Verfügbarkeit: Handbuch optische Messtechnik

Handbuch optische Messtechnik: praktische Anwendungen für Entwicklung, Versuch, Fertigung und Qualitätssicherung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Schuth, Michael (VerfasserIn), Buerakov, Wassili (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München Hanser [2017]
Schlagworte:	Optische Messtechnik
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XLIII, 686 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783446436343 3446436340

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS V O RW O RT ................................................................................................................................................. V DIE AUTOREN ......................................................................................................................................... XXV FIRMEN, DIE MIT PRAXISBEISPIELEN IM HANDBUCH VERTRETEN S IN D ........................................... XXVII EINLEITUNG ............................................................................................................................................. XXIX 1 GESCHICHTE DER O P TIK ..................................................................................................................... XXIX 2 BEDEUTUNG DER OPTISCHEN TECHNOLOGIEN HE U TE ............................................................................. XXXV 2.1 BEDEUTUNG DER OPTISCHEN TECHNOLOGIEN IN DER TECHNIK ................................................... XXXV 2.2 BEDEUTUNG DER OPTISCHEN TECHNOLOGIEN IM M ILITAERSEKTO R ................................................. XXXVIII 2.3 BEDEUTUNG DER OPTISCHEN TECHNOLOGIEN IN DER MEDIZIN ................................................... XXXVIII 3 BEDEUTUNG DER OPTISCHEN TECHNOLOGIE IN Z U K U N FT ...................................................................... XL 4 LITERATURVERZEICHNIS..................................................................................................................... XLIII TEIL I 3D-FORMERFASSUNG 1 EINLEITUNG ............................................................................................................................................. 3 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK............................................................................................................... 3 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ........................................................................................................ 3 1.3 UE B E RSICH T..................................................................................................................................... 5 2 LICHTSCHNITTVERFAHREN............................................................................................................... 9 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 9 2.2 BESCHREIBUNG DES LICHTSCHNITTVERFAHRENS ................................................................................ 10 2.3 MESSEINFLUESSE BEIM LICHTSCHNITTVERFAHREN .............................................................................. 13 2.4 GRENZEN DES LICHTSCHNITTVERFAHRENS.......................................................................................... 14 2.5 KALIBRIERUNG BEIM LICHTSCHNITTVERFAHREN.................................................................................. 15 2.6 NACHBEARBEITUNG DER MESSDATEN BEIM LICHTSCHNITTVERFAHREN................................................. 16 2.7 ANWENDUNGSBEISPIELE FUER DAS LICHTSCHNITTVERFAHREN...................., ........................................ 17 2.7.1 GEOMETRIEKONTROLLE VON GUSSROHREN............................................................................ 17 2.7.2 PRUEFUNG VON JOCHPROFILTRAEGERN OHNE TAKTZEITVERLUST................................................... 19 2.7.3 VERMESSEN EINES TRAKTORS ............................................................................................ 20 2.7.4 ENGINEERING EINES FLUGZEUGINNENRAUMS - VOM SCAN ZUM 3D-CAD-MODELL .............. 21 2.7.5 ROBOTERGEFUEHRTE OPTISCHE CMM-SCANNER....................................................................... 23 2.7.6 VERBAU VON WINDSCHUTZSCHEIBEN .................................................................................. 24 2.7.7 SPALT-BUENDIGKEITSMESSUNG AN KAROSSERIETEILEN........................................................... 25 2.7.8 NIETENPRUEFUNG IM FLUGZEUGBAU.................................................................................... 25 2.7.9 VERMESSEN VON KAROSSEN .............................................................................................. 25 2.7.10 REVERSE ENGINEERING IM RENNSPORT .............................................................................. 26 2.7.11 VERMESSEN UND AUSWERTEN DER TORNADOLINIE............................................................... 29 2.7.12 DAS MESSTECHNISCHE GEHEIMNIS DER POLEPOSITION VON RED BULL TECHNOLOGY .............. 31 2.7.13 EINSATZ MULTISENSORISCHER MESSSYSTEME IN FERTIGUNG VON HOCHPRAEZISEN BAUTEILEN . 33 2.7.14 OPTISCHE QUALITAETSSICHERUNG IM FAHRZEUGBAU BEI V OLVO ............................................. 35 2.7.15 OPTISCHE UNTERSUCHUNG VON IM GESENK GESCHMIEDETEN IMPLANTATEN ........................ 36 2.7.16 VERMESSUNG VON BLECHTEILEN IM AUTOM OBILBAU........................................................... 38 2.7.17 DIGITALISIEREN EINES KOMPLEXEN TUERSCHLIESSSYSTEMS..................................................... 38 2.7.18 LASERSCANTECHNIK IN EINER ZINKDRUCKGIESSEREI............................................................. 42 3 S TRE IFE N P RO JE K TIO N ........................................................................................................................... 44 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN................................................................................................................ 44 3.2 BESCHREIBUNG DES STREIFENPROJEKTIONVERFAHRENS....................................................................... 45 3.2.1 ZEITLICH CODIERTE VERFAHREN............................................................................................ 45 3.2.2 GRAY-CODE....................................................................................................................... 46 3.2.3 PHASEN-CODIERTE VERFAHREN............................................................................................ 46 3.2.4 FREQUENZCODIERTE VERFAHREN.......................................................................................... 47 3.2.5 OERTLICH CODIERTE VERFAHREN ............................................................................................ 47 3.2.6 SONSTIGE CODIERVERFAHREN.............................................................................................. 48 3.2.7 VERGLEICH DER CODIERVERFAHREN...................................................................................... 48 3.2.8 STREIFENPROJEKTIONSTECHNIKEN........................................................................................ 49 3.2.9 ZWEIKAMERASYSTEME ...................................................................................................... 49 3.2.10 VERMESSUNG VON KLEINSTRUKTUREN BZW. KLEINEN OBJEKTEN ........................................... 50 3.3 KALIBRIERUNG BEI DER STREIFENPROJEKTION.................................................................................... 50 3.4 ANWENDUNGSBEISPIELE DER STREIFENPROJEKTION .......................................................................... 50 3.4.1 SYSTEMLOESUNG ATOS (GOM GMBH): VOLLFLAECHIGE GEOMETRIEMESSUNG ........................ 51 3.4.2 3D DIGITALISIERUNG EINES GEBISSABDRUCKS .................................................................... 55 3.4.3 SCHADENSANALYSE BEI PKW-PKW-KOLLISIONEN ................................................................. 56 3.4.4 FAHRZEUGINNENRAUMVERMESSUNG.................................................................................. 57 3.4.5 NICHT-INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN (ARCHAEOLOGIE)........................................................... 57 3.4.6 3D-VERMESSUNG VON JAGDWAFFEN.................................................................................... 58 3.4.7 3D-VERMESSUNG IM WERKZEUGBAU ................................................................................ 60 3.4.8 3D-VERMESSUNG IM FORMENBAU.................................................................................... 61 3.4.9 DIGITALISIERUNG EINES FAHRZEUGDESIGNMODELLS............................................................. 61 3.4.10 OPTISCHE QUALITAETSSICHERUNG DES NEUEN HONDA CIVIC ................................................. 63 3.4.11 SCHNELLE NIETENPRUEFUNG IM FLUGZEUGBAU .................................................................... 66 3.4.12 UNTERSUCHUNG VON SPALTMASSEN IM AUTOM OBILBAU....................................................... 67 3.4.13 UNTERSUCHUNG EINES TURBINENLAUFRADS ........................................................................ 68 3.4.14 3D-QUALITAETSPRUEFUNG VON GETRIEBEGEHAEUSEN FUER NUTZFAHRZEUGE ............................... 70 3.4.15 3D-QUALITAETSPRUEFUNG VON LAGERGEHAEUSEN FUER VIER-TAKT-MOTOREN ............................... 71 3.4.16 3D-QUALITAETSPRUEFUNG VON TURBINENSCHAUFELN............................................................... 72 3.4.17 3D-QUALITAETSPRUEFUNG UND FAHRZEUGVERMESSUNG IN DER FORMEL 1 * ............................ 73 4 P H O TO G RA M M E TRIE ............................................................................................................................. 75 4.1 PRINZIP DER PHOTOGRAMMETRIE .................................................................................................... 75 4.1.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN .................................................................................................. 75 4.1.2 MESSVERFAHREN DER PHOTOGRAMMETRIE .......................................................................... 76 4.2 ANWENDUNGSBEISPIELE DER PHOTOGRAMMETRIE............................................................................ 78 4.2.1 EINSATZ MOBILER OPTISCHER KOORDINATENMESSTECHNIK BEIM AUFBAU VON OFFSHORE-WINDENERGIEANLAGEN................................................................................ 78 4.2.2 QUALITAETSSICHERUNG AN BMW-CABRIOLETS ...................................................................... 83 4.2.3 MOBILE 3D-KOORDINATENMESSTECHNIK FUER DEN SCHIFFBAU ............................................... 90 4.2.4 3D-VERMESSUNG VON FENSTERN FUER LUXUSYACHTEN......................................................... 95 4.2.5 VERMESSUNG DER ROTORBLATTFLANSCHE VON W INDKRAFTANLAGEN ....................................... 95 4.2.6 MESSEN UNTER ANSPRUCHSVOLLEN BEDINGUNGEN............................................................... 97 4.2.7 3D-INSPEKTION VON Z UE G E N .............................................................................................. 99 5 T RIA N G U LA TIO N S S E N S O R....................................................................................................................... 101 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 101 5.2 MESSVERFAHREN DES TRIANGULATIONSSENSORS................................................................................ 101 5.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER TRIANGULATIONSSENSOREN ................................................................. 102 5.3.1 DICKENMESSUNG VON GUMMIBAHNEN FUER DAS BAUGEWERBE ........................................... 102 5.3.2 DICKENMESSUNG VON F O LIE .............................................................................................. 103 5.3.3 ZWEISEITIGE DICKENMESSUNG M IT LASERPROFILSENSOREN................................................. 103 6 W E ISS LIC H TIN TE RFE RO M E TRIE ............................................................................................................... 106 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 106 6.2 BESCHREIBUNG DES WEISSLICHTINTERFEROMETRIEVERFAHRENS ........................................................... 107 6.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER WEISSLICHTINTERFEROMETRIE ................................................................ 108 6.3.1 VERGLEICH ZU TAKTILEN MESSSYSTEMEN............................................................................ 108 6.3.2 OBERFLAECHENUNTERSUCHUNGEN MIT WEISSLICHTINTERFEROMETRIE ....................................... 109 7 O PTISCHE K O H AE RE N Z TO M O G RA FIE ..................................................................................................... 111 7.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 111 7.2 MESSVERFAHREN DER OPTISCHEN KOHAERENZTOMOGRAFIE .................................................................. 111 8 KONFOKALE M IK RO S K O P IE ................................................................................................................... 113 8.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 113 8.2 MESSVERFAHRENS DER KONFOKALEN MIKROSKOPIE .......................................................................... 114 8.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER KONFOKALEN M IKROSKOPIE ................................................................ 116 8.3.1 VERMESSUNG DER SCHNEIDKANTE EINER GEWINDESCHNEIDPLATTE ..................................... 116 8.3.2 OBERFLAECHENSTRUKTUR-UND RAUHEITERFASSUNG .............................................................. 118 8.3.3 ANWENDUNGSBEISPIELE AUS DER M EDIZINTECHNIK........................................................... 120 8.3.4 KONFOKALE MIKROSKOPIE BEI ADDITIVEN FERTIGUNGSVERFAHREN ....................................... 121 8.3.5 UNTERSUCHUNG VON MIKROSTRUKTUREN IN FORSCHUNG UND PRODUKTION .......................... 122 9 C H RO M A TISCH-KONFOKALES M E S S V E RFA H RE N .................................................................................. 125 9.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN..................................... 125 9.1.1 BESCHREIBUNG DES CHROMATISCH-KONFOKALEN MESSVERFAHRENS ..................................... 125 9.1.1.1 CHROMATISCH-KONFOKALE SPEKTRALINTERFEROMETRIE ......................................... 127 9.2 ANWENDUNGSBEISPIELE DER CHROMATISCH-KONFOKALEN M IKROSKOPIE ........................................... 128 9.2.1 UNTERSUCHUNG VON DICHTELEMENTEN UND-FLAECHEN......................................................... 128 9.2.2 ANWENDUNGSBEISPIELE AUS DER M EDIZIN ........................................................................ 129 10 S TRE U LIC H TS E N S O R............................................................................................................................... 131 10.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN................................................................................................................ 131 10.2 MESSVERFAHREN DES STREULICHTSENSORS........................................................................................ 132 10.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DES STREULICHTSENSORS ............................................................................ 134 10.3.1 RAUHEITSMESSUNG WAEHREND DES WALZENSCHLEIFENS....................................................... 134 10.3.2 FLAECHENRAUHEITSMESSUNG VON KEGELROLLEN ................................................................... 134 10.3.3 100%-MESSUNG BEI GEHONTEN LAGERRINGEN ................................................................... 135 11 L A S E RTRA C E R......................................................................................................................................... 136 11.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN................................................................................................................ 136 11.2 MESSVERFAHREN DES LASERTRACERS................................................................................................ 137 11.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER LASERTRACER...................................................................................... 138 11.3.1 INSPEKTION VON FLUGZEUGEN .......................................................................................... 138 11.3.2 STEIGERUNG DER EFFIZIENZ VON WASSERKRAFTWERKEN ....................................................... 140 11.3.3 VERMESSUNG VON SCHIENENFAHRZEUGEN UND DEREN KOMPONENTEN ............................... 143 12 A U TO FO K U S S E N S O R............................................................................................................................... 145 12.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 145 12.2 MESSVERFAHREN DES AUTOFOKUSSENSORS ...................................................................................... 145 13 K O N TRA S TV E RG LE IC H S A U TO FO K U S S E N S O R.......................................................................................... 149 13.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 149 13.2 MESSVERFAHREN DES KONTRASTVERGLEICHSAUTOFOKUSSENSORS......................................................... 149 13.2.1 TELEZENTRISCHE ZOOMOBJEKTIVE FUER DIE KONTRASTVERGLEICHSAUTOFOKUSSENSOREN .......... 150 13.2.2 OPTISCHE GRENZEN DES KONTRASTVERGLEICHSAUTOFOKUSSENSORS ....................................... 151 14 IN TE RFE RO M E TRISCH E A BSTANDS- BZW. E N TFE RN U N G SM E SSU N G ................................................... 153 14.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 153 14.2 MESSVERFAHREN ZUR INTERFEROMETRISCHEN ABSTANDS- BZW. ENTFERNUNGSMESSUNG .................... 154 14.2.1 HOMODYNE INTERFEROM ETRIE............................................................................................ 154 14.2.2 HOMODYNE INTERFEROMETRIE MIT QUADRATURERFASSUNG................................................... 155 14.2.3 HETERODYNE INTERFEROMETRIE .......................................................................................... 155 14.2.4 VERMESSUNG VON GROSSEN BAUTEILEN MITHILFE EINES LASERRADARS ................................. 156 15 KONOSKOPISCHE HOLOGRAFIE ............................................................................................................. 159 15.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 159 15.2 MESSVERFAHREN DER KONOSKOPISCHEN HOLOGRAFIE ........................................................................ 160 16 ELLIPSOMETRIE ............................................................................................................................. 162 16.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 162 16.2 MESSVERFAHREN DER ELLIPSOMETRIE . ............................................................................................. 163 17 3D-FORMPRUEFINTERFEROMETRIE ......................................................................................................... 165 17.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 165 17.2 BESCHREIBUNG DES MESSVERFAHRENS DER 3D-FORMPRUEFINTERFEROMETRIE ..................................... 166 17.3 AUFBAU UND FUNKTIONSWEISE DES PRISMENINTERFEROMETERS....................................................... 167 17.4 ANWENDUNGSBEISPIELE DER 3D-FORMPRUEFINTERFEROMETRIE........................................................... 169 17.4.1 EBENHEITSPRUEFUNG VON POLIERTEN, GELAEPPTEN, FLACHGEHONTEN UND FEINGESCHLIFFENEN PRAEZISIONSTEILEN................................................................................ 170 17.4.2 MESSUNG GROSSER FLAECHEN................................................................................................ 170 18 MEHRWELLENLAENGE-INTERFEROMETRIE .......................................................................................... 172 18.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 172 18.2 MESSVERFAHREN DER MEHRWELLENLAENGE-INTERFEROMETRIE ............................................................. 173 18.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER MEHRWELLENLAENGE-INTERFEROMETRIE ................................................. 176 18.4 LINSENVERMESSUNG MITHILFE EINES MEHRWELLENLAENGEN-INTERFEROMETERS ................................... 176 19 FOKUS-VARIATION ................................................................................................................................. 179 19.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 179 19.2 MESSVERFAHREN DER FOKUS-VARIATION .......................................................................................... 180 19.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER FOKUS-VARIATION .............................................................................. 181 19.3.1 HOCHGENAUE OBERFLAECHENMESSUNG VON SCHAFTWERKZEUGEN IN DER SPANGEBENDEN IN D U STRIE ................................................................................................ 181 19.3.2 3D OBERFLAECHENMESSUNGEN IN DER MIKROPRAEZISIONSFERTIGUNG ..................................... 182 20 DEFLEKTOM ETRIE........................................................................................................................... 184 20.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 184 20.2 MESSVERFAHREN DER DEFLEKTOM ETRIE............................................................................................ 185 20.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER DEFLEKTOM ETRIE................................................................................ 186 21 MAKYOH-SENSOR ................................................................................................................................. 188 21.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 188 21.2 MESSVERFAHREN M IT MAKYOH-SENSOR .................................................... 189 22 SCHATTENWURFVERFAHREN ................................................................................................................. 190 22.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 190 22.2 BESCHREIBUNG DES SCHATTENWURFVERFAHRENS .............................................................................. 191 22.3 ANWENDUNGEN DES SCHATTENWURFVERFAHRENS ............................................................................ 191 22.3.1 BERUEHRUNGSLOSE SCHNEIDKANTENVERMESSUNG ............................................................. 191 22.3.2 AUTOMATISCHE HOLZPLATTENVERMESSUNG ........................................................................ 192 23 TERRESTRISCHES LASERSCANNING ...................................................................................................... 193 23.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 193 23.2 MESSVERFAHREN DES TERRESTRISCHEN LASERSCANNINGS .................................................................. 194 23.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DES TERRESTRISCHEN LASERSCANNINGS....................................................... 196 23.3.1 TERRESTRISCHE FLUGZEUGVERMESSUNG .............................................................................. 197 23.3.2 DIGITALISIERUNG DES WASSERKRAFTWERKES ATLANTIS ......................................................... 197 23.3.3 TERRESTRISCHE TRUCK-VERMESSUNG.................................................................................. 198 24 SHAPE FRO M SHADING ....................................................................................................................... 199 24.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 199 24.2 MESSVERFAHREN SHAPE FROM SHADING.......................................................................................... 200 25 H YBRIDE M ESSVERFAHREN ................................................................................................................. 202 25.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 202 25.2 BESCHREIBUNG DER HYBRIDEN MESSVERFAHREN.............................................................................. 203 25.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER HYBRIDEN MESSVERFAHREN ................................................................ 205 26 L ITE RA TU RVE RZE ICH N IS ZU TEIL I ......................................................................................................... 207 TEIL II TEM PERATURERFASSUNG 1 E IN LE ITU N G ............................................................................................................................................ 211 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK............................................................................................................... 211 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ....................................................................................................... 212 1.3 GRUNDBEGRIFFE ............................................................................................................................. 212 1.4 UE B E RSICH T..................................................................................................................................... 213 2 THERM OGRAFIE .................................................................................................................................... 215 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 215 2.2 MESSVERFAHREN DER THERMOGRAFIE .............................................................................................. 216 2.2.1 WICHTIGE EINFLUSSGROESSEN BEI THERMOGRAFISCHEN MESSUNGEN ...................................... 217 2.2.1.1 EMISSIONSGRAD ............................................................................................... 217 2.2.1.2 ATMOSPHAERENEINFLUSS BEI THERMOGRAFISCHEN MESSUNGEN ........................... 219 2.2.1.3 EINFLUSS VON STRAHLUNGSQUELLEN BEI THERMOGRAFISCHEN MESSUNGEN ............. 219 2.2.1.4 AUFBAU EINER MODERNEN THERMOGRAFIEKAMERA............................................ 220 2.2.1.5 EINFLUSS DER AUFLOESUNG EINER THERMOGRAFIEKAMERA ..................................... 220 2.2.1.6 K ALIBRIERUNG................................................................................................... 221 2.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER THERMOGRAFIE .................................................................................... 221 2.3.1 BAUTHERMOGRAFIE ............................................................................................................. 222 2.3.2 THERMOGRAFISCHE UNTERSUCHUNG VON ELEKTROBAUTEILEN ................................................. 223 2.3.3 THERMOGRAFISCHE UNTERSUCHUNG EINER GROSSRAUMPUMPE............................................... 223 2.3.4 THERMOGRAFISCHE UNTERSUCHUNG VON ELEKTROANLAGEN .................................................. 224 2.3.5 THERMOGRAFIE IN DER VORBEUGENDEN INSTANDHALTUNG .................................................... 225 2.3.6 AUTOMATISCHE ZUSTANDSUEBERWACHUNG VON GIESSPFANNEN (TRANSPORT VON FLUESSIGSTAHL) ......................................................................................... 227 2.3.7 STEUERUNG DER TEMPERATURVERTEILUNG IN DRUCKGUSSFORMEN......................................... 231 2.3.8 STEUERUNG DER TEMPERATURVERTEILUNG BEI THERMOFORMINGPROZESSEN ........................... 232 2.3.9 KONTROLLE VON BIERFAESSERN............................................................................................... 232 2.3.10 DETEKTION VON MIKROLECKAGEN ......................................................................................... 233 2.3.11 ERFASSUNG DER TEMPERATURVERTEILUNG BEI UEBERWACHUNGSAUFGABEN ............................. 234 2.3.12 SCHLACKEDETEKTION........................................................................................................... 235 2.3.13 DETEKTION VON RESTSTOFFEN IN EDELSTAHLFORMEN .............................................................. 236 2.3.14 WAHRNEHMUNG MENSCHLICHER GEFUEHLE............................................................................ 237 2.3.15 THERMOGRAFISCHE UNTERSUCHUNGEN DER ZERSPANZONE .................................................... 239 2.3.16 WAERMEBILDKAMERAS IM BEREICH DER BRENNSTOFFZELLEN- UND BATTERIETECHNOLOGIE ........ 241 3 P Y RO M E TRIE ............................................................................................................................................ 243 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN................................................................................................................. 243 3.2 MESSVERFAHREN DER PYROMETRIE ................................................................................................... 243 3.2.1 BAUARTEN DER P YROM ETER................................................................................................. 244 3.2.2 EINFLUSS DES MESSABSTANDS AUF PYROMETRISCHE MESSUNGEN ......................................... 246 3.2.3 K ALIBRIERUNG..................................................................................................................... 248 4 FASEROPTISCHE TEM PERATURM ESSUNG ........................................................................................... 249 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN................................................................................................................. 249 4.2 MESSVERFAHREN DER FASEROPTISCHEN TEMPERATURMESSUNG .......................................................... 250 4.2.1 INTEGRIERTES FASEROPTISCHES MESSSYSTEM (DTS) M IT MESSUNG DER RAMAN-STREUUNG ............................................................................................................. 251 4.2.2 INTEGRIERTES FASEROPTISCHES MESSSYSTEM (DTS) M IT MESSUNG DER RAYLEIGH-STREUUNG........................................................................................................... 252 4.2.3 FASEROPTISCHE TEMPERATURMESSUNG MIT FASER-BRAGG-GITTERN....................................... 253 4.2.4 KOMBINATION AUS FASEROPTISCHER UND PYROMETRISCHER TEMPERATURMESSUNG ............... 254 4.2.5 THERMOCHROME FASEROPTISCHE TEMPERATURMESSUNG ...................................................... 255 4.2.6 WEITERE FASEROPTISCHE MESSPRINZIPIEN .......................................................................... 256 5 L ITE RA TU RVE RZE ICH N IS ZU TEIL I I ......................................................................................................... 257 TEIL III S TROEM U N G SU N TE RSU CH U N G 1 E IN LE ITU N G ............................................................................................................................................... 261 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK............................................................................................. 261 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ......................................................................................................... 262 1.3 UE BERSICHT..................................................................................................................................... 263 1.4 DOPPLEREFFEKT............................................................................................................................... 263 2 LASER-D OPPLER-A NEM OM ETRIE (LDA/LDV) .................................................................................. 265 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN..................................... 265 2.2 MESSVERFAHREN DER L D A ............................................................................................................. 266 2.2.1 ZWEISTRAHL-LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE ...................................................................... 267 2.2.2 REFERENZSTRAHL-LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE................................................................. 268 2.2.3 WEITERE LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE-AUSFUEHRUNGEN................................................... 269 3 P HASEN-D OPPLER-A NEM OM ETRIE (P D A ).......................................................................................... 270 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 270 3.2 MESSVERFAHREN DER P D A ............................................................................................................. 270 4 LASER-2-FOKUS A NE M O M E TRIE (L 2 F ) .............................................................................................. 272 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 272 4.2 MESSVERFAHREN DER L2F ............................................................................................................... 272 5 P ARTICLE IMAGE V E LO CIM E TRY (PIV) ................................................................................................ 275 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 275 5.2 MESSVERFAHREN DER PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY ........................................................................ 276 5.3 ANWENDUNGSBEISPIELE................................................................................................................. 278 5.3.1 ANWENDUNG DES VERFAHRENS PIV IN DER MOTORENENTWICKLUNG ................................... 278 5.3.2 ANWENDUNG DES VERFAHRENS PIV IN DER FLUIDMECHANIK ............................................. 279 6 P ARTICLE TRACKING V E LO CIM E TRY (PTV) .......................................................................................... 281 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 281 6.2 MESSVERFAHREN DER PARTICLE TRACKING VELOCIMETRY .................................................................. 281 7 LASERINDUZIERTE FLUORESZENZ (L IF )................................................................................................ 284 7.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 284 7.1.1 MESSVERFAHREN DER LASERINDUZIERTEN FLUORESZENZ....................................................... 284 7.2 ANWENDUNGSBEISPIELE................................................................................................................. 285 7.2.1 ANWENDUNG DES MESSVERFAHRENS LIV BEI UNTERSUCHUNG VON ZERSTAEUBUNGSPROZESSEN ................................................................................................ 285 7.2.2 ANWENDUNG DES MESSVERFAHRENS PLIF BEI UNTERSUCHUNG VON VERBRENNUNGEN ........ 287 8 DOPPLER GLOBAL V E LO CIM E TRY (D G V ).............................................................................................. 288 8.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 288 8.2 MESSVERFAHREN DER DOPPLER GLOBAL VELOCIMETRY ...................................................................... 288 9 SONSTIGE V ERFAHREN ZUR U N TERSUCH U NG VON F LU ID S TROE M U N G E N ............................................. 290 9.1 GLOBAL PHASE DOPPLER (GPD), INTERFEROMETRIE PARTICLE IMAGING (IPI) ....................................... 290 9.2 TEILCHENBASIERTE STOSS-VISUALISIERUNG (TSV).............................................................................. 291 9.3 FILTERED RAYLEIGH SCATTERING (FRS) ............................................................................................ 291 9.4 ANWENDUNGSBEISPIELE DER VERFAHREN IMI (INTERFEROMETRIE MIE IMAGING) UND SHADOW BEI UNTERSUCHUNG VON P A RTIKE LN .................................................................................. 292 9.5 SONDERVERFAHREN - INTERFEROMETRISCHE MEHRWELLENLAENGEN-KINEMATOGRAFIE ........................... 293 10 L ITE RA TU RVE RZE ICH N IS ZU TEIL III ....................................................................................................... 294 TEIL IV O PTISCHE U NTERSUCH U NG M ECHANISCHER SCHW INGUNGEN UND BEW EGUNGSANALYSE 1 E IN LE ITU N G ............................................................................................................................................ 297 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK............................................................................................................... 297 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ....................................................................................................... 298 1.3 UE B E RSICH T.................................................................................................................................... 298 1.4 GRUNDBEGRIFFE ............................................................................................................................. 298 1.4.1 MECHANISCHE SCHWINGUNG ............................................................................................ 299 1.4.2 DARSTELLUNG VON SCHWINGUNGEN.................................................................................... 300 1.4.3 UEBERTRAGUNGSFUNKTION .................................................................................................. 300 1.4.4 MESSEN VON SCHWINGUNGEN .......................................................................................... 301 2 L A SE RVIB RO M E TRIE ............................................................................................................................. 303 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 303 2.2 MESSVERFAHREN DER VIBROMETRIE ............................................................................................... 304 3 B ILD K O RRE LA TIO N .................................................................................................................................. 305 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 305 3.2 MESSVERFAHREN DER BILDKORRELATION............................................................................................ 306 3.3 ANWENDUNGSBEISPIELE FUER DIE BILDKORRELATION ZUR SCHWINGUNGSMESSUNG ............................. 309 4 H OLOGRAFIE ZUR S CH W IN G U N G SM E SSU N G ........................................................................................ 311 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 311 4.2 MESSVERFAHREN DER HOLOGRAFIE................................................................................................... 311 4.2.1 ELEKTRONISCHE SPECKLE-PATTERN-INTERFEROMETRIE (ESPI)................................................. 313 4.2.2 ERWEITERUNG DER KLASSISCHEN HOLOGRAFIE AUF DYNAMISCHE SCHWINGUNGSANALYSE ___ 316 5 B ILD BA SIE RTE S CHW INGUNGSANALYSE UND V ID E O S TRO B O S K O P IE ................................................. 318 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 318 5.2 MESSVERFAHREN DER VIDEOSTROBOSKOPIE UND DER BILDBASIERTEN SCHWINGUNGSANALYSE ............... 319 5.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER BILDBASIERTEN SCHWINGUNGSANALYSE UND DER VIDEOSTROBOSKOPIE .. 320 5.3.1 VIBRATIONSANALYSE AN EINER ELEKTRONIKPLATINE ............................................................ 320 5.3.2 PRUEFUNG DER ROTORBLAETTER VON WINDENERGIEANLAGEN..................................................... 320 5.3.3 HOCHGESCHWINDIGKEITSMESSUNG VON RADBEWEGUNGEN................................................. 322 6 SHEAROGRAFIE ZUR SCHWINGUNGSMESSUNG .................................................................................. 325 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 325 6.2 VERFAHREN DER SHEAROGRAFISCHEN SCHWINGUNGSMESSUNG ......................................................... 326 6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL DER SHEAROGRAFISCHEN SCHWINGUNGSANALYSE ......................................... 328 7 FASEROPTISCHE SCHWINGUNGSMESSUNG ........................................................................................ 331 7.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 331 7.2 VERFAHREN DER FASEROPTISCHEN SCHWINGUNGSMESSUNG............................................................... 332 8 LITERATURVERZEICHNIS ZU TEIL I V ..................................................................................................... 333 TEIL V OBERFLAECHENANALYSE 1 EINLEITUNG ............................................................................................................................................ 337 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK............................................................................................................... 337 1.2 MECHANISCHE GRUNDLAGEN........................................................................................................... 338 1.2.1 OBERFLAECHENRAUHEIT, FORM- UND LAGETOLERANZEN........................................................... 338 1.2.2 RAUHEITSKENNGROESSEN..................................................................................................... 339 1.2.3 UEBERSICHT DER NORMEN................................................................................................... 350 1.3 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ....................................................................................................... 350 2 OPTISCHE VERFAHREN VS. TAKTILE VERFAHREN ............................................................................. 353 2.1 MESSBEREICH/MESSGENAUIGKEIT DER OPTISCHEN VERFAHREN ......................................................... 354 2.2 TYPISCHE ANWENDUNGEN DER VERFAHREN .................................................................................... 354 2.3 UEBERSICHT DER OPTISCHEN V ERFAHREN............................................................................................ 354 3 STREULICHTVERFAHREN ZUR OBERFLAECHENANALYSE .......................................................................... 356 4 WEISSLICHTINTERFEROMETRIE ZUR OBERFLAECHENANALYSE............................................................. 357 5 FOKUSVARIATION ZUR OBERFLAECHENANALYSE............................................................................... 359 6 STREIFENPROJEKTION ZUR OBERFLAECHENANALYSE .............................................................................. 363 7 KONFOKALMIKROSKOPIE ZUR OBERFLAECHENANALYSE ........................................................................ 365 8 LITERATURVERZEICHNIS ZU TEIL V ....................................................................................................... 369 TEIL VI MESSEN VON M ECHANISCHEN SPANNUNGEN 1 E IN LE ITU N G ............................................................................................................................................ 373 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK............................................................................................................... 373 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ....................................................................................................... 373 1.3 MECHANISCHE GRUNDLAGEN DER SPANNUNGEN.............................................................................. 374 1.4 UE B E RSICH T.................................................................................................................................... 376 2 S PANNUNGSOPTISCHES D U RCH LICH TVE RFA H RE N (KLASSISCHE S P A N N U N G S O P TIK )...................... 378 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 378 2.2 MESSVERFAHREN DER DURCHLICHT-SPO............................................................................................ 379 2.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DES VERFAHRENS DER SPANNUNGSOPTIK (SPO) ......................................... 383 2.3.1 UNTERSUCHUNG VON BRILLENGLAESERN UND GESTELLEN......................................................... 383 2.3.2 UNTERSUCHUNG VON KERBWIRKUNGEN UND SPANNUNGSVERLAEUFEN ZUR BAUTEILOPTIMIERUNG UND MECHANISCHEN A NA LYSE ......................................................... 385 2.3.3 SPANNUNGSVERLAEUFE EINFRIEREN .................................................................................. 387 2.3.4 MESSUNG VON RESTSPANNUNGEN IN GLASFLASCHEN........................................................... 387 3 S PANNUNGSOPTISCHES R EFLEXIONSVERFAHREN .............................................................................. 391 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 391 3.2 FUNKTIONSWEISE DES REFLEXIONSVERFAHRENS................................................................................ 392 3.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DES REFLEXIONSVERFAHRENS...................................................................... 393 3.3.1 UNTERSUCHUNG DES SPANNUNGSVERHALTENS IN KNOCHEN DURCH IMPLANTATE .................. 394 3.3.2 MESSUNGEN IN DER LUFT- UND RAUMFAHRTINDUSTRIE......................................................... 394 4 THERM OELASTISCHE SPANNUNGSANALYSE (T S A )............................................................................ 396 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 396 4.2 FUNKTIONSWEISE DER TSA............................................................................................................. 397 4.3 ANWENDUNGSBEISPIEL DER TSA ................................................................................................... 398 5 SHEAROGRAFIE ZUR M ESSUNG VON S P A N N U N G E N ............................................................................ 400 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 400 5.2 FUNKTIONSWEISE DER SHEAROGRAFIE ZUR SPANNUNGSMESSUNG..................................................... 401 6 H OLOGRAFIE ZUR M ESSUNG VON S P A N N U N G E N ................................................................................ 404 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 404 6.2 FUNKTIONSWEISE DER HOLOGRAFISCHEN SPANNUNGSMESSUNG ........................................................ 405 6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL SCHEIBENBREMSUNTERSUCHUNG ZUR HOLOGRAFISCHEN SPANNUNGSMESSUNG........................................................................................................ 407 7 B ILD KO RRE LA TIO N ZUR M ESSUNG VON S P A N N U N G E N ........................................................................ 409 7.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 409 7.2 FUNKTIONSWEISE DER BILDKORRELATION ZUR SPANNUNGSMESSUNG ................................................ 410 7.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER BILDKORRELATION ............................................................................... 412 7.3.1 UNTERSUCHUNG EINES ZAHNRADS..................................................................................... 412 7.3.2 UNTERSUCHUNG EINER ROHRZANGE................................................................................... 412 7.3.3 UNTERSUCHUNG VON ZUGBELASTETEN RUNDPROBEN............................................................ 413 7.3.4 UNTERSUCHUNG VON SCHERBELASTETEN PROBEN.................................................................. 414 7.3.5 UNTERSUCHUNG VON RISSEN............................................................................................. 414 8 L ITE RA TU RVE RZE ICH N IS ZU TEIL VI ..................................................................................................... 416 TEIL VII ABSTANDS- UND GESCHWINDIGKEITSMESSUNG 1 E IN LE ITU N G ........................................................................................................................................... 419 1.1 HISTORISCHER RUECKBLICK.............................................................................................................. 419 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ....................................................................................................... 419 1.3 GRUNDBEGRIFFE ............................................................................................................................ 421 1.4 UE BERSICHT.................................................................................................................................... 421 2 IN TE RFE RO M E TRISCH E A BSTANDS- UND G E SCH W IN D IG KE ITSM E SSU N G ......................................... 423 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 423 2.2 DAS MESSVERFAHREN ZUR INTERFEROMETRISCHEN ABSTANDS- UND GESCHWINDIGKEITSMESSUNG........................................................................................................ 424 3 L A SE RD ISTA N ZM E SSU N G .................................................................................................................... 426 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 426 3.2 DAS MESSVERFAHREN ZUR LASERDISTANZMESSUNG.......................................................................... 427 3.2.1 EINZELPULSMESSUNG...................................................................................................... 427 3.2.2 PHASENVERGLEICHSMESSUNG........................................................................................... 428 3.2.3 PULS-AKKUMULATIONS-MESSVERFAHREN............................................................................ 428 4 L A SE RTRIAN G ULA TIO N .......................................................................................................................... 430 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 430 4.2 DAS MESSVERFAHREN ZUR LASERTRIANGULATION ............................................................................. 431 4.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER LASERTRIANGULATION.............................................. 433 4.3.1 VERMESSUNG VON SPANNSTAHL ....................................................................................... 433 4.3.2 AUTOMATISCHE POSITIONIERUNG VON SYNCHRONRINGEN .................................................... 433 5 K ONFOKALE UND CH RO M A TISCH-KO N FOKA LE A B S TA N D S M E S S U N G ................................................. 434 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 434 5.2 DAS MESSVERFAHREN DER KONFOKALEN UND DER CHROMATISCH-KONFOKALEN ABSTANDSMESSUNG . . . 435 5.2.1 KONFOKALE ABSTANDSMESSUNG....................................................................................... 435 5.2.2 CHROMATISCH-KONFOKALE ABSTANDSMESSUNG.................................................................. 436 6 R A D IO IN TE RFE RO M E TRIE ...................................................................................................................... 438 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN .............................................................................................................. 438 6.2 DAS MESSVERFAHREN DER RADIOINTERFEROMETRIE ......................................................................... 439 6.3 ASTRONOMISCHE ABSTANDSMESSUNG . . ........................................................................................ 439 6.3.1 PARALLAXE....................................................................................................................... 440 6.3.2 ROTVERSCHIEBUNG .......................................................................................................... 442 7 L ITERATURVERZEICHNIS ZU TEIL VII .................................................................................................... 444 TEIL VIII V ERFORM UNGSM ESSUNG 1 E IN LE ITU N G ........................................................................................................................................... 447 1.1 HISTORISCHER RUECKBLICK.............................................................................................................. 447 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ...................................................................................................... 448 1.3 UE BERSICHT................................................................................................................................... 449 2 HOLOGRAFIE ZUR V E RFO RM U N G S M E S S U N G ....................................................................................... 451 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN .............................................................................................................. 451 2.2 DAS VERFAHREN DER HOLOGRAFIE .................................................................................................. 452 2.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER HOLOGRAFIE ZUR VERFORMUNGSMESSUNG........................................... 455 2.3.1 VERFORMUNGSMESSUNG EINES BREMSSATTELS UND VERGLEICH M IT FEM-BERECHNUNGEN...................................................................................................... 456 3 SHEAROGRAFIE ZUR V ERFO RM U N G SM E SSU N G ......................................................... 461 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN .............................................................................................................. 461 3.2 DAS MESSVERFAHREN SHEAROGRAFIE ...... . ...................................................................................... 462 4 B ILDKORRELATION ZUR V E RFO RM UN G SM E SSUN G ............................................................................... 467 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN .............................................................................................................. 467 4.2 DAS MESSVERFAHREN BILDKORRELATION.......................................................................................... 468 4.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER BILDKORRELATION............................................................................... 470 4.3.1 FORMAENDERUNGSANALYSE VON UMFORMVORGAENGEN ........................................................ 470 4.3.2 MESSEN DER VERFORMUNG VON ZUG-, DRUCK- UND BIEGEPROBEN ..................................... 471 4.3.3 DYNAMISCHE VERFORMUNGSMESSUNG............................................................................. 473 4.3.4 EINSATZ DER BILDKORRELATION IN DER MEDIZIN................................................................. 475 4.3.5 UNTERSUCHUNG VON BRUECKEN MITHILFE DER BILDKORRELATION .......................................... 478 4.3.6 EINSATZ DER BILDKORRELATION IN DER FAHRZEUG-BZW. LUFTFAHRTINDUSTRIE ....................... 479 4.3.7 UNTERSUCHUNG EINER FLUGZEUGTUER ........................................ - .................................. .. 481 4.3.8 360-UNTERSUCHUNG EINES DRUCKBEHAELTERS ................................................................. 482 5 S TRE IFE N P RO JE KTIO N ZUR V ERFORM UNGSM ESSUNG ........................................................................ 484 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 484 5.2 DAS VERFAHREN DER STREIFENPROJEKTION....................................................................................... 485 5.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER STREIFENPROJEKTION ......................................................................... 486 5.3.1 UNTERSUCHUNG EINER M EM BRAN ........ . ........................................................................... 486 6 P HOTOGRAM M ETRIE ZUR V E RFO RM U N G S M E S S U N G ......................................................................... 488 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 488 6.2 DAS VERFAHREN DER PHOTOGRAMMETRIE ....................................................................................... 489 6.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER PHOTOGRAMMETRIE........................................................................... 490 6.3.1 UNTERSUCHUNG VON SOLARPANELS ................................................................................... 490 6.3.2 VERFORMUNGSMESSUNG IN DER KLIMAKAMMER .............................................................. 491 6.3.3 PHOTOGRAMMETRIE ZUR VERFORMUNGSMESSUNG IN DER RAUMFAHRT................................. 493 7 LITERATU RVE RZE ICHN IS ZU TEIL V I I I ................................................................................................... 497 TEIL IX D ETEKTION VON SCHAEDEN 1 E IN LE ITU N G ........................................................................................................................................... 501 1.1 HISTORISCHER R UECKBLICK.............................................................................................................. 501 1.2 NICHTOPTISCHE MESSTECHNIK ...................................................................................................... 502 1.3 UEBERSICHT OPTISCHER MESSVERFAHREN ......................................................................................... 505 2 TERAHERTZ .............................. 506 2.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 506 2.2 MESSVERFAHREN FUER TERAHERTZ-STRAHLUNG................................................................................... 507 2.3 ANWENDUNGSBEISPIELE................................................................................................................ 510 2.3.1 ERKENNUNG VERBORGENER ONDULATIONEN IN GFK-MATERIALIEN ....................................... 510 2.3.2 PORENARTIGE MATERIALDEFEKTE IN EINEM KERAMISCHEN K UEHLKOERPER ............................... 512 2.3.3 UNTERSUCHUNG VON DICHTRINGEN IN KUNSTSTOFFROHREN .................................................. 512 3 THERM OGRAFIE ................................................................................................................................... 514 3.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 514 3.2 MESSVERFAHREN DER THERMOGRAFIE ............................................................................................. 515 3.2.1 PASSIVE THERMOGRAFIE ................................................................................................... 517 3.2.2 AKTIVE THERMOGRAFIE......................................................................... 518 3.2.3 VERFAHREN DER AKTIVEN THERMOGRAFIE ZUR UEBERPRUEFUNG VON SOLARZELLEN ................... 523 3.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER THERMOGRAFIE ZUR SCHADENSDETEKTION ........................................... 524 3.3.1 DETEKTION VON GASEINSCHLUESSEN IM SCHAUM VON INSTRUMENTENTAFELN (PASSIVE THERMOGRAFIE)................................................................................................. 524 3.3.2 PRUEFUNG VON FASERVERBUNDWERKSTOFFEN (LOCKIN-THERMOGRAFIE) ................................. 525 3.3.3 QUALITAETSKONTROLLE AN LEDER (LOCKIN-THERMOGRAFIE) .................................................... 526 3.3.4 KONTROLLE DES RUMPFS VON FLUGZEUGEN (LOCKIN-THERMOGRAFIE)................................... 527 3.3.5 INSPEKTION VON LASERSCHWEISSNAEHTEN (PULS-THERMOGRAFIE) ......................................... 528 3.3.6 INSPEKTION VON FASERVERBUNDWERKSTOFFEN (TRANSIENTEN-THERMOGRAFIE) ................... 529 3.3.7 INSPEKTION VON INSTRUMENTENTAFELN (TRANSIENTEN-THERMOGRAFIE) ............................... 530 3.3.8 INSPEKTION VON TURBINENSCHAUFELN (ULTRASCHALLANGEREGTE THERMOGRAFIE) ................. 530 3.3.9 INSPEKTION VON BAUTEILEN AUS FASERKERAMIK UND AUS FASERVERBUNDWERKSTOFF (ULTRASCHALLANGEREGTE THERMOGRAFIE)........................................................................... 531 3.3.10 PRUEFVERFAHREN MIT AKTIVER THERMOGRAFIE IN DER SOLARZELLENPRODUKTION ..................... 532 3.3.11 THERMOGRAFISCHE UEBERPRUEFUNG VON FASERVERBUNDWERKSTOFFEN (LOCKIN-THERMOGRAFIE).................................................................................................. 533 4 C O M P U TE RTO M O G RA FIE ..................................................................................................................... 535 4.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN.............................................................................................................. 535 4.2 MESSVERFAHREN DER COMPUTERTOMOGRAFIE ................................................................................. 536 4.2.1 ERZEUGUNG DER ROENTGENSTRAHLUNG ............................................................................... 537 4.2.2 DETEKTION DER ROENTGENSTRAHLUNG ................................................................................. 538 4.2.3 EINTEILUNG DER ROENTGENGERAETE....................................................................................... 540 4.3 ANWENDUNGSBEISPIELE DER COMPUTERTOMOGRAFIE ..................................................................... 542 4.3.1 COMPUTERTOMOGRAFIE ALS TEIL DER PRODUKTENTWICKLUNG .............................................. 544 4.3.2 FEHLER- UND MASSANALYSE IM LEICHTBAU UND MESSDATENGEWINNUNG FUER SIMULATIONEN 545 4.3.3 POREN- UND RESTWANDSTAERKEANALYSE MITTELS DER C T .................................................... 546 4.3.4 UNTERSUCHUNG VON TURBINENSCHAUFELN ....................................................................... 547 4.3.5 COMPUTERTOMOGRAFISCHE UNTERSUCHUNG VON MECHANISCHEN M ASCHINEN ................... 547 4.3.6 COMPUTERTOMOGRAFISCHE UNTERSUCHUNG VON EINSPRITZINJEKTOREN ............................... 547 4.3.7 COMPUTERTOMOGRAFISCHE UEBERPRUEFUNG VON FUEGENAEHTEN AN FASERVERBUNDBAUTEILEN . 549 5 SHEAROGRAFIE ZUR D ETEKTION VON S CH AE D E N ................................................................................. 552 5.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................. 552 5.2 VERFAHREN DER SHEAROGRAFISCHEN DETEKTION VON SCHAEDEN .............................. 554 5.3 ANREGUNGSARTEN ZUR SHEAROGRAFISCHEN FEHLERDETEKTION.......................................................... 556 5.4 ANWENDUNGSBEISPIELE DER SHEAROGRAFIE ZUR DETEKTION VON SCHAEDEN ..................................... 565 5.4.1 SHEAROGRAFISCHE UNTERSUCHUNG EINER CFK-PLATTE........................................................ 565 5.4.2 SHEAROGRAFISCHE UNTERSUCHUNG VON DRUCKLEITUNGEN .................................................. 566 5.4.3 ENDOSKOPISCHE UNTERSUCHUNG EINER BESCHAEDIGTEN TURBINENSCHAUFEL ....................... 567 5.4.4 SHEAROGRAFISCHE INSPEKTION VON HELIKOPTER-ROTORBLAETTERN ........................................ 568 5.4.5 SHEAROGRAFISCHE UNTERSUCHUNG DER W INDKRAFTRAEDER .................................................. 570 5.4.6 SHEAROGRAFISCHE UNTERSUCHUNGEN IM SCHIFFBAU.......................................................... 572 5.4.7 AUTOMATISIERTE SHEAROGRAFISCHE UNTERSUCHUNGEN IN DER PRODUKTION ......................... 574 6 HOLOGRAFIE ZUR D ETEKTION VON S C H AE D E N .................................................................................... 576 6.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................. 576 6.2 VERFAHREN DER HOLOGRAFISCHEN DETEKTION VON SCHAEDEN ............................................................ 577 6.3 ANWENDUNGSBEISPIEL DER HOLOGRAFIE ZUR DETEKTION VON FEHLSTELLEN . .. .................................... 580 7 LASERVIBROMETRIE ZUR DETEKTION VON SCHAEDEN ........................................................................ 582 7.1 VERFAHRENSGRUNDLAGEN............................................................................................................... 582 7.2 VERFAHREN ZUR DETEKTION VON SCHAEDEN MITTELS LASERVIBROMETRIE.............................................. 583 7.2.1 LASERVIBROMETRISCHE DETEKTION VON FEHLSTELLEN MITTELS LAMB-WELLEN ........................ 584 7.2.2 DETEKTION VON STRUKTURELLEN FEHLSTELLEN MITTELS LASERVIBROMETRIE ............................ 585 8 LITERATURVERZEICHNIS ZU TEIL IX ..................................................................................................... 587 TEIL X NORMEN IN DER OPTISCHEN MESSTECHNIK 1 EINLEITUNG ........................................................................................................................................... 591 1.1 HISTORIE, RUECKBLICK IM BEREICH NORMUNG ................................................................................. 591 1.2 QUALITAETSMANAGEMENT, NORMENBEZUG AUF DIE QUALITAET VON PRODUKTEN .................................... 592 2 BASISWISSEN NORMUNG .................................................................................................................. 594 2.1 NORMEN IM A LLTA G ...................................................................................................................... 594 2.2 ZUORDNUNG VON N ORM EN............................................................................................................ 595 2.2.1 NATIONALE (DEUTSCHE) NORMEN ..................................................................................... 595 2.2.2 EUROPAEISCHE NORM EN..................................................................................................... 595 2.2.3 INTERNATIONALE N O RM E N ................................................................................................. 596 3 UEBERSICHT VON NORMEN IN DER MESSTECHNIK, OPTISCHEN MESSTECHNIK ............................. 597 3.1 ALLGEMEINE NORMEN DER MESSTECHNIK....................................................................................... 597 3.2 DEFINITIONEN IN DER OPTISCHEN M ESSTECHNIK ............................................................................. 597 3.3 MAGNETPULVERPRUEFUNG (OPTISCH)................................................................................................. 598 3.4 KOORDINATENMESSGERAETE (OPTISCH) ............................................................................................. 598 3.5 BESTIMMUNG UND MESSUNG VON OPTISCHEN GROESSEN .................................................................. 598 3.6 OPTISCHE KOMPONENTEN UND MESSGERAETE ................................................................................. 598 3.7 KALIBRIERUNG VON OPTISCHEN SYSTEMEN ..................................................................................... 599 3.8 HERSTELLUNG OPTISCHER KOMPONENTEN......................................................................................... 599 3.9 QUALITAETSKONTROLLE FUER OPTISCHE SYSTEME................................................................................... 599 3.10 SICHERHEIT OPTISCHER SYSTEME..................................................................................................... 599 3.11 ALLGEMEINE ZAHLEN OPTISCHER NORMEN ..................................................................................... 600 4 LITERATURVERZEICHNIS ZU TEIL X ...................................................................... 601 TEIL XI LASERSCHUTZ 1 EINLEITUNG ........................................................................................................................................... 605 2 GEFAHREN VON LASERSTRAHLUNG ...................................................................................................... 606 2.1 SCHAEDIGUNG DES AUGES .............................................................................................................. 606 2.2 SCHAEDIGUNG DER HAUT ................................................................................................................ 607 2.3 SCHAEDIGUNGEN IM UMFELD VON LASERSTRAHLUNG ......................................................................... 607 3 KLASSIFIZIERUNG VON LASERSTRAHLUNG ........................................................................................... 609 4 RECHTLICHE GRUNDLAGEN ............................................................................................................ 611 5 SCHUTZMASSNAHMEN ................................................................................................................. 613 5.1 TECHNISCHE UND BAULICHE SCHUTZMASSNAHMEN ......................................................................... 613 5.2 ORGANISATORISCHE SCHUTZMASSNAHMEN....................................................................................... 618 5.3 PERSOENLICHE SCHUTZMASSNAHMEN .............................................................................................. 619 6 ZUSAMMENFASSUNG ......................................................................................................................... 624 LITERATURHINWEIS ZU TEIL XI: ................................................................................................................ 624 TEIL XII OPTISCHE KOMPONENTEN UND GRUNDLAGEN 1 EINLEITUNG ........................................................................................................................................... 629 2 LICHT UND OPTIK ................................................................................................ 630 2.1 EIGENSCHAFTEN DES LICHTS .......................................................................................................... 630 2.2 WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS DES LICHTES ..................................................................................... 631 2.3 BEUGUNG .................................... 632 2.4 BRECHUNG ................................................................................................................................... 632 2.5 REFLEXION . .................................................................................................................................. 634 2.6 POLARISATION ............................................................................................................................... 635 2.6.1 LINEAR POLARISIERTES LICHT ............................................................................................ 635 2.6.2 UNPOLARISIERTES L IC H T.................................................................................................... 636 2.6.3 ZIRKULAR UND ELLIPTISCH POLARISIERTES LICHT ................................................................. 636 2.6.4 POLARISATOREN ................................................................................................................ 636 3 OPTISCHE BAUELEMENTE........................................................................................................... 639 3.1 LINSEN......................................................................................................................................... 639 3.2 SPIEGEL ....................................................................................................................................... 644 3.3 PRISMEN, REFLEXIONSPRISMEN .................................................................................................... 644 3.4 OKULARE........................................................................................................................................ 648 3.5 BLENDE.......................................................................................................................................... 649 3.6 OBJEKTIVE .................................................................................................................................... 650 3.7 S TRAHLTEILER ....................................................... 651 3.7.1 GEOMETRISCHE STRAHLTEILER............................................................................................. 651 3.7.2 PHYSIKALISCHE STRAHLTEILER............................................................................................. 651 3.7.3 PERIODISCHE STRAHLTEILER................................................................................................. 652 3.8 FASSUNGEN OPTISCHER BAUELEMENTE ........................................................................................... 652 3.8.1 FASSUNGSARTEN .............................................................................................................. 653 3.8.2 KONSTRUKTIONSGRUNDSAETZE FUER DAS FASSEN OPTISCHER BAUELEMENTE ............................. 653 3.8.3 GLAESERAUFNAHMEN, HALTERUNGEN VERSCHIEDENSTER ART ................................................ 654 3.9 GLASFASERKABEL (LICHTWELLENLEITER LWL, ENDOSKOPE)................................................................ 655 3.9.1 ARTEN VON FASERN.......................................................................................................... 658 3.9.2 FUEGEN VON LICHTWELLENLEITERN (L W L )............................................................................ 660 4 L A S E RTE C H N IK ...................................................................................................................................... 661 4.1 ALLGEMEINES ZUR LASERTECHNIK................................................................................................... 661 4.2 STATIONEN IN DER GESCHICHTE DER LASERTECHNIK UND OPTOELEKTRONIK......................................... 662 4.3 GRUNDLAGEN DER LASERTECHNIK ................................................................................................... 662 4.3.1 ANREGUNGSFORMEN......................................................................................................... 663 4.3.2 WECHSELWIRKUNG VON PHOTONEN UND ATOMEN .............................................................. 663 4.3.3 ABSORPTION EINES PHOTONS............................................................................................. 664 4.3.4 IONISATION EINES ATOMS ................................................................................................. 664 4.4 LASER UND LASERSYSTEME............................................................................................................ 666 4.4.1 PRINZIPIELLER AUFBAU EINES LASERS ............................................................................... 666 4.4.2 FESTKOERPERLASER ............................................................................................................ 667 4.4.3 GASLASER ........................................................................................................................ 670 4.4.4 FLUESSIGKEITSLASER .......................................................................................................... 672 4.4.5 WEITERE L ASE 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