Wie die holografische Interferometrie die Zukunft beeinflussen könnte

Holographische Interferometrie ist die Technik zur Messung von Spannung, Dehnung und Vibration mit Licht. Es wird durch die Wellenlänge des Lichts definiert und findet Fehler in strukturellen Bindungen. Es nutzt die Fähigkeit eines Hologramms, das von einem Objekt reflektierte oder übertragene optische Feld zu reproduzieren, voll aus.

Die holografische Interferometrie nutzt zwei unvorhergesehene Fähigkeiten eines Hologramms. Erstens kann ein Hologramm inkohärente Felder aufzeichnen und sie kohärent rekonstruieren, so dass sie in sein rekonstruiertes Feld eingreifen können. Zweitens kann ein Hologramm das optische Feld eines Objekts rekonstruieren. Es kann mit einer solchen Genauigkeit neu erstellt werden, dass es das ursprüngliche Feld des Objekts stört, wenn es von seiner ursprünglichen Position verschoben wird.

In einem Übersichtsartikel, veröffentlicht in Licht: Fortschrittliche Fertigunghat Karl Stetson von Karl Stetson Associates über die Entdeckung der holographischen Interferometrie berichtet, ihre Entwicklung diskutiert und einige ihrer Hauptanwendungen aufgeführt. Die Abhandlung „Die Entdeckung der holografischen Interferometrie, ihre Entwicklung und Anwendungen“ bewertete die ursprünglichen Experimente und was in der Zukunft passieren könnte.

Der Autor ließ sich von „Holographic Visions: A History of New Science“ von Sean Johnston inspirieren, verspürte jedoch ein tiefes Gefühl der Unzufriedenheit. Also arbeitete er daran, die Herangehensweise an viele der in dem Buch beschriebenen Experimente zu überdenken. Es erlaubte ihm, alles mit frischen Augen zu bewerten und die Theorien zu testen.

Ein Beispiel waren die Interferenzstreifen an den Rändern bestimmter holographischer Rekonstruktionen. Der Autor erklärte, wie sein Team zusammengearbeitet hat, um ihre Methodik im Vergleich zu vielen Jahrzehnten zuvor zu ändern. Sie fanden heraus, dass es wichtig war, richtig einzuschätzen, wie diese Streifen entstanden sind. Durch ihre Experimente stellte das Team fest, dass es am hilfreichsten war, Echtzeit-Vibrationen auf reflektierenden Oberflächen zu messen.

Das Messen von Echtzeit-Vibrationen auf reflektierenden Oberflächen ist für viele Branchen von entscheidender Bedeutung. Während das Team zunächst Blechdosen und andere einfache Formen verwendete, bemühte es sich, einen Sektor zu finden, der die Vorteile der holografischen Interferometrie voll ausschöpfen konnte. Die Luftfahrtindustrie kam jedoch sehr schnell mit der Unterstützung von Akustikprofessoren an Bord.

Das holografische Testen erforderte eine beträchtliche Anfangsinvestition, was die Produkte erheblich verteuerte. Die Fluggesellschaften würden hierin investieren, da jeder Ausfall die ursprünglichen Kosten übersteigen würde. Strahltriebwerke vibrieren stark, und die Ermüdung bei hohen Zyklen ist eine Hauptursache für das Versagen der Schaufeln. Sie sind so ausgelegt, dass sie Resonanzen aufweisen, die bei den Betriebsdrehzahlen nicht angeregt werden. Die Holographie bot eine Möglichkeit, die Modusformen zu visualisieren und mathematische Analysen zu bestätigen.

Der hohe Wirkungsgrad eines Strahltriebwerks hängt vom engen Spalt zwischen den Schaufelspitzen und dem Triebwerksgehäuse ab. Ein abreibbares Material ist mit den Triebwerksgehäusen verbunden. Wenn die rotierenden Klingen das Gehäuse aufgrund einer Verformung berühren, kratzen sie lediglich etwas Material ab und brechen nicht ab. Wenn es Stellen gibt, an denen die Dichtung nicht gut mit dem Gehäuse verbunden ist, können diese durch die Schabeklingen herausgeschlagen werden und zu einer schlechteren Motoreffizienz führen. Ultraschallrauschen zeigt während der holografischen Prüfung eines Gehäusesegments aufgelöste Bereiche als dunkle Flecken.

Angesichts der technologischen Entwicklungen der letzten dreißig Jahre war der Übergang zur digitalen holografischen Interferometrie unvermeidlich. Es besteht kein Zweifel, dass es in Zukunft weitere Entwicklungen auf diesem Gebiet geben wird, aber der Autor kann nicht sicher sein, wohin uns das führen wird.