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Innovation Messtechnik 2017

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Lokale Dehnungsmessung mit Objektiven Laser Speckles

Dipl.-Ing. Dr. Thomas Thurner

Dipl.-Ing. Dr. Thomas Thurner
   

Betreuer und 1. Begutachter:

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar

2. Begutachter

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Georg Brasseur

Rigorosum:

23. August 2004

Objektive Laser Speckle Verfahren ermöglichen Dehnungsmessungen an optisch rauen Oberflächen mit hoher Auflösung. Im Vergleich zu alternativen Methoden ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten bedingt durch das Messprinzip, welches die kontaktlose direkte Messung der Dehnung an kleinen Oberflächenbereichen ermöglicht. Die vorliegende Arbeit beruht auf einer fundierten theoretischen Abhandlung, die Bereiche der kohärenten Optik, der Datenerfassung und der Signalverarbeitung zu einem Messprinzip kombiniert. Besonderes Augenmerk wird dabei auf eine theoretische Begründung von im praktischen Messexperiment beobachteten Dekorrelationen im Specklemuster, sowie auf die mathematische Beschreibung von praktisch relevanten Beleuchtungsgeometrien gelegt. Ausgehend von den theoretischen Überlegungen lassen sich wichtige Systemparameter für eine praktische Realisation des Verfahrens angeben und optimieren. Der Einfluss moderner Sensorik bei der messtechnischen Erfassung der Specklemuster wird ausführlich diskutiert. Die praktische Anwendbarkeit des beschriebenen Messprinzips wird anhand von zwei optisch verschiedenen Messanordnungen diskutiert. Für einen konkreten Messaufbau wurden praktische Starrkörper-Verschiebungsmessungen und thermische Ausdehnungsmessungen an einer Aluminiumprobe durchgeführt, die schließlich unter Einbeziehung der erarbeiteten theoretischen Ergebnisse die praktische Anwendbarkeit des Messprinzips zur technischen Dehnungsmessung untermauern.