Computertomografie - Fails

Welche Technik setze ich ein.
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messtronik
Beiträge: 59
Registriert: Mo Feb 22, 2021 6:12 pm

Computertomografie - Fails

Beitrag von 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
Tomografie eines Lego Duplo Stein
500px-Lego-lang_Pruefzylinder.png (45.13 KiB) 46636 mal betrachtet

Hier eine Ansicht des Voxlevolumens in Relation zu Bildanzahl:
Einfluss der Bildanzahl, Winkelschritte auf die Datenqualitaet
Einfluss der Bildanzahl, Winkelschritte auf die Datenqualitaet
900px-STL_Voxeldarstellung_Bildanzahl.jpg (30.05 KiB) 46636 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
Beiträge: 59
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Re: Computertomografie - Fails

Beitrag von 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
CTFail_Durchstrahlung_STL_eingeschnuert.jpg (135.15 KiB) 28711 mal betrachtet
Im Spritzguss nur schwer herzustellen ;) :
CTFail_Durchstrahlung_STL.jpg
CTFail_Durchstrahlung_STL.jpg (69.33 KiB) 28711 mal betrachtet

Hier die Schnittdarstellung:
CTFail_Durchstrahlung_Schnittdarstellung.jpg
CTFail_Durchstrahlung_Schnittdarstellung.jpg (176.34 KiB) 28711 mal betrachtet

Sieht ein wenig so aus:
Hinterspuelt.jpg
Hinterspuelt.jpg (10.33 KiB) 28711 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
CT_Voxel_Duplo_mit-Loch.jpg (118.4 KiB) 28711 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
CT_Voxel_Duplo_kein-Loch.jpg (52.86 KiB) 28711 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
Beiträge: 59
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Re: Computertomografie - Fails

Beitrag von 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
CD-Spindel.jpg (1011.56 KiB) 3931 mal betrachtet
Das Ergebnis ist der Hammer, jede einzelne Scheibe ist abbildbar:
Messtronik_CD-Spindel_HELIX-CT.png
Messtronik_CD-Spindel_HELIX-CT.png (424.2 KiB) 3931 mal betrachtet
So sieht die klassische im-Bild Tomografie aus:
Messtronik_CD-Spindel_im-Bild.png
Messtronik_CD-Spindel_im-Bild.png (660.42 KiB) 3931 mal betrachtet
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