Mi.1.B - Computertomographie III / 12.05.2010B. Illerhaus, M. Maisl |
Mi.1.B.1
09:00
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Fortschritte in der planaren CT - Inlineanwendungen in der Produktion
S. Gondrom, MacroScience Technology, Unterhaching
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Ständig steigende Anforderungen an die Qualität insbesondere sicherheitsrelevanter Bauteile führen ...
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Ständig steigende Anforderungen an die Qualität insbesondere sicherheitsrelevanter Bauteile führen zu einer verstärkten Nachfrage von inlinefähigen zfP Methoden. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, unterliegen auch Röntgeninspektionsmethoden einer ständigen Weiterentwicklung und liefern einen wichtigen Beitrag zur Erreichung einer 100% Inspektionstiefe.
Ein Beispiel hierbei ist die 3D Computertomografie, die mittlerweile ihren Weg aus dem Labor in die Produktion gefunden hat. Neben der herkömmlichen und allgemein bekannten axialen 3D CT wurde in letzter Zeit auch die wenigen bekannte, sogenannte planare CT, die insbesondere bei flächigen Bauteilen zum Einsatz kommt, weiterentwickelt. Insbesondere bei der Prüfung von elektronischen Baugruppen etabliert sich gerade die planare CT als eines der Verfahren zur Inline Qualitätsprüfung und -sicherung, das neue Standards setzt.
Anhand konkreter Anwendungen und Anforderungen aus der Elektronikindustrie wird die Leistungsfähigkeit der planaren CT beschrieben, die zugleich eine zuvor unerreichbar hohe Fehlerdetektion bei gleichzeitig geringer Pseudofehlerrate ermöglicht. Die Vorteile dieses Inline 3D Verfahrens gegenüber herkömmlichen 2D oder simplen Tomosynthese-Verfahren werden ebenso erläutert, wie die Möglichkeiten der Übertragung auf andere Industrien.
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Mi.1.B.2
09:20
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Artefaktreduktion mittels Dual Viewing für Röntgencomputertomographie von Multimaterialbauteilen
M. Reiter, J. Kastner, FH Oberösterreich, Wels, Österreich
M. Allerstorfer, C. Heinzl, FH OÖ Forschung & Entwicklung, Wels, Österreich
E. Gröller, Vienna University of Technology, Wien, Österreich
Kurzfassung:
Das Konzept der Dual Energy CT ist speziell im industriellen Sektor ein neuer Ansatz, der immer meh...
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Das Konzept der Dual Energy CT ist speziell im industriellen Sektor ein neuer Ansatz, der immer mehr Verbreitung findet. Dual Energy CT ermöglicht es, durch die Messung eines Prüflings mit zwei unterschiedlichen Energien, unterschiedliche Absorptionsinformationen zu generieren. Dadurch kann das resultierende Messergebnis verbessert werden, indem die Charakteristika beider Messergebnisse in einem fusionierten Datensatz z.B. zur Verringerung von Artefakten und Rauschen kombiniert werden. Des Weiteren erlaubt das Dual Energy CT Konzept aus den Absorptionsdaten auch neue Informationen, wie Dichte oder Ordnungszahl für die Materialdekomposition zu berechnen.
In der präsentierten Arbeit wird ersteres Ziel verfolgt, mittels Dual Energy CT optimale Daten für die weitere Verarbeitung zu erzeugen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Reduktion von direktionalen Artefakten sowie auf der Integration der Stärken der einzelnen Dual Energy CT Datensätze im resultierenden Datensatz. Präsentiert wird ein Verfahren basierend auf Wahrscheinlichkeitsdaten für die Klassifikation einzelner Voxel bezüglich der Zugehörigkeit zu einem bestimmten Material, die als Basis für die nachfolgende Datenfusion herangezogen werden.
Das vorgestellte Verfahren wird in drei Schritte unterteilt: Der erste Schritt besteht darin, das Messobjekt zweimal mit unterschiedlichen Energien und unterschiedlicher Orientierung im Röntgenstrahl zu scannen. Die unterschiedliche Ausrichtung bewirkt eine unterschiedliche Ausprägung der direktionalen Artefakte im Datensatz. Im zweiten Schritt werden die Datensätze mittels einer schnellen Grobregistrierung und einer präzisen Feinregistrierung aufeinander ausgerichtet. Nach der Registrierung werden die beiden Datensätze im letzten Schritt basierend auf Wahrscheinlichkeitsberechnungen kombiniert. Dabei werden unter Annahme normalverteilter Grauwerte der einzelnen Materialien die Posteriorwahrscheinlichkeiten mittels des Bayes Theorems für jedes Voxel und jedes Material der beiden Datensätze berechnet. Mit Hilfe der Posteriorwahrscheinlichkeiten kann bei der Datenfusion auf das wahrscheinlichste Material in jedem Voxel geschlossen werden. Somit wird ein Großteil der Artefakte entfernt und die Stärken jedes Datensatzes berücksichtigt.
Die Evaluierung der präsentierten Methode wird anhand von ausgewählte Objekten (Testteile und "Real world" Komponenten) demonstriert.
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Mi.1.B.3
09:40
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Rekonstruktion limitierter CT-Datensätze von Brennstoffzellen mit DIRECTT
A. Kupsch, A. Lange, BAM, Berlin
T. Arlt, R. Grothausmann, N. Kardjilov, I. Manke, Helmholtz-Zentrum Berlin
M.P. Hentschel, TU Berlin
Kurzfassung:
Verschiedene Fragestellungen zur Funktionalität von PEM (proton exchange membrane)-Brennstoffzellen...
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Verschiedene Fragestellungen zur Funktionalität von PEM (proton exchange membrane)-Brennstoffzellen bedürfen einer 3D-Abbildung der betreffenden Komponenten. Mittel der Wahl sind CT-Messungen mit unterschiedlichen Strahlungsarten: zur Aufklärung des Wassertransports in den Flowfields (insbesondere unerwünschte Agglomerationen) kommen Neutronen (wegen der starken Waserstoff-Strahlabschwächung) zum Einsatz, Synchrotronstrahlung zur Beschreibung von Alterungsprozessen der Katalysatoren, Delaminationen in der MEA (metal electrode assembly) auf der mm-Skala sowie Elektronen (TEM) zur Bestimmung der freien (reaktiven) Oberfläche von nm-großen Katalysatorpartikeln.
Diese Messungen gehen einher mit massiven Restriktionen: einer ortsabhängigen Brennfleckverschmierung bei Neutronen, starken Manipulatorinstabilitäten bei Synchrotronmessungen sowie die Kombination von Limited View, wenigen Projektionswinkeln und teilweiser Nichtdurchstrahlbarkeit bei der Elektronen-CT.
Die Vorteile gegenüber gefilterten Rückprojektionen werden aufgezeigt.
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Mi.1.B.4
10:00
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CTportable: Ein kompakter, tragbarer Computertomograph
M. Firsching, S. Hebele, F. Nachtrab, N. Uhlmann, V. Voland, Fraunhofer IIS, EZRT, Fürth
Kurzfassung:
Bei der CTportable handelt es sich um einen kompakten, transportablen Computertomographen mit Einsa...
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Bei der CTportable handelt es sich um einen kompakten, transportablen Computertomographen mit Einsatzgebieten in der zerstörungsfreien Prüfung, aber beispielsweise auch zur Charakterisierung biologischer Proben. Mit den Abmaßen von ca. 350 x 300 x 230 mm (L x B x H) ist der Platzbedarf sehr gering. Darüber hinaus gewährleistet das geringe Gewicht von ca. 20kg eine größtmögliche Mobilität. Dies ermöglicht einen sehr flexiblen Einsatz vor Ort, ohne die Notwendigkeit eines Transports der Proben oder Bauteile in ein Labor. Der Anschluss über die USB-Schnittstelle an ein Notebook macht die Handhabung und den Aufbau einfach.
Durch eine manuelle Messfelderweiterung kann die effektive Detektorbreite bei Bedarf verdoppelt werden, um somit auch größere Proben untersuchen zu können. Damit sind Objekte bis zu einem Durchmesser von 45 mm untersuchbar. Mit Hilfe der Helixabtastung können auch in der Länge ausgedehnte Probenkörper tomographiert werden, wobei eine Probenhöhe von bis zu 60 mm möglich ist. Bei einer zweifachen Vergrößerung ist eine geometrische räumliche Auflösung von bis zu 33 µm erreichbar.
Die eingebaute Röntgenquelle mit einer maximalen Beschleunigungsspannung von 50 kV ermöglicht es massive Proben aus Kunststoff oder organischem Material bis zur maximalen geometrischen Objektgröße zu untersuchen. Bei Metallproben ist eine geringere Durchstrahlungslänge von beispielsweise ca. 10 mm bei Aluminium möglich. Eine innovative Kühlung der Anlage gewährleistet zudem einen sehr geräuscharmen Dauerbetrieb, womit Messungen mit für die CT typischen Messzeiten von 20 bis 60min auch in einem Büro durchführbar sind.
Der energiesensitive photonenzählende Medipix2-Quad-Detektor ermöglicht den Betrieb auch bei sehr geringem Photonenfluss, was den Dynamikbereich in solchen Situationen, im Vergleich zum Einsatz von konventionellen Detektoren, erheblich vergrößert. Zudem erlauben die energiesensitiven Eigenschaften Multienergieanwendungen, wie Basismaterialzerlegung oder Dual Energy-CT. Die großen Bleiglasfenster im Gehäuse der CTportable geben die Möglichkeit einer ständigen Überwachung der aktuell zu prüfenden Probe. Mit einer Reststrahlung von <0,3 µSv/h stellt die CTportable ein Vollschutzgerät dar, womit keinerlei Strahlengefährdung für das Bedienpersonal während des Betriebs besteht.
Das Gerät wird vorgestellt. Messergebnisse werden präsentiert, sowie die Grenzen und Möglichkeiten der Anwendung diskutiert.
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