Objektrekonstruktion in der Mikrowellen-Defektoskopie
Neue hard- und softwareseitige Ansätze zur besseren Defekt-Klassifizierung in Kunststoffen
Jeanine Marquard, Das Kunststoff-Zentrum SKZ
Als wesentliches Ergebnis des Forschungsprojekts liegt eine Methode vor, die es durch Kombination verschiedener Messverfahren mit einer modellbasierten Signalauswertung erlaubt, Defekte unterhalb der physikalischen Wellenlänge zu charakterisieren. Das Verfahren basiert auf der Erfassung der Streuung und Beugung von elektromagnetischen Wellen an Inhomogenität und der Nachbildung der Beugungsmuster durch eine semianalytische Punktspreizfunktion. Im Projekt wurde nachgewiesen, dass diese Art der Nachbildung einer dreidimensionalen Beugung hinreichend ist, um bestimmte Defektklassen in Plattenstrukturen oder oberflächennah an ausgedehnten Prüfkörpern zu lokalisieren und in einem Optimierungsschritt die geometrische Form genauer als mit konventionellen Verfahren zu charakterisieren. Effektiv muss die Rekonstruktionsmethode gezielt auf bestimmte Fehlerformen kalibriert werden.
Es wurden grundlegende Kenntnisse über die Eignung der parametrischen Nachbildung von Beugungsmustern gewonnen. Diese Ergebnisse können direkt für weitere Forschungsarbeiten im Kunststoffbereich oder allgemein der Werkstoffprüfung genutzt werden, um neue Impulse zur Entwicklung hochauflösender Superresolution-Verfahren zu geben. Die Unabhängigkeit der parametrischen Modellierung ermöglicht es Herstellern, ihre bestehenden Anlagen zur Prüfung von Bauteilen mit Mikrowellen, um ein Softsensing zur zweistufigen Bewertung und genaueren Klassifizierung von Defekten zu erweitern. Die Methode lässt sich autark als nachgeschaltete Bewertungssoftware realisieren. Dies kann u. a. einen Mehrwert bei der defektgrößenabhängigen Sicherheitsbewertung liefern. Das Verfahren lässt sich zudem auf andere Methoden wie z. B. die kapazitive Messtechnik, die Ultraschalltechnik oder die optische Messtechnik übertragen.
