Thermographie in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung

Thermographie bezeichnet bildgebende Verfahren, die die räumliche und zeitliche Verteilung der Oberflächentemperatur eines Körpers erfassen. In der Werkstofftechnik dient sie vor allem der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) und der Zustandsüberwachung von Bauteilen.

Grundlage ist die Detektion der vom Werkstück emittierten infraroten Strahlung mittels IR-Kamera und deren Umrechnung in Temperaturfelder. Man unterscheidet passive Thermographie, bei der vorhandene Temperaturunterschiede (z. B. aufgrund Betriebslasten) ausgewertet werden, und aktive Thermographie, bei der das Bauteil gezielt thermisch angeregt wird (z. B. Blitzlampen, Halogenstrahler, Induktion, Ultraschall) und der resultierende Wärmefluss analysiert wird.

Defekte wie Risse, Delaminationen oder Korrosionsunterwanderungen stören die Wärmeleitung und erzeugen charakteristische Temperaturkontraste an der Oberfläche. Spezialisierte Verfahren wie Lock-In-Thermographie oder synchrone Pfad-Infrarotthermographie nutzen periodische Erregung und phasenbasierte Auswertung, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern und Tiefeninformation zu gewinnen.

Wesentliche Einflussgrößen sind Emissionsgrad, Wärmeleitfähigkeit, Schichtaufbau und Randbedingungen des Wärmeübergangs. Für eine quantitative Interpretation sind kalibrierte Messketten und geeignete Auswertealgorithmen erforderlich; zunehmend werden inverse Verfahren und Kombinationen mit Methoden wie Digitaler Bildkorrelation zur gekoppelten Thermo-Mechanik-Analyse eingesetzt.

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