326 MECHANIK NR 4/2011
Tomografia komputerowa CT
w zastosowaniach przemysłowych
Cz. III. TOMOGRAFY I ICH PARAMETRY, PRZYKA
ADY ZASTOSOWAC

EUGENIUSZ RATAJCZYK *
ma stacja pomiarowa ma wymiary 1500 × 1100 × 1670 mm.
Przegląd tomografów różnych producentów z podaniem
W zależności od kombinacji rodzajów zamontowanych lamp
ich własności oraz parametrów technicznych i metrologi-
rentgenowskich oraz detektorów wyróżnia się cztery warian-
cznych. Przykłady zastosowań w mechanice i elektronice.
ty dokładności urządzenia, co pozwala na dostosowanie
Obecnie na rynku europejskim oferowane sÄ… tomografy
tomografu komputerowego do indywidualnych wymagań
do zastosowań przemysłowych, już nie tylko w zakresie
klientów.
defektoskopii, jak również takie, które umożliwiają prze- Tomograf exaCT znajduje  zdaniem producenta  za-
prowadzanie pomiarów współrzędnościowych zarówno
stosowanie w: systemach zapewnienia jakości, rozwoju,
części, jak i zespołów mechanicznych oraz zespołów
prototypowania, pierwszych próbach produkcji wyrobów,
elektronicznych. Tomografy różnych producentów opisa- montażu itp. Przeznaczony jest dla użytkowników prze-
no w cz. II artykułu [1].
mysłowych zajmujących się budową maszyn, produkcją
W cz. III przedstawione zostanÄ… kolejne tomografy
samolotów i samochodów, służy w odlewnictwie, prze-
następujących producentów:
twórstwie metali i tworzyw sztucznych, wytwarzaniu form
i narzędzi, do badania ceramiki, materiałów kompozyto-
tomografy firmy Wenzel Volumetrik [2],
systemy TomoScape i TomoCheck firmy Werth Mess- wych, a nawet drewna i materiałów budowlanych (gips,
żywica itp.). Przewidziany jest do stosowania w elektro-
technik [3],
technice i elektronice, a nawet w medycynie. Może być
tomografy firmy Viscom Technology [4],
zastosowany w ośrodkach prowadzących badania nauko-
tomografy firmy North Star Imaging Inc [5],
we oraz w ośrodkach świadczących usługi pomiarowe.
tomografy firmy Saki Corporation [6].
Tomograf exaCT wyposażony jest w lampę rtg o napię-
W cz. IV zostaną opisane  w ujęciu skrótowym  opro-
ciu 225 kV. Można nim wykonywać pomiary przedmiotów
gramowania oraz parametry tomografów charakteryzują-
o maksymalnej średnicy 250 mm i wysokości 300 mm.
ce ich dokładność, z podaniem metod ich wyznaczania.
Producent kładzie duży nacisk na wydajność i użytecz-
ność systemu. Optymalne wykorzystanie potencjału to-
Tomografy firmy WENZEL Volumetrik
mografów komputerowych możliwe jest dzięki oprogra-
Niemiecka firma WENZEL Volumetrik [2] oferuje przemy- mowaniu Metrosoft QUARTIS do standardowej geometrii
słowy tomograf komputerowy o nazwie exaCT (rys. 1), który wymiarów i defektoskopii oraz oprogramowaniu Point-
przeznaczony jest do przeprowadzania badań nieniszczą- Master w zakresie inżynierii odwrotnej i analizy modeli
cych, inżynierii odwrotnej oraz badania zewnętrznych i we- CAD. Może być także dostarczone dodatkowe oprog-
wnętrznych struktur przedmiotów. Tomograf komputerowy ramowanie VG Studio MAX, stosowane przez wielu wy-
exaCT jest oferowany razem z biurkiem pomiarowym, ułat- twórców tomografów.
wiającym pomiar i dostęp do tomografu. Całość charak-
Tomografy firmy WERTH Messtechnik
teryzuje siÄ™ kompaktowÄ… budowÄ… i razem z biurkiem zaj-
muje powierzchniÄ™ 2300 × 1290 × 1460 mm. Natomiast sa-
Niemiecka firma WERTH Messtechnik [3] oferuje cztery
rodzaje tomografów CT: TomoScope 200, TomoCheck 200,
TomoScope HV Compact (rys. 2) i TomoScope HV 500.
Rys. 1. Tomograf exaCT firmy WENZEL Volumetric w dwóch opcjach
konfiguracji wymiarowej
* Prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk  Wyższa Szkoła Ekologii Rys. 2. Tomograf komputerowy CT TomoScope HV Compact firmy
i Zarządzania w Warszawie, Wydział Zarządzania WERTH Messtechnik
MECHANIK NR 4/2011 327
Rys. 4. Tomograf CT
Tomografy firmy Werth stanowią połączenie współrzę-
serii X8011 firmy Vis-
dnościowych maszyn pomiarowych do wyznaczania war-
com
tości wymiarów w zakresie XYZ oraz tomografu działają-
cego głównie w zakresie defektoskopii. Na rys. 3 poka-
zano fragment konstrukcji współrzędnościowej  pinolę
z głowicą pomiarową (zwykle jest nią głowica TP200 firmy
Renishaw) działającą stykowo.
Druga seria o symbolu X8060 (rys. 5) składa się z czte-
rech rodzajów tomografów również różniących się napię-
ciem anodowym lamp. Wartości napięć dla poszczegól-
nych modeli zawierają się w następujących przedziałach:
10 ÷ 160 kV, 10 ÷ 200 kV, 10 ÷ 225 kV i 10 ÷ 250 kV.
Rys. 3. Fragment tomografu z widoczną konstrukcją układu do po-
miarów współrzędnościowych
Rys. 5. Tomograf CT
Przedstawiony na rys. 2 tomograf ma zakres pomia- serii X8060 firmy Vis-
com
rowy X = 300 mm, Y = 300 mm dla stykowych pomiarów
współrzędnościowych, a dla pomiarów tomograficznych
L = 165 mm, " 150 mm z opcjÄ… L = 350 mm, " 350 mm.
Pomiary współrzędnościowe wykonywane są na pozio-
mie dopuszczalnego błędu granicznego wynoszącego
E3 =MPEE = (4,5 + L/75) µm, gdzie L  dÅ‚ugość w mm.
Podany poziom błędu jest zachowany w przypadkach,
Pozostałe parametry są takie same dla poszczegól-
gdy temperatura jest utrzymana w granicach 20 Ä…2° C.
nych serii tomografów komputerowych, których zestawie-
Masa mierzonego przedmiotu nie powinna przekraczać
nie przedstawione jest w tablicy.
40 kg, chociaż występuje opcja umożliwiająca mierzenie
przedmiotów o masie do 75 kg. W tomografie zainstalo-
TABLICA. Podstawowe parametry technologiczne tomografów firmy Viscom
wano lampę o maksymalnym napięciu wynoszącym
225 kV i mocy 30 W.
Najmniejszy z tomografów TomoScope 200 ma zakres
pomiarowy do pomiarów współrzędnościowych wynoszą-
cy 200 × 100 × 200 mm, a dla pomiarów tomograficznych
L = 200 mm, " 90 mm. Mogą być nim mierzone przed-
mioty o masie do 2 kg. Zamontowana lampa może osią-
gać maksymalne napięcie 130 kV. Tomograf ma masę
2,5 t.
Tomografy TomoScope 200 oraz TomoCheck 200 mo-
gą mierzyć przedmioty wykonane z tworzyw sztucznych,
lekkich metali oraz elementy z grafitu. Natomiast to-
mografy serii TomoScope HV Compact i TomoScope
HV 500 przeznaczone są do pomiarów komponentów
Tomografy serii X8011 służą do badań przedmiotów
wysokiej gęstości, takich jak: stal, aluminium, tytan, elas-
o stosunkowo małych wymiarach, głównie jednak do
tometry itp. Firma Werth stosuje oprogramowanie o na-
zwie WinWerth pracujÄ…ce pod systemem operacyjnym
Windows XP.
Tomografy firmy VISCOM Technology
Niemiecka firma VISCOM [4] oferuje dwie serie tomo-
grafówkomputerowych. Pierwsza osymbolu X8011obej-
muje trzy konfiguracje tomografów różniących się głównie
parametrami lampy rtg. Tomograf X8011-12 (rys. 4) jest
wyposażony w lampÄ™ o napiÄ™ciu w zakresie 10 ÷ 120 kV.
Następne modele tej serii mają następujące lampy: model
Rys. 6. Przykłady elektronicznych zespołów badanych na tomogra-
X011-16 10 ÷ 160 kV, model X8011-20 10 ÷ 200 kV. fach serii X8011 firmy Viscom
328 MECHANIK NR 4/2011
badania różnego rodzaju zespołów i komponentów elek- Tomograf X50-CT jest wyposażony w lampę o napięciu
tronicznych, np. do oceny jakoÅ›ci poÅ‚Ä…czeÅ„ (rys. 6), do 10 ÷ 225 kV. Maksymalne geometryczne powiÄ™kszenie
wykrywania nadmiaru lutu i wtrÄ…ceÅ„ innych materiałów. wynosi 4000 ×. Ogólna maksymalna rozdzielczość jest
Natomiast tomografy serii X8060 przeznaczone sÄ… do lepsza niż 1 µm.
pomiarów i badań części maszyn (rys. 7). Na rys. 9 przestawiono przykłady wyników pomiaru
urzÄ…dzenia medycznego oraz komponentu lotniczego.
Rys. 7. Wyniki pomiaru wirnika turbiny tomografem serii X8060 firmy Viscom
Rys. 9. Przykłady pomiaru elementów za pomocą tomografu X50-CT
Górne zdjęcia na rys. 7 przedstawiają model 3D mie- Na rys. 10 przedstawiono kolejny tomograf o symbolu
rzonego wirnika oraz uzyskany z pomiaru model, dwa IMAGIX. Jest on przeznaczony do badania małych przed-
dolne ilustrujÄ… wykryte wady wirnika  z lewej strony miotów o wymiarach 0,5 ÷ 150 mm i masie do 4,5 kg.
pokazane sÄ… nieciÄ…gÅ‚oÅ›ci uzyskane z modelu 3D, a z pra- Panel detektorów ma wymiary 20 × 20 cm. Rozmiar pik-
wej  widoczne sÄ… rezultaty pomiaru 2D  pÄ™kniÄ™cie seli wynosi 50 µm. Maksymalna rozdzielczość  5 µm.
elementu. Zastosowana lampa ma napiÄ™cie 10 ÷ 150 kV.
Podstawowym oprogramowaniem tomografów firmy
Viscom jest ViscomXMC bazujÄ…cy na oprogramowaniu
systemowym Windows. Natomiast komunikacja pomiÄ™-
dzy urzÄ…dzeniem a systemem realizowana jest poprzez
system Ethernet.
Tomografy firmy North Star Imaging Inc.
Amerykańska firma North Star Imaging Inc. [5] oferuje
tomografy komputerowe zarówno stacjonarne, jak i prze-
znaczone do zastosowań w liniach kontrolnych. Wy-
twarza tomografy do różnych zastosowań i tym samym
o różnej mocy lamp rtg i różnych zakresach pomiaro-
Rys. 10. Tomograf komputerowy CT o symbolu IMAGIX
wych: od najmniejszych  tomograf o symbolu IMAGIX,
do największych  typu suwnicowego  np. o symbolu
System tomografu IMAGIX dokonuje rekonstrukcji 3D
X 8000.
badanego elementu oraz  dzięki zastosowaniu odpo-
PodstawowÄ… grupÄ™ stanowiÄ… tomografy serii X-view;
wiedniego oprogramowania  daje możliwość, oprócz
w jej skład wchodzą tomografy o symbolach X50-CT,
wykrywania wad w materiale badanego obiektu, również
X500-CT, X-5000 i ImagiX-CT.
dokonania przekształceń na potrzeby inżynierii odwrotnej
Tomograf X50-CT (rys.8) przeznaczony jest do pomia-
oraz porównania otrzymanych wyników z modelem CAD.
rów przedmiotów o wymiarach do 300 mm i masie do
Tomograf o symbolu CXMM realizuje pomiary współrzęd-
30 kg, takich jak: elementy medyczne, elementy i zespoły
nościowe 3D, inżynierię odwrotną, porównania z modelem
elektroniczne, komponenty przemysłu lotniczego itp. Mo-
CAD itp. Tomograf ten  z lampÄ… o napiÄ™ciu 100 ÷ 450 kV 
gą być badane elementy wykonane ze stali, w tym ele-
ma szerokie możliwości penetracji w głąb materiału, a sys-
menty odlewane, ale i konstrukcyjne.
tem komputerowy pozwala na uzyskanie wszystkich opcji
przekształceń i analizę wyników. Na rys. 12 podano przy-
kłady pokazujące możliwości tego tomografu odnoszące się
do przedmiotu pokazanego na rys. 11.
Rys. 8. Tomograf komputerowy X50-CT z serii X-view Rys. 11. Element, którego wyniki pomiarów przedstawiono na rys. 12