Scannende Detektion von Oberflächenfehlern in Weichenherzen mittels induktiver Thermografie

Christoph Tuschl, Beata Oswald-Tranta, Timotheos Agathocleous, Sven Eck, Peter Dornig

Publikation: KonferenzbeitragPaper

Abstract

Durch Rollkontaktermüdung treten Oberflächendefekte in Eisenbahnweichen, insbesondere im Bereich des sogenannten Weichenherzes auf. Für eine vorausschauende Planung der Instandhaltung müssen diese Defekte während der
Wartungsinspektionen detektiert und lokalisiert werden. In dieser Arbeit wird ein mobiler Laboraufbau präsentiert, welcher Oberflächendefekte mittels induktiver Thermografie in einem scannenden Verfahren detektieren kann. Die Arbeit zielt auf die
Entwicklung eines mobilen Prototyps, welcher das Servicepersonal bei Inspektion von Weichenherzen unterstützen soll. Beim vorgestellten Verfahren wird während des Scannens die Oberflächen des Weichenherzens mittels luftgekühlten Induktors
erwärmt (∆T<10K) und Temperaturänderungen während und nach der Erwärmung von einer Infrarotkamera aufgezeichnet. In jedem aufgenommenen Bild der Filmsequenz befindet sich ein Kalibrierkörper mit AprilTags zur Registrierung. Mit diesen Objekten
ist es möglich Verschiebungen zwischen den Bildern aufgrund der Bewegung direkt aus der Filmsequenz und somit ohne ein zusätzliches Sensorsystem zu bestimmen. Da Bewegungsänderungen von Bild zu Bild erkannt werden, ist ein mobiles (manuelles) Scanning mit sich ändernder Geschwindigkeit möglich. Der Laboraufbau verwendet eine ungekühlte μ-Bolometer Infrarot Kamera, welche sich im Vergleich zu gekühlten Photonik-Kameras besser für mobile Anwendungen eignet, jedoch durch Integrationszeiten von etwa 10 ms von Bewegungsunschärfe betroffen ist. Mit den erhaltenen Informationen aus der Registrierung zur aktuellen Geschwindigkeit kann diese Unschärfe durch ein Deblurring-Verfahren korrigiert werden. Hauptziel dieser Registrierung ist jedoch die Transformation der gesamten Filmsequenz zu einer neuen Sequenz, die Registrierungsobjekt und Weichenherz statisch wirken lässt. Dies ermöglicht eine Auswertung mittels Fourier-Transformation zum Phasenbild, welches robust gegen negative Oberflächeneffekte wie inhomogene Erwärmung oder Emissionsvermögen ist und zusätzlich eine Bewertung der Tiefe der Oberflächenfehler ermöglicht.
OriginalspracheDeutsch
PublikationsstatusVeröffentlicht - Okt. 2023
VeranstaltungDACH-Jahrestagung 2023: Zerstörungsfreie Materialprüfung - Graf-Zeppelin-Haus, Friedrichshafen, Deutschland
Dauer: 15 Mai 202317 Mai 2023
https://jahrestagung.dgzfp.de/

Konferenz

KonferenzDACH-Jahrestagung 2023
Land/GebietDeutschland
OrtFriedrichshafen
Zeitraum15/05/2317/05/23
Internetadresse

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