Image Pattern Correlation Technique (IPCT)

Hochgenaue optische Messung der Oberflächengeometrie und Oberflächendeformation

Modellpropeller mit IPCT-Muster

Die Image Pattern Correlation Technique (IPCT) wird eingesetzt, um die Modellgeometrie und Modelldeformation in Windkanälen oder die Tragflächendeformation während Freiflugversuchen zu messen. Für diese Methode werden photogrammetrische Verfahren zusammen mit Auswertealgorithmen der Particle Image Velocimetry (PIV), wie Kreuzkorrelation und zusätzliche Skalierungsverfahren, eingesetzt. Mit Hilfe eines Mehr-Kamera-Systems können komplexe Geometrien in ihrer 3D-Kontur vollständig erfasst werden.

Zur Deformationsanalyse werden die zu untersuchenden Teile der Modellgeometrie mit einem zufälligen Partikelmuster versehen. Mittels stereoskopischer Musterkorrelation kann die Deformation der Oberfläche relativ zu einem Referenzzustand mit hoher Genauigkeit bestimmt werden. Da diese Methode die vollständigen 3D Informationen des Untersuchungsobjekts erfasst, kann gleichzeitig die absolute Oberflächengeometrie gemessen werden. Die Abbildung zeigt das Blatt eines Modellpropellers, welcher mit einem Korrelationsmuster versehen wurde. Die Auswertealgorithmen liefern eine quasi-kontinuierliche Abtastung der Objektform, wobei die Genauigkeit des Messverfahrens in der Größenordnung von 0,01% (0,1 mm auf 1 m) des Beobachtungsgebietes liegt.

Durch einen Vergleich der Modellgeometrie im Referenzzustand und im ausgelenkten Zustand kann die Deformation der Modelloberfläche, z.B. unter Windlast, bestimmt werden. In der Abbildung ist die gemessene Geometrie des Propellerblatts bei verschiedenen Umdrehungszahlen dargestellt. Die erhöhte Last (rechte Figur) führt zu einer geringfügigen Deformation der Blattspitze.

Form des Propellerblatts bei einer Drehrate von 15 Hz (links) und 95 Hz (rechts)
 
Der Einsatz berührungsloser optischer Messtechniken gestattet die instationäre Messung von Modelldeformationen, wie die eines drehenden Propellers, welche auf mechanischem Wege nur schwer erreichbar wäre.
 

Anwendung

 
 

Kontakt
Tania Kirmse
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik
, Experimentelle Verfahren
Tel: +49 551 709-2252

Fax: +49 551 709-2830

E-Mail: Tania.Kirmse@dlr.de
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