Témata
Reklama

CT měřicí technika - nový způsob zobrazování i nový nástroj měření

Mezi rychle se rozvíjející zobrazovací techniky patří počítačová nebo také výpočetní tomografie – Computed (axial) Tomography, zkráceně CT. Tento způsob softwarového zpracování energie procházející hmotou (například rtg. záření) se začal vyvíjet jako diagnostická metoda v medicíně. Brzy se však přišlo na rozsáhlé možnosti využití v technických oborech.

Spojení fenoménů trojrozměrného zobrazení předmětů a jejich vnitřního uspořádání a téměř nekonečných možností softwarového zpracování obrazu umožnilo technikům provádět měření nejen těžko dostupných povrchových struktur, ale také útvarů skrytých pod povrchem s možností jejich proměřování. Možnosti a přesnost této metody měření jsou omezeny nejen vlastnostmi použitého záření.

Počítačová zpracování přijaté energie navíc umožňují rozlišit i řadu vlastností materiálů a pomocí zobrazení (například v nepravých barvách) je zvýraznit, zviditelnit a současně stanovit přesné rozměry zobrazených útvarů. Velkou výhodou je nedestruktivní postup, který umožňuje zkoumané výrobky dále používat a v případě potřeby provádět stoprocentní kontrolu všech kusů výroby.

Reklama
Reklama
Reklama

Jaká jsou fyzikální omezení této metody

Záleží v první řadě na použitém zdroji energie a jeho parametrech (intenzita záření a vlnová délka) a na velikosti a vlastnostech materiálu zkoumaného objektu. Rovněž záleží na dosaženém zvětšení, které zajistí co nejmenší velikost voxelu (= nejlepší rozlišení).

Základním předpokladem je proto sladění jednotlivých prvků v CT zařízení do ideálně funkčního celku. Stabilitu pohybu zařízení zajistí dostatečně robustní mechanika, dále pak vhodný zdroj, který je tvořen vysokonapěťovým generátorem a vlastní rentgenovou trubicí. Dostatečně stabilní zdroj pak dokáže vytvořit ve svém ohnisku co nejmenší a v čase stabilní bod zdroje rentgenových paprsků. Důležitý je i kvalitní a přesný detektor, který má za úkol převést záření na digitální signál, jenž je základem pro vytvoření obrazu. Jeho důležitými vlastnostmi jsou co nejlepší dosažitelný kontrast a odstup signálu od šumu. Posledním důležitým článkem zobrazovacího řetězce je řídicí software, který musí co nejrychleji reagovat a kompenzovat všechny nestability, jež v jednotlivých částech mohou vzniknout.

Metrologická laboratoř s počítačovým tomografem ve firmě Prima Bilavčík. Ilustrační foto: Pavel Marek

Vliv vlastností rtg. záření

Pohlcování rentgenového záření v materiálech je přibližně přímo úměrné postavení prvku v periodické soustavě prvků, tedy čím vyšší protonové číslo prvku, tím více záření je pohlceno. Průchod kovovými materiály vyžaduje vyšší energii záření čili kratší vlnovou délku než například u plastů, keramiky apod. Zvětšující se velikost ohniska na terčíku rtg. trubice vede ke snížení rozlišení. Kompromisní nastavení kvality použitého záření pak zvláště vyžaduje zkoušení předmětů složené z různých materiálů. Pokud nepoužijeme monochromatické záření synchrotronového zdroje, ovlivní výslednou kvalitu zobrazení polychromatické záření rtg. běžných zdrojů. Omezení takovéto nehomogenity je možné použitím filtrů na výstupu rentgenového záření z trubice.

Přes všechna výše uvedená omezení dokáže zkušený personál provádět na zkoumaných vzorcích nejen relativně přesná měření povrchových i podpovrchových útvarů, ale také získat řadu informací o materiálovém složení i jiných vlastnostech vzorku. Zvláště vývoj vyhodnocovacího softwaru může vést k dalším zajímavým aplikacím CT zařízení.

Rozsah tohoto krátkého sdělení neumožňuje podrobněji rozebrat všechny výhody a nevýhody této metody.

Česká metrologická společnost

Ing. František Hnízdil

hnizdil.frant@seznam.cz

www.csvts.cz/spolky/cms

Reklama
Související články
Měření v rámci celého výrobního řetězce

Na cestě k aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 se měřicí a kontrolní technologie čím dál víc používají jako řídící nástroj ve výrobě. V rámci plnění této nové role ale potřebují pružněji a rychleji zachytit kvalitativní údaje na různých místech: v měřicí laboratoři, v těsné blízkosti výrobní linky, stejně tak jako přímo v ní.

Délkové snímače pro automatickou kontrolu

Linková montáž mění výrazně charakter kontroly. Do linek jsou integrovány automatické kontrolní stanice pro 100 % kontrolu s taktem v řádu sekund a s přesností běžnou donedávna jen u laboratorní měřicí techniky.

Převratná novinka pro povrchy

Novinku pro měření vlastností a jakosti povrchu nazvanou TALYScan 280 představila Společnost Taylor Hobson. Jedná se o bezkontaktní, optický přístroj navržený pro rychlou a přesnou 3D kontrolu povrhu v dílenském prostředí.

Související články
Měřicí technologie pro Průmysl 4.0 v Nitře

Průmysl 4.0 závisí na propojení systémů schopných spolu komunikovat, schopných získávat, vyhodnocovat a sdílet data a na takto zpracované informace reagovat v reálném čase. Údaje z měření jsou nezbytné pro shromažďování informací, které mají být použity při inteligentním rozhodování za účelem zabránit nežádoucím procesním změnám.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Měřicí technika se stává součástí výrobních strojů

Vzhledem k tomu, že jednou z aktivit České metrologické společnosti, z. s., je mimo jiné také sledování prezentace aktuálních metrologických novinek, trendů vývoje a zastoupení metrologie na veletrzích pořádaných v České republice i v zahraničí, navštívili jsme mimo jiné veletrh Toolex 2017, který se již po desáté konal v polském městě Sosnowiec na třetím největším výstavišti v Polsku – Expo Silesia.

Velmi přesný měřicí stroj pro výpočetní tomografii

Nový model TomoCheck S HA (High Accuracy) 200 společnosti Werth Messtechnik GmbH se senzorem pro výpočetní tomografii je aktuálně nejpřesnějším souřadnicovým měřicím strojem na světě.

Konfirmace měřidel

Příspěvek se zabývá problematikou zajištění návaznosti měření a rozebírá obvyklé metrologické čin-nosti, které jsou za tím účelem prováděny. Zákon o metrologii i běžná praxe zmiňují jako základní postupy kalibraci nebo ověření stanovených měřidel. Kalibrace je postup vedoucí k dosažení způsobilého měřidla ve dvou logických krocích podle definice VIM. Vždy musí být zjištěn aktuální stav měřidla – provádí se zkouškou, která ověří, zda je měřidlo způsobilé plnit dané specifikace, či nikoliv. Nezpůsobilé měřidlo se musí kalibrovat nebo vyřadit. O výsledku je vydán doklad (kalibrační certifikát), jímž je potvrzena způsobilost z dřívější kalibrace nebo způsobilost dosažená kalibrací novou. Zvláštní pozornost je věnována kalibraci měřidel řízených softwarem, např. u souřadnicových měřicích strojů.

Multisenzorová technologie a počítačová tomografie

Výběr vhodného měřicího přístroje pro účely rozměrové kontroly je velmi důležitý. Běžný přístup je takový, že daná aplikace určí vhodný typ senzoru. Pro správné rozhodnutí potřebuje vzít uživatel v úvahu několik aspektů.

Indukční průtokoměry MIM: další vývoj

S indukčním průtokoměrem model MIM jsme vás seznámili již v minulosti. Jedná se o jedinečný přístroj ve své kategorii. Jak se lidově říká, tento přístroj nabízí „za málo peněz hodně muziky“.

Průtokoměr s oválnými koly

Potřeba měřit viskózní látky v průmyslu je velká. Společnost Kobold Messring pro tyto aplikace vyvinula průtokoměr s oválnými koly, model DON.

Automatické rovnání součástek

Při výrobě zejména rotačních součástek s větším poměrem L/D dochází běžně k jejich prohnutí, a to bez ohledu na to, jestli mají hřídelový, nebo trubkový tvar. Pokud vznikne prohnutí při poslední operaci, je jedinou možností nápravy rovnání. To se ale často zařazuje i před konečné broušení.

Multisenzorová souhra - měřicí stroje s pevným portálem

Po mnoho let se souřadnicové měřicí stroje společnosti Werth Messtechnik GmbH osvědčují při měření s více snímači umístěnými na dvou nezávislých osách. Nebezpečí kolize mezi snímačem a obrobkem se tak podstatně sníží, protože senzory, které nejsou používány, jsou zasunuty.

Expimer - expresní zařízení pro rychlé stanovení materiálových vlastností

Expimer, prezentovaná instrumentovaná měřicí soustava pro stanovení mechanických vlastností materiálů indentační metodou, může být alternativním způsobem, jak rychle definovat materiálové vlastnosti. Celý proces spočívá v tom, že na základě parametrů získaných v průběhu makroprocesu automatizovaného vtlačovaní indentoru kulového tvaru (ABI) do povrchu materiálu bez porušení konstrukce, lze rychle zjistit požadované materiálové vlastnosti. Tato metoda je jedinečná vzhledem k jednoduchosti, rychlosti vyhodnocení, manipulovatelnosti a užitečnosti pro stanovení mechanických vlastnosti materiálů během jejich vývoje, výroby a zejména v pracovních podmínkách provozu.

Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit