DE102021110883A1 - Device and method for computer tomographic testing of a test object - Google Patents
Device and method for computer tomographic testing of a test object Download PDFInfo
- Publication number
- DE102021110883A1 DE102021110883A1 DE102021110883.7A DE102021110883A DE102021110883A1 DE 102021110883 A1 DE102021110883 A1 DE 102021110883A1 DE 102021110883 A DE102021110883 A DE 102021110883A DE 102021110883 A1 DE102021110883 A1 DE 102021110883A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ray source
- arrangement
- ray
- interest
- circular path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
- G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
- G01N2223/30—Accessories, mechanical or electrical features
- G01N2223/33—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts
- G01N2223/3303—Accessories, mechanical or electrical features scanning, i.e. relative motion for measurement of successive object-parts object fixed; source and detector move
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts, bei der eine Positionierungseinrichtung 16 für eine Röntgenquelle 12 und eine Positionierungseinrichtung 18 für einen Röntgendetektor 14 derart angesteuert werden, dass die Röntgenquelle 12 und der Röntgendetektor 14 zwischen mindestens einer ersten Anordnung und einer zweiten Anordnung bewegt werden, wobei die Röntgenquelle 12 und der Röntgendetektor 14 sowohl in der ersten Anordnung als auch in der zweiten Anordnung auf entgegengesetzten Seiten eines interessierenden Bereichs B des Prüfobjekts angeordnet sind, und wobei die Röntgenquelle 12 in einem eine Äquatorebene 35 aufweisenden Kugelkoordinatensystem, dessen Ursprung in der ersten und zweiten Anordnung jeweils auf dem Zentralstrahl 36 der Röntgenquelle 12 liegt, in der ersten Anordnung an einer ersten Position 32 und in der zweiten Anordnung an einer von der ersten Position 32 verschiedenen zweiten Position angeordnet ist, wobei in dem Kugelkoordinatensystem die Kugelkoordinaten der ersten Position 32 einen anderen Azimutalwinkel und/oder Polarwinkel aufweisen als die Kugelkoordinaten der zweiten Position. Ferner betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts.The invention relates to a device 10 for computer tomographic testing of a test object, in which a positioning device 16 for an X-ray source 12 and a positioning device 18 for an X-ray detector 14 are controlled in such a way that the X-ray source 12 and the X-ray detector 14 are between at least a first arrangement and a second arrangement be moved, with the x-ray source 12 and the x-ray detector 14 being arranged on opposite sides of a region of interest B of the test object in both the first arrangement and in the second arrangement, and with the x-ray source 12 in a spherical coordinate system having an equatorial plane 35, the origin of which is in of the first and second arrangement lies on the central beam 36 of the x-ray source 12, in the first arrangement at a first position 32 and in the second arrangement at a second position different from the first position 32, wherein in in the spherical coordinate system, the spherical coordinates of the first position 32 have a different azimuthal angle and/or polar angle than the spherical coordinates of the second position. Furthermore, the invention relates to a corresponding method for computer tomographic testing of a test object.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts.The invention relates to a device and a method for computer tomographic testing of a test object.
Mittels Röntgen-Computertomographie (Röntgen-CT; vereinfacht: CT) können in der modernen industriellen Fertigung Schnittbilder durch Bauteile generiert werden, um die Bauteile zerstörungsfrei und gegebenenfalls (teil-) automatisiert zu prüfen. Ein interessierender Bereich eines zu prüfenden Bauteils (Prüfobjekt) wird dabei in der Regel zwischen einer Röntgenquelle und einem Röntgendetektor platziert und um seine vertikale Achse gedreht, während er mit Röntgenstrahlen durchstrahlt wird. Die einzelnen, den interessierenden Bereich durchstrahlenden Röntgenstrahlen werden durch Absorption in ihrer Intensität gedämpft, woraus sich für jede Projektion ein Intensitätsprofil ergibt, welches von einem Röntgendetektor aufgenommen wird. Anhand von üblichen Rekonstruktionsalgorithmen, wie beispielsweise gefilterter Rückprojektion, kann schließlich ein Schnittbild durch den interessierenden Bereich senkrecht zur vertikalen Achse gebildet werden.X-ray computed tomography (X-ray CT; simplified: CT) can be used in modern industrial production to generate sectional images of components in order to test the components non-destructively and, if necessary, (partially) automatically. A region of interest of a component to be inspected (inspection object) is usually placed between an X-ray source and an X-ray detector and rotated about its vertical axis while X-rays are passed through it. The intensity of the individual X-rays that penetrate the region of interest is attenuated by absorption, which results in an intensity profile for each projection, which is recorded by an X-ray detector. Finally, using standard reconstruction algorithms, such as filtered back projection, a sectional image can be formed through the area of interest perpendicular to the vertical axis.
Aus dem Stand der Technik ist es auch bekannt, dieses Verfahren geringfügig zu modifizieren, um große Objekte visualisieren zu können. Beispielsweise beschreibt das Dokument
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts bereitzustellen, mit der insbesondere schwer bewegliche Bauteile komplexer Geometrie effizient und flexibel zerstörungsfrei untersucht werden können. Darüber hinaus ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide a device for computer tomographic testing of a test object, with which in particular difficult-to-move components with complex geometry can be examined efficiently and flexibly in a non-destructive manner. In addition, it is an object of the present invention to provide a corresponding method for computer tomographic testing of a test object.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved by a device for computer tomographic testing of a test object with the features of claim 1 and a method for computer tomographic testing of a test object with the features of
Die Vorrichtung umfasst eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor, eine Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle, eine Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor sowie eine Steuereinrichtung und eine Rekonstruktionseinrichtung. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle und die Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor derart anzusteuern, dass die Röntgenquelle und der Röntgendetektor zwischen mindestens einer ersten Anordnung und einer zweiten Anordnung bewegt werden. Sowohl in der ersten Anordnung als auch in der zweiten Anordnung sind die Röntgenquelle und der Röntgendetektor auf (insbesondere diametral) entgegengesetzten Seiten eines interessierenden Bereichs des Prüfobjekts angeordnet. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Röntgenquelle und den Röntgendetektor derart anzusteuern, dass der Röntgendetektor in der ersten Anordnung einen ersten Projektionsdatensatz des interessierenden Bereichs und in der zweiten Anordnung einen zweiten Projektionsdatensatz des interessierenden Bereichs erfasst. Die Rekonstruktionseinrichtung ist dazu eingerichtet, ein oder mehrere Schnittbilder des interessierenden Bereichs auf Basis des von der Steuereinrichtung erhaltenen ersten und zweiten Projektionsdatensatzes zu rekonstruieren.The device comprises an X-ray source, an X-ray detector, a positioning device for the X-ray source, a positioning device for the X-ray detector, and a control device and a reconstruction device. The control device is set up to control the positioning device for the x-ray source and the positioning device for the x-ray detector in such a way that the x-ray source and the x-ray detector are moved between at least a first arrangement and a second arrangement. Both in the first arrangement and in the second arrangement, the X-ray source and the X-ray detector are arranged on (in particular diametrically) opposite sides of a region of interest of the test object. In addition, the control device is set up to control the X-ray source and the X-ray detector in such a way that the X-ray detector acquires a first projection data set of the region of interest in the first arrangement and a second projection data set of the region of interest in the second arrangement. The reconstruction device is set up to reconstruct one or more slice images of the region of interest on the basis of the first and second projection data set received from the control device.
Die Röntgenquelle ist in einem eine Äquatorebene aufweisenden Kugelkoordinatensystem, dessen Ursprung in der ersten und zweiten Anordnung jeweils auf dem Zentralstrahl der Röntgenquelle liegt, in der ersten Anordnung an einer ersten Position und in der zweiten Anordnung an einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position angeordnet ist, wobei in dem Kugelkoordinatensystem die Kugelkoordinaten der ersten Position einen anderen Azimutalwinkel und/oder Polarwinkel aufweisen als die Kugelkoordinaten der zweiten Position.The X-ray source is in a spherical coordinate system having an equatorial plane, the origin of which in the first and second arrangement lies on the central ray of the X-ray source, is arranged in the first arrangement at a first position and in the second arrangement at a second position that differs from the first position , wherein in the spherical coordinate system the spherical coordinates of the first position have a different azimuthal angle and/or polar angle than the spherical coordinates of the second position.
Die Äquatorebene verläuft bevorzugt horizontal (waagerecht). Der interessierende Bereich ist vorzugsweise im Umgebungskoordinatensystem der Vorrichtung während der Bewegung der Röntgenquelle stationär. Es versteht sich von selbst, dass der Ursprung des Kugelkoordinatensystems in der Äquatorebene liegt. Vorzugsweise liegt der Ursprung auch im interessierenden Bereich des Prüfobjekts. Der Ursprung kann insbesondere so gewählt sein, dass er innerhalb einer kleinstmöglichen, den interessierenden Bereich enthaltenden Kugel liegt.The equatorial plane is preferably horizontal (horizontal). The region of interest is preferably stationary in the device's environmental coordinate system during movement of the x-ray source. It goes without saying that the origin of the spherical coordinate system lies in the equatorial plane. The origin preferably also lies in the area of interest of the test object. In particular, the origin can be selected such that it lies within the smallest possible sphere containing the region of interest.
Der Polarwinkel der ersten bzw. zweiten Position ist konventionsgemäß der Winkel zwischen dem den Ursprung mit der ersten/zweiten Position verbindenden Ortsvektor und der vom Ursprung ausgehenden Flächennormale der Äquatorebene. Der Azimutalwinkel der ersten bzw. zweiten Position ist entsprechend der Winkel zwischen einer Bezugsrichtung (üblicherweise der x-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems gleichen Ursprungs) und dem senkrecht (entlang der Äquatorflächennormale) auf die Äquatorebene projizierten Ortsvektor. In diesem Kugelkoordinatensystem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kugelkoordinaten der ersten Position sowohl einen anderen Azimutalwinkel als auch einen anderen Polarwinkel aufweisen als die Kugelkoordinaten der zweiten Position. Ferner können die Röntgenquelle und/oder der Röntgendetektor in der ersten Anordnung, in den Kugelkoordinaten, jeweils denselben Radius aufweisen wie in der zweiten Anordnung.By convention, the polar angle of the first and second positions is the angle between the origin and the first/second positions connecting position vector and the surface normal of the equatorial plane proceeding from the origin. The azimuthal angle of the first or second position is the angle between a reference direction (usually the x-direction of a Cartesian coordinate system of the same origin) and the position vector projected perpendicularly (along the equatorial surface normal) onto the equatorial plane. In this spherical coordinate system, it is preferably provided that the spherical coordinates of the first position have both a different azimuthal angle and a different polar angle than the spherical coordinates of the second position. Furthermore, the X-ray source and/or the X-ray detector in the first arrangement can each have the same radius in the spherical coordinates as in the second arrangement.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt vorteilhafterweise, interessierende Bereiche von großen und vergleichsweise schwereren Prüfobjekten, wie zum Beispiel ganzen Kraftfahrzeugen, flexibel zu überprüfen, ohne sie zur Gewinnung der Projektionsdatensätze zu bewegen, insbesondere zu drehen. Mit der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung können beispielsweise Kraftfahrzeuge in einer Produktionslinie hinsichtlich der Produktionsqualität oder gar auf Produktionsfehler untersucht werden. Darüber hinaus können erfindungsgemäß interessierende Bereiche von Prüfobjekten mit komplexer Geometrie wesentlich genauer und effizienter computertomografisch analysiert werden. Da der Zentralstrahl der Röntgenquelle sowohl in der ersten Anordnung als auch in der zweiten Anordnung durch den Ursprung des Koordinatensystems verläuft, lässt sich außerdem die Informationsdichte für die Rekonstruktion auf Basis des ersten und zweiten Projektionsdatensatzes steigern.The device according to the invention advantageously allows areas of interest of large and comparatively heavier test objects, such as entire motor vehicles, to be checked flexibly without moving them, in particular rotating them, to obtain the projection data sets. With the device according to the present invention, for example, motor vehicles can be examined in a production line with regard to the production quality or even for production errors. In addition, regions of test objects with complex geometry that are of interest according to the invention can be analyzed much more precisely and efficiently using computer tomography. Since the central beam of the x-ray source runs through the origin of the coordinate system both in the first arrangement and in the second arrangement, the information density for the reconstruction based on the first and second projection data set can also be increased.
Die Röntgenstrahlen verlassen die Röntgenquelle vorzugsweise als Fächerstrahl, höchstvorzugsweise als Kegelstrahl. Als Röntgenquelle kann beispielsweise eine Röntgenröhre der Firma Comet, Flamatt, CH mit nominaler Röhrenspannung von 225 kV und einem Abstrahlwinkel von 40° x 30° verwendet werden. Alternativ kann der Strahl der Röntgenquelle kollimiert sein, d. h. sich vereinfacht ausgedrückt aus zueinander parallelen Einzelstrahlen zusammensetzen. Unabhängig von der Form des Strahls der Röntgenquelle zeichnet sich dieser durch seine Symmetrie um den Zentralstrahl (Hauptstrahl) aus. Der die Röntgenquelle verlassende Zentralstrahl verläuft im Kugelkoordinatensystem bis zum Ursprung bevorzugt antiradial, vom Ursprung bis zum Röntgendetektor im Wesentlichen radial und kann dann insbesondere im Wesentlichen senkrecht auf eine Detektionsfläche des Röntgendetektors auftreffen. Der Röntgendetektor kann als gerader oder gekrümmter Zeilendetektor oder als flacher oder gekrümmter Matrixdetektor, ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein flacher Matrixdetektor der Serie XRD der Firma Varex Imaging Corporation, Salt Lake City, UT, USA mit Pixelabstand („pitch“) von 100 µm und ca. 3000 x 2500 Pixeln verwendet werden. In einer für die schnelle und effiziente Erfassung dreidimensionaler Projektionsdaten besonders vorteilhaften Variante emittiert die Röntgenquelle einen den Zentralstrahl (als Hauptstrahl) enthaltenden Kegelstrahl und der Röntgendetektor ist als Matrixdetektor ausgestaltet sowie so angeordnet, dass der Röntgendetektor den Kegelstrahlquerschnitt am Ort des Röntgendetektors zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, erfasst.The x-rays leave the x-ray source preferably as a fan beam, most preferably as a cone beam. An x-ray tube from Comet, Flamatt, CH with a nominal tube voltage of 225 kV and an emission angle of 40°×30° can be used as the x-ray source. Alternatively, the X-ray source beam may be collimated, i. H. Put simply, they are made up of individual beams that are parallel to one another. Irrespective of the shape of the beam from the X-ray source, it is characterized by its symmetry around the central ray (principal ray). The central beam leaving the x-ray source preferably runs anti-radially in the spherical coordinate system up to the origin, essentially radially from the origin to the x-ray detector and can then in particular hit a detection surface of the x-ray detector essentially perpendicularly. The x-ray detector can be designed as a straight or curved line detector or as a flat or curved matrix detector. For example, a flat matrix detector from the XRD series from Varex Imaging Corporation, Salt Lake City, UT, USA with a pixel spacing (“pitch”) of 100 μm and approximately 3000×2500 pixels can be used. In a variant that is particularly advantageous for the fast and efficient acquisition of three-dimensional projection data, the X-ray source emits a cone beam containing the central beam (as the main beam) and the X-ray detector is designed as a matrix detector and arranged in such a way that the X-ray detector at least partially, preferably completely, detects the cone beam cross section at the location of the X-ray detector , detected.
Die Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle kann dazu eingerichtet sein, die Röntgenquelle mit einem, zwei oder drei Translationsfreiheitsgraden und/oder einem, zwei oder drei Rotationsfreiheitsgraden zu bewegen. Vorzugsweise wird die Röntgenquelle mit mindestens zwei Translationsfreiheitsgraden und mindestens zwei Rotationsfreiheitsgraden bewegt. Höchstvorzugsweise kann die Röntgenquelle mittels der ihr zugeordneten Positionierungseinrichtung mit sechs Freiheitsgraden frei im Raum bewegt werden. Um diese Freiheitsgrade zu realisieren kann die Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle jeweils einen oder mehrere Lineartisch/e, Rotationstisch/e und/oder Roboterarme/Roboter aufweisen. Vorteilhafterweise werden diese Freiheitsgrade durch eine Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle in Form eines Roboters, insbesondere Industrieroboters, bereitgestellt.The positioning device for the x-ray source can be set up to move the x-ray source with one, two or three translational degrees of freedom and/or one, two or three rotational degrees of freedom. The x-ray source is preferably moved with at least two translational degrees of freedom and at least two rotational degrees of freedom. Most preferably, the X-ray source can be moved freely in space with six degrees of freedom by means of the positioning device assigned to it. In order to realize these degrees of freedom, the positioning device for the x-ray source can have one or more linear tables, rotary tables and/or robot arms/robots. These degrees of freedom are advantageously provided by a positioning device for the X-ray source in the form of a robot, in particular an industrial robot.
Die Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor kann separat von und/oder analog zur Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle ausgestaltet sein. Sie kann also dazu eingerichtet sein, den Röntgendetektor mit einem, zwei oder drei Translationsfreiheitsgraden und/oder einem, zwei oder drei Rotationsfreiheitsgraden zu bewegen. Vorzugsweise wird der Röntgendetektor mit mindestens zwei Translationsfreiheitsgraden und mindestens zwei Rotationsfreiheitsgraden bewegt. Höchstvorzugsweise kann auch der Röntgendetektor mittels der ihm zugeordneten Positionierungseinrichtung mit sechs Freiheitsgraden im Raum bewegt werden. Um diese Freiheitsgrade zu realisieren kann die Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor jeweils einen oder mehrere Lineartisch/e, Rotationstisch/e und Roboterarm/e aufweisen. Vorteilhafterweise werden diese Freiheitsgrade durch eine Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor in Form eines Roboters, insbesondere Industrieroboters, bereitgestellt.The positioning device for the x-ray detector can be configured separately from and/or analogously to the positioning device for the x-ray source. It can therefore be set up to move the x-ray detector with one, two or three translational degrees of freedom and/or one, two or three rotational degrees of freedom. The x-ray detector is preferably moved with at least two translational degrees of freedom and at least two rotational degrees of freedom. Most preferably, the X-ray detector can also be moved in space with six degrees of freedom by means of the positioning device assigned to it. In order to realize these degrees of freedom, the positioning device for the x-ray detector can have one or more linear tables, rotary tables and robot arms. These degrees of freedom are advantageously provided by a positioning device for the x-ray detector in the form of a robot, in particular an industrial robot.
Um auch verwinkelte Prüfobjekte mit sehr komplexen Geometrien möglichst schnell und effizient computertomografisch prüfen zu können, ist bevorzugt, dass die Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle und die Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor die Röntgenquelle, insbesondere in allen Raumrichtungen, unabhängig, d. h. mechanisch entkoppelt von dem Röntgendetektor bewegen zu können. Unabhängig bedeutet hierbei, dass eine Bewegung der Röntgenquelle bei ausbleibender Ansteuerung der Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor keine Bewegung des Röntgendetektors zur Folge hat. Dies ist besonders elegant mit zwei Positionierungseinrichtungen in Form von Robotern mit sechs Freiheitsgraden realisierbar. So ist es beispielsweise leicht möglich, dass die Röntgenquelle bei der Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Anordnung ausgehend von ihrer ersten Position auf dem kürzesten Weg zur zweiten Position bewegt wird, wenn dieser Pfad nicht blockiert ist, und nur der Röntgendetektor einen Umweg vornehmen muss, sofern sein entsprechender direkter Bewegungspfad zwischen den beiden Anordnungen blockiert ist. Dies ermöglicht, Zeit und Energie zu sparen.In order to also be able to test angled test objects with very complex geometries as quickly and efficiently as possible using computer tomography, it is preferred that the positioning device for the X-ray source and the positioning device tion for the x-ray detector, the x-ray source, in particular in all spatial directions, to be able to move independently, ie mechanically decoupled from the x-ray detector. In this case, independent means that a movement of the x-ray source does not result in a movement of the x-ray detector if the positioning device for the x-ray detector is not activated. This can be implemented particularly elegantly with two positioning devices in the form of robots with six degrees of freedom. For example, it is easily possible for the X-ray source to be moved from its first position to the second position by the shortest path when moving between the first and second arrangement if this path is not blocked, and only the X-ray detector has to make a detour , provided its corresponding direct path of travel is blocked between the two arrays. This allows to save time and energy.
Der erste Projektionsdatensatz, der zweite Projektionsdatensatz und jeder der unten beschriebenen n weiteren Projektionsdatensätze können jeweils mehrere Einzelprojektionsdaten enthalten, die jeweils einer Einzelprojektion entsprechen. Wenn der Röntgendetektor als Matrixdetektor ausgebildet ist, kann jede Einzelprojektion durch eine Zelle der Matrix erfasst werden. Sofern die Röntgenquelle einen Kegelstrahl emittiert, können diese Einzelprojektionen bei geeigneter Anordnung des Matrixdetektors im Kegelstrahl gleichzeitig erfasst werden. Dies gilt analog für die anderen oben genannten Kombinationen verschiedener mehrdimensionaler Röntgendetektoren mit einem Fächer- oder Kegelstrahl.The first projection data set, the second projection data set and each of the n further projection data sets described below can each contain a plurality of individual projection data which each correspond to an individual projection. If the X-ray detector is designed as a matrix detector, each individual projection can be detected by a cell of the matrix. If the X-ray source emits a cone beam, these individual projections can be detected simultaneously in the cone beam if the matrix detector is suitably arranged. This applies analogously to the other above-mentioned combinations of different multidimensional X-ray detectors with a fan beam or cone beam.
Die Rekonstruktionseinrichtung kann Einzelprojektionsdaten einer oder mehrerer dieser Einzelprojektionen, insbesondere basierend auf einer Auswahl durch einen Benutzer, bei der Rekonstruktion unbeachtet lassen, d.h., die Rekonstruktion ohne die nicht ausgewählten Einzelprojektionsdaten durchführen. Mit anderen Worten, die Rekonstruktionseinrichtung kann das Schnittbild beziehungsweise die Schnittbilder daher ferner basierend auf einem aus dem ersten und/oder zweiten Projektionsdatensatz ausgewählten Minderteil der Einzelprojektionen rekonstruieren. Die Auswahl des Minderteils kann automatisiert per Bildverarbeitung oder durch Benutzerauswahl erfolgen.The reconstruction device can ignore individual projection data of one or more of these individual projections, in particular based on a selection by a user, during the reconstruction, i.e. carry out the reconstruction without the non-selected individual projection data. In other words, the reconstruction device can therefore also reconstruct the sectional image or the sectional images based on a minority of the individual projections selected from the first and/or second projection data set. The minor part can be selected automatically by image processing or by user selection.
Wenn in der ersten Anordnung ein Teil der Röntgenstrahlen, beispielsweise aufgrund von Verschattung durch ein außerhalb des interessierenden Bereichs befindliches hochabsorbierendes Objekt, den Röntgendetektor mit einer Bestrahlungsstärke erreicht, die die minimale Bestrahlungsstärke der außerhalb dieses Teils auf den Röntgendetektor auftreffenden Röntgenstrahlen um einen bestimmten Wert unterschreitet, können die dem Teil der Röntgenstrahlen zugeordneten Einzelprojektionen bei der Rekonstruktion unberücksichtigt gelassen werden. Diese Einzelprojektionen können durch weitere Projektionen ersetzt werden, bei denen die Röntgenquelle und/oder der Röntgendetektor unter dem Azimutalwinkel und/oder dem Polarwinkel aus der ersten Anordnung positioniert ist/sind. Der vorgenannte Wert kann 10 %, 20 %, 30 % oder 50 % betragen.If, in the first arrangement, part of the X-rays reaches the X-ray detector with an irradiance that falls below the minimum irradiance of the X-rays impinging on the X-ray detector outside this part by a certain value, for example due to shadowing by a highly absorbing object located outside the area of interest, the individual projections assigned to the part of the X-rays can be left out of account in the reconstruction. These individual projections can be replaced by further projections in which the X-ray source and/or the X-ray detector is/are positioned at the azimuthal angle and/or the polar angle from the first arrangement. The aforementioned value can be 10%, 20%, 30% or 50%.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Röntgenquelle und den Röntgendetektor derart anzusteuern, dass während eines Teils der, vorzugsweise der gesamten, Bewegung von der ersten Anordnung zur zweiten Anordnung mindestens ein dritter Projektionsdatensatz erfasst wird. Während dieser Bewegung wird die Röntgenquelle also von der ersten Position in die zweite Position bewegt. Die Erfassung während der Bewegung entspricht einem Scan des interessierenden Bereichs. Die Bewegung kann zumindest abschnittsweise schrittweise erfolgen, wobei nach jedem Schritt Projektionsdaten für eine Projektion erfasst werden können. Ferner kann die Bewegung zumindest abschnittsweise kontinuierlich (unterbrechungsfrei) erfolgen, wobei Projektionsdaten für je eine Projektion durch Auslesen eines Zwischenspeichers des Röntgendetektors oder seines Zwischenspeichers erfasst werden können. Es versteht sich, dass während der Erfassung der Projektionsdaten Röntgenquelle und Röntgendetektor aktiv sind. Die Gesamtheit dieser Projektionsdaten können den dritten Projektionsdatensatz bilden.The control device is preferably set up to control the x-ray source and the x-ray detector in such a way that at least one third projection data set is recorded during part of, preferably the entire, movement from the first arrangement to the second arrangement. During this movement, the x-ray source is thus moved from the first position to the second position. Acquisition while moving corresponds to a scan of the area of interest. The movement can take place step by step, at least in sections, with projection data for a projection being able to be recorded after each step. Furthermore, the movement can take place continuously (without interruption) at least in sections, it being possible for projection data to be recorded for each projection by reading out an intermediate memory of the x-ray detector or its intermediate memory. It goes without saying that the x-ray source and x-ray detector are active while the projection data is being recorded. All of this projection data can form the third projection data set.
Die Steuereinrichtung kann den dritten Projektionsdatensatz analog zum ersten und zweiten Projektionsdatensatz an die Rekonstruktionseinrichtung übermitteln. Die Rekonstruktionseinrichtung kann folglich außerdem auch den von der Steuereinrichtung erhaltenen dritten Projektionsdatensatz bei der Rekonstruktion des Schnittbildes beziehungsweise der Schnittbilder des interessierenden Bereichs berücksichtigen, d.h. die Rekonstruktion zusätzlich auch basierend auf dem dritten Projektionsdatensatz durchführen.The control device can transmit the third projection data set to the reconstruction device in a manner analogous to the first and second projection data sets. The reconstruction device can consequently also take into account the third projection data record received from the control device when reconstructing the sectional image or the sectional images of the region of interest, i.e. also carry out the reconstruction based on the third projection data record.
Weitere, insbesondere n weitere, Projektionsdatensätze können analog zu den ersten drei Projektionsdatensätzen erfasst (und für die Rekonstruktion verwendet) werden, um hinreichend Projektionen für eine hochauflösende tomographische Rekonstruktion zu gewinnen. Der Wert n kann größer gleich 1 sein, insbesondere im Bereich von 1 bis 100.000.000 oder 1 bis 1.000.000 oder 1 bis 10.000 oder 1 bis 1.000, liegen. Als Kriterium für einen geeigneten Winkelbereich, über den die Projektionen verteilt sind, wird für ein einziges Schnittbild regelmäßig 180° plus dem halben Öffnungswinkel des Röntgenstrahls in der Schnittbildebene angenommen. Ähnliches gilt für die dreidimensionale Erfassung von Projektionsdaten mittels Kegelstrahl und Matrixdetektor sowie die entsprechende Rekonstruktion. Zusätzliche Projektionen verbessern die Bildqualität.Further, in particular n further, projection data sets can be recorded analogously to the first three projection data sets (and used for the reconstruction) in order to obtain sufficient projections for a high-resolution tomographic reconstruction. The value n can be greater than or equal to 1, in particular in the range from 1 to 100,000,000 or 1 to 1,000,000 or 1 to 10,000 or 1 to 1,000. As a criterion for a suitable angular range over which the projections are distributed, 180° plus half the aperture angle of the X-ray beam in the plane of the sectional image is regularly assumed for a single sectional image. The same applies to the three-dimensional recording of projection data using cone beam and matrix detector as well as the corresponding reconstruction. Additional projections improve the image quality.
Die Röntgenquelle kann bei ihrer Bewegung zwischen ihrer ersten und ihrer zweiten Position, insbesondere bei ihrer Bewegung aus ihrer ersten in ihre zweite Position, entlang einer Trajektorie bewegt/verlagert werden. Einer, mehrere oder alle der n weiteren Projektionsdatensätze können insbesondere erfasst werden, wenn die Röntgenquelle auf dieser Trajektorie ihrer Bewegung positioniert ist. Wenn alle n weiteren Projektionsdatensätze gewonnen werden, während die Röntgenquelle auf der Trajektorie positioniert ist, sind die n weiteren Projektionsdatensätze Teil des dritten Projektionsdatensatzes. Die Röntgenquelle kann entsprechend in n (weiteren) Positionen angeordnet sein. Hierbei kann jede der weiteren Positionen ein oder mehrere beliebige der vorstehend oder nachfolgend erläuterten Merkmale der zweiten Position aufweisen. Analog kann die Gesamtheit von Röntgenquelle und Röntgendetektor n (weitere) Anordnungen einnehmen, wobei jede dieser n Anordnungen ein oder mehrere beliebige der vorstehend oder nachfolgend erläuterten Merkmale der zweiten Anordnung aufweisen. Weiter kann/können ebenfalls analog für jeden der n weiteren Projektionsdatensätze ein oder mehrere beliebige der vorstehend oder nachfolgend erläuterten Merkmale des zweiten Projektionsdatensatzes gelten. Insbesondere kann der Ursprung in einer, mehreren oder allen n weiteren Anordnungen jeweils auf dem Zentralstrahl der Röntgenquelle liegen. Es versteht sich von selbst, dass die n weiteren Anordnungen und die n weiteren Positionen jeweils unterschiedlich sind. Die Kugelkoordinaten jeder der n weiteren Positionen können unterschiedliche Azimutalwinkel und/oder Polarwinkel aufweisen.The X-ray source can be moved/displaced along a trajectory during its movement between its first and its second position, in particular during its movement from its first into its second position. One, several or all of the n further projection data records can be recorded in particular when the x-ray source is positioned on this trajectory of its movement. If all n further projection data sets are obtained while the x-ray source is positioned on the trajectory, the n further projection data sets are part of the third projection data set. The X-ray source can accordingly be arranged in n (further) positions. In this case, each of the further positions can have one or more of any of the features of the second position explained above or below. Analogously, the totality of x-ray source and x-ray detector can assume n (additional) arrangements, each of these n arrangements having one or more of the features of the second arrangement explained above or below. Furthermore, one or more of the features of the second projection data set explained above or below can likewise apply analogously to each of the n further projection data sets. In particular, the origin can lie on the central ray of the X-ray source in one, several or all n further arrangements. It goes without saying that the n further arrangements and the n further positions are different in each case. The spherical coordinates of each of the n further positions can have different azimuthal angles and/or polar angles.
Die n weiteren Projektionsdatensätze können während (eines Teils) der Bewegung, also im Bewegungsfluss, zwischen der ersten und zweiten Anordnung erfasst werden. Alternativ können die n weiteren Projektionsdatensätze während Bewegungspausen der Bewegung zwischen der ersten und zweiten Anordnung erfasst werden. Für die n weiteren Positionen der Röntgenquelle kann außerdem gelten, dass die Abstände zwischen benachbarten Positionen mit wachsendem n kleiner werden. Mit anderen Worten, die n weiteren Projektionsdatensätze zeichnen sich durch eine mit wachsendem n geringer werdende Winkelabtastung aus.The n further projection data sets can be recorded during (part of) the movement, ie in the flow of movement, between the first and second arrangement. Alternatively, the n further projection data sets can be recorded during pauses in the movement between the first and second arrangement. For the n other positions of the X-ray source, it can also apply that the distances between adjacent positions become smaller as n increases. In other words, the n further projection data sets are characterized by an angular scanning that decreases as n increases.
Während der Bewegung zwischen der ersten und zweiten Position werden Röntgenquelle und Röntgendetektor aus der ersten Anordnung in die zweite Anordnung bewegt. Insbesondere wenn der dritte Projektionsdatensatz während letzterer Bewegung erfasst wird, bleibt die Röntgenquelle während dieser Bewegung so ausgerichtet, dass ihr Zentralstrahl den Ursprung schneidet. Der Röntgendetektor bleibt während dieser Bewegung entsprechend so ausgerichtet, dass die Projektionen des interessierenden Bereichs auf die Detektionsfläche auftreffen. Der Zentralstrahl kann dazu kollinear zur Flächennormale der Detektionsfläche verlaufen und er kann im Bereich der Mitte der Detektionsfläche auf diese auftreffen. Der Röntgendetektor kann somit entlang einer weiteren Trajektorie bewegt werden, für die die hier für die Trajektorie der Röntgenquelle erläuterten Maßgaben analog gelten.During the movement between the first and second positions, the x-ray source and x-ray detector are moved from the first arrangement to the second arrangement. In particular, if the third projection data set is acquired during the latter movement, the X-ray source remains aligned during this movement in such a way that its central ray intersects the origin. During this movement, the X-ray detector remains aligned in such a way that the projections of the area of interest impinge on the detection surface. For this purpose, the central beam can run collinear to the surface normal of the detection surface and it can impinge on the detection surface in the region of the center thereof. The x-ray detector can thus be moved along a further trajectory for which the stipulations explained here for the trajectory of the x-ray source apply analogously.
Die Trajektorie der Bewegung der Röntgenquelle kann entlang einer Oberfläche einer oder mehrerer Kugeln um den Ursprung oder eines oder mehrerer Ellipsoide um den Ursprung, auf dem die erste und die zweite Position jeweils liegen, verlaufen. Außerdem kann die Trajektorie zwischen ihrer ersten und zweiten Position mindestens einen ersten und einen zweiten Abschnitt aufweisen. Der erste Abschnitt kann dabei vom zweiten Abschnitt beabstandet sein. In diesem Fall ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Erfassung des dritten Projektionsdatensatzes während der Bewegung der Röntgenquelle zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt unterbrochen ist. Zur Durchführung eines Scans nach Art der sogenannten Laminographie kann die Steuereinrichtung außerdem dazu eingerichtet sein, die Positionierungseinrichtungen so anzusteuern, dass die Röntgenröhre mit bezüglich des Kugelkoordinatensystems antiradialer Zentralstrahlrichtung entlang einer zur Äquatorebene parallelen Kreisbahn bewegt wird, wobei die Punkte dieser Kreisbahn einen konstanten Abstand vom Ursprung aufweisen. Hierbei verläuft die vorgenannte Trajektorie also entlang eines vom Ursprung beabstandeten Basiskreises eines Kugelsegments.The trajectory of movement of the x-ray source may be along a surface of one or more spheres around the origin or one or more ellipsoids around the origin on which the first and second positions lie respectively. In addition, the trajectory can have at least a first and a second section between its first and second position. The first section can be spaced apart from the second section. In this case, provision is preferably made for the acquisition of the third projection data set to be interrupted during the movement of the x-ray source between the first and the second section. To carry out a scan of the type known as laminography, the control device can also be set up to control the positioning devices in such a way that the X-ray tube is moved with the central beam direction anti-radial with respect to the spherical coordinate system along a circular path parallel to the equatorial plane, with the points of this circular path being at a constant distance from the origin exhibit. In this case, the aforementioned trajectory runs along a base circle of a spherical segment that is at a distance from the origin.
Für die Abschnitte kann, insbesondere während der Erfassung des dritten Projektionsdatensatzes, ferner gelten, dass der erste Abschnitt entlang einer ersten Kreisbahn und der zweite Abschnitt entlang einer von der ersten Kreisbahn verschiedenen zweiten Kreisbahn verläuft. Die erste und die zweite Kreisbahn können konzentrisch sein und insbesondere den Ursprung als Mittelpunkt aufweisen. Außerdem können die erste und die zweite Kreisbahn denselben Radius oder unterschiedliche Radien aufweisen. Es ist auch denkbar, dass die erste Kreisbahn die zweite Kreisbahn unter einem spitzen oder rechten Winkel schneidet oder sie alternativ gar nicht schneidet. Die erste Kreisbahn und die zweite Kreisbahn können parallel zueinander und voneinander beabstandet verlaufen.It can also apply to the sections, in particular during the acquisition of the third projection data set, that the first section runs along a first circular path and the second section runs along a second circular path that differs from the first circular path. The first and the second circular path can be concentric and in particular have the origin as the center point. In addition, the first and the second circular path can have the same radius or different radii. It is also conceivable that the first circular path intersects the second circular path at an acute or right angle or, alternatively, does not intersect it at all. The first circular path and the second circular path can run parallel to one another and at a distance from one another.
Vorzugsweise kreuzt der Zentralstrahl der Röntgenquelle die Äquatorebene in allen hier genannten Anordnungen im Ursprung. Dies hat zur Folge, dass die Positionen der Röntgenquelle bei allen Projektionen, die in diesen Anordnungen gewonnen werden, auf einer oder mehreren konzentrischen Kugelflächen um den gemeinsamen Ursprung liegen. Dadurch wird nicht nur die Steuerung der Positionierungseinrichtungen systematisch erleichtert, sondern auch die aus dem interessierenden Bereich gewonnene Informationsdichte gesteigert. Die Rekonstruktionseinrichtung kann das Schnittbild/die Schnittbilder auf Basis beliebiger der vorstehend beschriebenen Projektionsdatensätze, insbesondere der Einzelprojektionsdaten, des ersten Projektionsdatensatzes, des zweiten Projektionsdatensatzes und/oder des dritten Projektionsdatensatzes rekonstruieren. Die Rekonstruktionseinrichtung kann das Schnittbild/die Schnittbilder ferner zu einer dreidimensionalen Bildsequenz („Stack“) kombinieren. Die Rekonstruktion kann mittels bekannter analytischer, algebraischer oder statistischer Rekonstruktionsverfahren, insbesondere mittels wie gefilterter Rückprojektion, durchgeführt werden. Wegen der Implementierungsdetails wird auf die dem Fachmann hinlänglich bekannte einschlägige Literatur verwiesen.The central ray of the x-ray source preferably crosses the equatorial plane at the origin in all the arrangements mentioned here. As a result, the positions of the X-ray source at all projections obtained in these arrangements lie on one or more concentric spheres around the common origin. This not only systematically simplifies the control of the positioning devices, but also increases the information density obtained from the area of interest. The reconstruction device can reconstruct the sectional image(s) on the basis of any of the projection data sets described above, in particular the individual projection data, the first projection data set, the second projection data set and/or the third projection data set. The reconstruction device can also combine the slice image/s to form a three-dimensional image sequence (“stack”). The reconstruction can be carried out using known analytical, algebraic or statistical reconstruction methods, in particular using filtered back projection. For the implementation details, reference is made to the relevant literature that is sufficiently known to the person skilled in the art.
Das hier vorgeschlagene Verfahren zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts umfasst folgende Schritte: Positionieren einer Röntgenquelle mittels der Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle und des Röntgendetektors mittels der Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor in einer ersten Anordnung, in der die Röntgenquelle und der Röntgendetektor auf entgegengesetzten Seiten eines interessierenden Bereichs des Prüfobjekts angeordnet sind; Erfassen eines ersten Projektionsdatensatzes des interessierenden Bereichs durch Bestrahlen des interessierenden Bereichs mittels der Röntgenquelle und Detektieren der durch den interessierenden Bereich transmittierten Röntgenstrahlen in der ersten Anordnung; Bewegen der Röntgenquelle mittels der Positionierungseinrichtung für die Röntgenquelle und des Röntgendetektors mittels der Positionierungseinrichtung für den Röntgendetektor in mindestens eine zweiten Anordnung, in der die Röntgenquelle und der Röntgendetektor auf entgegengesetzten Seiten des interessierenden Bereichs des Prüfobjekts angeordnet sind; Erfassen eines zweiten Projektionsdatensatzes des interessierenden Bereichs durch Bestrahlen des interessierenden Bereichs mittels der Röntgenquelle und Detektieren der durch den interessierenden Bereich transmittierten Röntgenstrahlen in der zweiten Anordnung; Rekonstruieren eines oder mehrerer Schnittbilder des interessierenden Bereichs auf Basis des von der der Steuereinrichtung erhaltenen ersten und zweiten Projektionsdatensatzes.The method proposed here for computer tomographic testing of a test object comprises the following steps: Positioning an X-ray source using the positioning device for the X-ray source and the X-ray detector using the positioning device for the X-ray detector in a first arrangement in which the X-ray source and the X-ray detector are on opposite sides of an area of interest of the Test object are arranged; acquiring a first projection data set of the region of interest by irradiating the region of interest with the x-ray source and detecting the x-rays transmitted through the region of interest in the first arrangement; moving the x-ray source with the x-ray source positioning device and the x-ray detector with the x-ray detector positioning device to at least a second arrangement in which the x-ray source and the x-ray detector are arranged on opposite sides of the region of interest of the test object; acquiring a second projection data set of the region of interest by irradiating the region of interest with the x-ray source and detecting the x-rays transmitted through the region of interest in the second arrangement; Reconstructing one or more slice images of the region of interest based on the first and second projection data set received from the control device.
Die Röntgenquelle ist bei dem Verfahren in einem eine Äquatorebene aufweisenden Kugelkoordinatensystem, dessen Ursprung in der ersten und zweiten Anordnung jeweils auf dem Zentralstrahl der Röntgenquelle liegt, in der ersten Anordnung an einer ersten Position und in der zweiten Anordnung an einer von der ersten Position verschiedenen zweiten Position angeordnet ist, wobei die Kugelkoordinaten der ersten Position einen anderen Azimutalwinkel und/oder Polarwinkel aufweisen als die Kugelkoordinaten der zweiten Position.In the method, the X-ray source is in a spherical coordinate system having an equatorial plane, the origin of which lies on the central ray of the X-ray source in the first and second arrangement, in the first arrangement at a first position and in the second arrangement at a second position that differs from the first Position is arranged, wherein the spherical coordinates of the first position have a different azimuthal angle and / or polar angle than the spherical coordinates of the second position.
Darüber hinaus kann dieses Verfahren beliebige der vorstehend in Zusammenhang mit der Vorrichtung beschriebene Merkmale aufweisen. Insbesondere kann das Verfahren beliebige Funktionen der Vorrichtung und seiner Komponenten als Verfahrensschritte enthalten.In addition, this method can have any of the features described above in connection with the device. In particular, the method can contain any functions of the device and its components as method steps.
Bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung eines Prüfobjekts werden nun genauer unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert, wobei
-
1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung in einer schematischen perspektivischen Ansicht zeigt, wobei sich die Röntgenquelle in ihrer ersten Position befindet; -
2 die Vorrichtung aus1 in einer schematischen perspektivischen Teilansicht zeigt, wobei sich die Röntgenquelle in ihrer zweiten Position befindet; -
3 die Vorrichtung aus1 in einer schematischen perspektivischen Teilansicht zeigt, wobei sich die Röntgenquelle in einer weiteren Position befindet; -
4 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung in einer schematischen perspektivischen Teilansicht zeigt; und -
5 eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur computertomographischen Prüfung in einer schematischen perspektivischen Teilansicht zeigt.
-
1 shows a first embodiment of a device for computer tomographic examination in a schematic perspective view, with the x-ray source being in its first position; -
2 the device off1 in a schematic perspective partial view, wherein the X-ray source is in its second position; -
3 the device off1 in a schematic perspective partial view, wherein the X-ray source is in a further position; -
4 shows a second embodiment of a device for computer tomographic testing in a schematic perspective partial view; and -
5 shows a third embodiment of a device for computer tomographic testing in a schematic perspective partial view.
Die
Der interessierende Bereich B wird vollständig vom Kegelstrahl erfasst. Auf der der Röntgenquelle 12 entgegengesetzten Seite des interessierenden Bereichs B ist der Röntgendetektor 14 auf der über den Ursprung hinaus verlängerten Verbindungsachse zwischen der Röntgenquelle 12 und dem Ursprung angeordnet. Wie in
Die Positionierungseinrichtungen 16, 18 sind als separate Industrieroboter ausgeführt. Wie in
Der erste Abschnitt 42 der Trajektorie verläuft entlang der Äquatorebene 35 auf einer die erste Position 32 enthaltenden Kreisbahn 43 mit dem Ursprung als Mittelpunkt. Der erste Abschnitt 42 beginnt bei der ersten Position 32 und endet in unmittelbarer Nähe des Objekts 40, sodass die Röntgenquelle 12 das Objekt nicht kontaktiert. Der zweite Abschnitt 44 verläuft entlang einer zur ersten Kreisbahn 43 konzentrischen zweiten Kreisbahn 46, die gegenüber der ersten Kreisbahn 43 verkippt ist. Die zweite Kreisbahn 46 schneidet die erste Kreisbahn 43 unter einem spitzen Winkel. Auf dieser zweiten Kreisbahn 46 kann die Röntgenquelle 12 ohne Kollision mit dem Objekt 40 in Richtung kleinerer Azimutalwinkel φ weiter geschwenkt werden, bis sie die zweite Position 34 erreicht, in der ein zweiter Projektionsdatensatz des interessierenden Bereichs B erfasst wird. Der Röntgendetektor 14 wird entsprechend der Bewegung der Röntgenquelle 12 nachgeführt, wobei der Ursprung des Kugelkoordinatensystems kontinuierlich auf dem Zentralstrahl 36 der Röntgenquelle 12 liegt. Die Röntgenquelle 12 und der Röntgendetektor 14 werden während der Bewegung über den ersten und zweiten Abschnitt 42, 44 betrieben, um einen dritten Projektionsdatensatz des interessierenden Bereichs B zu erfassen. Ein am der ersten Position 32 entgegengesetzten Ende des ersten Abschnitts 42 ansetzender Verbindungsvektor 48 zwischen den beiden Abschnitten 42, 44 verläuft entlang der durch die beiden konzentrischen Kreisbahnen 43, 46 festgelegten Kugel um den Ursprung bei konstantem Azimutalwinkel φ. Somit weisen alle Punkte auf der Trajektorie den gleichen Abstand vom Ursprung des Koordinatensystems (Radiuswert) auf. Die Trajektorie kann beispielsweise vom Benutzer festgelegt oder von der Steuereinrichtung unter Einbeziehung geeigneter Sensorik für zu umgehende Objekte ermittelt werden. Die Steuereinrichtung 20 kann also dazu eingerichtet sein, die Positionierungseinrichtungen 16, 18 derart anzusteuern, dass die Bewegung der Röntgenquelle 12 und/oder des Röntgendetektors 14 während oder zwischen der Erfassung von Projektionsdaten zur Kollisionsvermeidung einen Wechsel zwischen unterschiedlichen, konzentrischen Kreisbahnen 43, 46 mit gleichem Mittelpunkt umfasst.The
Der erste, zweite und dritte Projektionsdatensatz werden sodann an die Rekonstruktionseinrichtung 22 übermittelt, sodass letztere Schnittbilder des interessierenden Bereichs B beispielsweise mittels gefilterter Rückprojektion rekonstruiert. Die in den im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen gewonnenen weiteren Projektionsdatensätze bzw. Einzelprojektionsdaten können der Rekonstruktionseinrichtung 22 jeweils ebenfalls übermittelt werden, sodass sie Rekonstruktionseinrichtung 22 auch diese weiteren Projektionsdatensätze bzw. Einzelprojektionsdaten der Rekonstruktion zugrunde legen kann.The first, second and third projection data sets are then transmitted to the
Die
Insbesondere bei komplexen Bauteilgeometrien mit örtlich stark variierenden Röntgenabsorptionskoeffizienten kann es von Vorteil sein, aus allen vorstehend erläuterten Projektionsdatensätzen Einzelprojektionen für die Rekonstruktion auszuwählen. Für den Fall, dass sich die Röntgenquelle 12 beispielhaft in ihrer zweiten Position 34 befindet, zeigt die
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit eine sehr flexible Anpassung der Erfassung von Produktionsdatensätzen an die Geometrie und Struktur des Prüfobjekts bzw. des interessierenden Bereichs. Damit können auf effiziente Art und Weise relativ viele Informationen aus dem interessierenden Bereich gewonnen und für hochauflösende Rekonstruktionen verwendet werden, um die Bildqualität der Schnittbilder zu steigern, ohne das Prüfobjekt bewegen zu müssen.The device according to the invention thus enables a very flexible adaptation of the acquisition of production data records to the geometry and structure of the test object or the area of interest. In this way, a relatively large amount of information can be obtained from the area of interest in an efficient manner and used for high-resolution reconstructions in order to increase the image quality of the sectional images without having to move the test object.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 5119408 A [0003]US5119408A [0003]
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021110883.7A DE102021110883A1 (en) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Device and method for computer tomographic testing of a test object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021110883.7A DE102021110883A1 (en) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Device and method for computer tomographic testing of a test object |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102021110883A1 true DE102021110883A1 (en) | 2022-11-03 |
Family
ID=83600834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102021110883.7A Pending DE102021110883A1 (en) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Device and method for computer tomographic testing of a test object |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102021110883A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5119408A (en) | 1990-10-31 | 1992-06-02 | General Electric Company | Rotate/rotate method and apparatus for computed tomography x-ray inspection of large objects |
| US20070086570A1 (en) | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Martin Spahn | Medical imaging system and anti-collision method with a controllable arm |
| US20120106708A1 (en) | 2010-10-29 | 2012-05-03 | Yves Lucien Trousset | X-ray imaging device with a c-shaped arm and an anti-collision unit |
| US20140368500A1 (en) | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Hexagon Metrology, Inc. | Method and apparatus of measuring objects using selective imaging |
-
2021
- 2021-04-28 DE DE102021110883.7A patent/DE102021110883A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5119408A (en) | 1990-10-31 | 1992-06-02 | General Electric Company | Rotate/rotate method and apparatus for computed tomography x-ray inspection of large objects |
| US20070086570A1 (en) | 2005-10-13 | 2007-04-19 | Martin Spahn | Medical imaging system and anti-collision method with a controllable arm |
| US20120106708A1 (en) | 2010-10-29 | 2012-05-03 | Yves Lucien Trousset | X-ray imaging device with a c-shaped arm and an anti-collision unit |
| US20140368500A1 (en) | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Hexagon Metrology, Inc. | Method and apparatus of measuring objects using selective imaging |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60027930T2 (en) | CT SCANNER WITH TIME COHERENT LARGE COVER | |
| DE69830986T2 (en) | RECONSTRUCTION OF ON-LINE IMAGES IN SPIRAL COMPUTER TOMOGRAPHS | |
| EP0981995B1 (en) | Computer tomograph with conical beam and helical source trajectory | |
| DE102013109843A1 (en) | Method and device for correcting computed tomography measurements with a coordinate measuring machine | |
| DE19526930B4 (en) | Detector Signal Integration in Volumetric CT Scanner Detector Arrays | |
| DE112007001149T5 (en) | Cargo security control based on spiral scanning | |
| DE112007001159T5 (en) | Method for cargo safety inspection with multiple viewing angles | |
| DE102015226693A1 (en) | CT detection method and CT device | |
| DE102009057066A1 (en) | An imaging device, a radiation therapy device with such an imaging device, a method for generating an image and a computer program product | |
| DE10159927B4 (en) | Image reconstruction method for computed tomography | |
| DD140202A5 (en) | METHOD AND ARRANGEMENT FOR REDUCING IMAGE ERRORS IN COMPUTER TOMOGRAPHIC IMAGES | |
| EP1310785B1 (en) | Fluoroscopic computer-tomography method, computer-tomograph, and computer program for processing the measurement values of a computer tomograph | |
| DE3608404A1 (en) | X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHY SYSTEM | |
| EP0037008A1 (en) | Radiodiagnostic apparatus | |
| EP1177767B1 (en) | Computer tomograph with coneshaped beam and helicoidal relative movement | |
| DE10337935A1 (en) | Device for recording structural data of an object | |
| DE102021110883A1 (en) | Device and method for computer tomographic testing of a test object | |
| DE2819237C2 (en) | Arrangement for determining the absorption of X-rays in a three-dimensional examination area | |
| DE102022105963B4 (en) | Method for generating data for the reconstruction of a volume in a flat object using an X-ray system | |
| DE19928751B4 (en) | Computer-assisted tomography system | |
| DE10248770A1 (en) | CT imaging instrument of the multiple-row spiral type with 3D back-projection has an image processing method in which planar detector absorption data are projected onto a central virtual detector following directional filtering | |
| EP1000408B1 (en) | Computer tomagraphy method with helical scanning of an examination area | |
| EP1085467B1 (en) | Computer tomography method with helicoidal scanning | |
| DE102014008671A1 (en) | Method for optimally arranging an object in a device and device for displaying an internal spatial structure of the object | |
| DE102013222386A1 (en) | Method and CT System for Topogram Scanning |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R163 | Identified publications notified |