es, den optischen Aufbau am Interferoskop zunächst zur Version 5.2 zu optimieren, um die Qualität des Messergebnisses noch weiter steigern zu können und das Messgerät mit einer Belastungseinheit auszustatten, welche eine endoskopische Anregung des Prüfobjektes ermöglicht. Des Weiteren gilt es, eine Validierung derselben durch geeignete Messversuche durchzuführen und eine Laserdiode am Messgerät zu implementieren, damit das Interferoskop für den mobilen Einsatz gerüstet ist. Abschließend soll die Einrichtung eines robotergeführten Prüfstandes zur automatisierten Innenraumprüfung eines glasfaserverstärkten Druckbehälters unter praxisnahen Bedingungen erfolgen. In der Industrie findet die endoskopische Interferometrie derzeit noch keine Verwendung und stellt aus diesem Grund weiterhin ein sehr hohes Maß an Forschungs- und Entwicklungspotential dar.