Computertomografie - Fails

[messtronik]

Hallo,
hier möchte ich ein paar Einträge erstellen, um die Datenqualität von CT-Daten zu bewerten. Aber auch Schwierigkeiten und Probleme diskutieren.

Fangen wir mit der Bildanzahl bzw. Drehschritte an. Die Anzahl der Drehschritte ist abhängig des Durchmesser des Messvolumens und der Pixelanzahl des Detektors. Es gibt natürlich noch weitere Faktoren, die wir erstmal außer acht lassen wollen.

Hier ein Duplo-Stein, leicht schräg im Raum, grün der Messzylinder:

Tomografie eines Lego Duplo Stein

500px-Lego-lang_Pruefzylinder.png (45.13 KiB) 54012 mal betrachtet

Hier eine Ansicht des Voxlevolumens in Relation zu Bildanzahl:

Einfluss der Bildanzahl, Winkelschritte auf die Datenqualitaet

900px-STL_Voxeldarstellung_Bildanzahl.jpg (30.05 KiB) 54012 mal betrachtet

Interessant, selbst bei 200 Bildern mit 1000 Pixel Detektor sind die Drehschrittartefakte noch zu sehen. Beachte auch den Hintergrund, erst grau in grau dann bei ausreichender Bildanzahl ist ein Kontrast (schwarz/weiß) zwischen Bauteil und Hintergrund zu erkennen.

Grundsätzlich, bist Du Dir nicht sicher, mach lieber mehr Bilder als notwendig.
Komplizierter ist die Regel: Die Sehne die sich aus der Anzahl der Winkelschritte ergibt, sollte maximal 1/3 eines Pixels abdecken. (Soll ich eine Skizze machen?)

Habt Ihr auch interessante Beobachtungen, denen wir auf den Grund gehen können?

[messtronik]

Was ist hier passiert ... oder warum stelle ich das Bauteil nicht achsparallel auf den Drehteller?

Schon mal eine krieselige Oberfläche in den STL Daten gehabt? Oder sogar Einschnürungen, Fehlstellen?

CTFail_Durchstrahlung_STL_eingeschnuert.jpg (135.15 KiB) 36087 mal betrachtet

Im Spritzguss nur schwer herzustellen :

CTFail_Durchstrahlung_STL.jpg (69.33 KiB) 36087 mal betrachtet

Hier die Schnittdarstellung:

CTFail_Durchstrahlung_Schnittdarstellung.jpg (176.34 KiB) 36087 mal betrachtet

Sieht ein wenig so aus:

Hinterspuelt.jpg (10.33 KiB) 36087 mal betrachtet

Was im Urlaub am Strand ganz nett aussieht, ist in der industriellen Messtechnik nicht zu gebrauchen:
Achtung! Hier werden die Messwerte definitiv falsch.

Es gibt mehrere Gründe dafür, einer ist die Durchstrahlung des Bauteils. Entweder hast Du zu wenig Leistung (besser Spannung in kV) verwendet oder das Bauteil ungeschickt platziert.

Durchstrahlen wir ein Bauteil entlang der Wandung ist mehr Material zu durchdringen, als in der Lotrechten. Kubische Bauteile sind schräg besser zu erfassen, das Aspektverhältnis ist besser. https://de.wikipedia.org/wiki/Aspektver ... turierung)

Hier ein Beispiel mit einem Duplo Stein achsparallel tomografiert. Oben links zu sehen "wieviel" an Material zu durchdringen ist:

CT_Voxel_Duplo_mit-Loch.jpg (118.4 KiB) 36087 mal betrachtet

Stellen wir das Bauteil nur etwas schräg - zb. 15°, sind die Ergebnisse viel besser. Bzw. oben links die zu durchdringende Materialanhäufung ist wesentlich geringer:

CT_Voxel_Duplo_kein-Loch.jpg (52.86 KiB) 36087 mal betrachtet

(nachträgliche Anmwerkung; in den Bildern der Duplosteine sieht man ebenfalls Kegelstrahlartefakte)

Bei technischen Bauteilen gilt es immer den Kompromiss zu finden, wie platziere ich das Bauteil so, dass meine Einflüße so gering als möglich sind.

Bei welchen Geometrien wird es immer Probleme geben?
- bei der Kugel.

Profis würden jetzt sagen, na dann brauchen wir Helix-CT und alles wird lösbar.
Sicher; ich kann es heute nicht sinnvoll einsetzen - Es fehlt die Rechnerleistung (Grafikkarte), um die Bilddatenmenge zu verarbeiten. (Stand 2023)

Freuen würde ich mich über Eure "Sorgenkinder".

Beste Grüße

[messtronik]

Die oben gezeigten Probleme gehören bei uns der Vergangenheit an.
Jetzt funktioniert HELIX-CT! Wir können Bauteile in einer art Schraub-Bewegung erfassen.

Und wie ein Wunder funktionieren solche Dinge: Erfassen einer CD-Spindel

CD-Spindel.jpg (1011.56 KiB) 11307 mal betrachtet

Das Ergebnis ist der Hammer, jede einzelne Scheibe ist abbildbar:

Messtronik_CD-Spindel_HELIX-CT.png (424.2 KiB) 11307 mal betrachtet

So sieht die klassische im-Bild Tomografie aus:

Messtronik_CD-Spindel_im-Bild.png (660.42 KiB) 11307 mal betrachtet