112 MECHANIK NR 2/2011
Tomografia komputerowa CT w zastosowaniach przemysłowych
Cz. I. IDEA POMIARÓW, GA
ÓWNE ZESPOA
Y I ICH FUNKCJE
EUGENIUSZ RATAJCZYK*
Idea pomiarów tomograficznych opartych na promienio- wanie X, przechodząc przez badany obiekt, doznaje osła-
bienia, które jest funkcją energii promieniowania, rodzaju
waniu rentgenowskim X. Budowa tomografów komputero-
i grubości badanego materiału. Zmiana natężenia promie-
wych CT  główne zespoły i ich funkcje.
niowania równoległej wiązki o jednakowej energii, przy
W dokładnych pomiarach geometrycznych części ma-
przejściu przez obiekt, opisana jest zależnością [5]:
szyn dominuje technika współrzędnościowa oparta na
I =I0e- µ g
w pełni skomputeryzowanych współrzędnościowych ma-
gdzie:
szynach pomiarowych, zarówno w odniesieniu do prze-
twarzania wyników pomiarów do wymaganej postaci, jak  natężenie promieniowania po przejściu przez obiekt,
I
i w zakresie sterowania czynnościami pomiarowymi [1].  początkowe natężenie promieniowania,
I0
W ostatnich latach pojawiła się, w pewnym zakresie  liniowy współczynnik absorpcji promieniowania cha-
µ
konkurencyjna czy też uzupełniająca, technika pomiarów rakterystyczny dla danego materiału i określonej
współrzędnościowych oparta na rentgenowskiej tomogra- długości fali promieniowania X,
fii komputerowej [2 ÷ 4, 6 ÷ 9]. Pozwala ona wyznaczać  grubość badanego materiaÅ‚u.
g
wymiary przestrzennie uformowanych elementów wytwa-
Liniowy współczynnik osłabienia promieniowania jest
rzanych przez przemysł maszynowy, motoryzacyjny, lot-
zależny od liczby atomowej i gęstości materiału obiektu.
niczy i elektroniczny. Mimo, że technika ta jest mniej
Jest on opisany przez prawo Bragga i Pierca [5]:
dokładna od pomiarów za pomocą współrzędnościowych
µ = k3Z3
maszyn pomiarowych, ma nad niÄ… pewnÄ… przewagÄ™,
gdzie:
może bowiem wykrywać nieciągłości materiałowe mierzo-
k  współczynnik proporcjonalności,
nego przedmiotu w postaci wad w aspekcie defekto-
  długość fali promieniowania,
skopii, wyznaczać wymiary wewnętrzne oraz monitoro-
Z  liczba atomowa materiału.
wać wyniki montażu zespołów mechanicznych i elektrycz-
nych. Promieniowanie X charakteryzuje się ponadto następu-
W części I artykułu przedstawiona zostanie zasada jącymi własnościami:
pomiarów tomograficznych, przykłady budowy tomogra- jonizowaniem gazu,
fów w aspekcie ich głównych zespołów, a w części II jest niewyczuwalne przez zmysły człowieka (nie my-
przykłady tomografów i ich zastosowań. Natomiast w czę- lić ze szkodliwością na organizm człowieka),
ści III  oprogramowanie komputerowe, a przede wszyst- przebiega po liniach prostych,
kim zdefiniowane zostaną główne parametry charaktery- nie podlega odchylaniu w polu magnetycznym i elek-
zujące dokładność pomiarów i metody ich wyznaczania. trycznym,
podlega odbiciu, załamaniu i rozpraszaniu,
Zasady pomiarów tomograficznych ma zdolność przenikania przez materię,
ulega osłabieniu przy przejściu przez materię.
Tomografia komputerowa, TK (Computed Tomography
W tomografii komputerowej najczęściej stosowane są
 CT) jest rodzajem spektroskopii rentgenowskiej metodÄ…
dwa rodzaje układów projekcji [4]:
diagnostyczną, pozwalającą na uzyskanie obrazów warst-
układ z równoległą wiązką promieniowania
wowych badanego obiektu. Wykorzystuje ona złożenie
(rys. 1). Układ ten składa się z płaskiej wiązki promienio-
projekcji obiektu wykonane z różnych kierunków do utwo-
wania X, które jest emitowane w kierunku mierzonego
rzenia obrazów przekrojowych (2D) i przestrzennych (3D).
Tworzenie obrazu tomograficznego polega na pomia-
rze pochłaniania promieniowania przechodzącego przez
obiekt. Objętość obiektu podzielona jest na małe komórki,
zwane vokselami, w których liniowy współczynnik po-
chłaniania promieniowania jest taki sam. Zrekonstruo-
wany obraz przekrojowy jest ilościową mapą liniowego
współczynnika pochłaniania promieniowania w vokse-
lach, wchodzących w skład skanowanej warstwy. Ob-
liczenie rozkładu współczynników pochłaniania promie-
niowania dokonywane jest przez komputer i dlatego me-
toda ma nazwÄ™ tomografii komputerowej.
Podstawowym sposobem badania jest skierowanie na
badany obiekt wiÄ…zki promieniowania X i rejestracja jego
natężenia po drugiej stronie na detektorach. Promienio-
* Prof. dr inż. Eugeniusz Ratajczyk  Wyższa Szkoła Ekologii
i Zarządzania w Warszawie, Wydział Zarządzania Rys. 1. Schemat układu z płaską wiązką równoległą [6]
MECHANIK NR 2/2011 113
obiektu, znajdujÄ…cego siÄ™ na stole
obrotowym. Po drugiej stronie bada-
nego elementu umieszczony jest li-
niowy detektor rejestrujący sygnał
pomiarowy. Przedmiot badany jest
przemieszczany kÄ…towo i liniowo
w kierunkach x, y, z lub też występu-
je przemieszczenie układu lampa
rentgenowska  tablica detektorów.
W tym przypadku ma miejsce zło-
żenie dwóch składowych: ruchu
wzdłużnego sprzężonych ze sobą Rys. 3. Niektóre parametry charakteryzujące tomografię CT
lampy i detektora liniowego, pozwa-
lającego dokonać jednej projekcji oraz ruchu okrężnego szą konstrukcję układu. Rozwiązanie to jest stosowane
wokół punktu centralnego, który to ruch pozwala zebrać w sytuacjach, gdzie czas jest wartością krytyczną.
wszystkie potrzebne do zrekonstruowania obrazu projek-
JednostkÄ… obrazu przestrzennego 3D jest voxel 
cje. W układzie tym wiązkę promieniowania X ogranicza
volumetric element (odpowiednik piksela dla obrazu 2D),
się za pomocą odpowiedniej przesłony do wiązki płaskiej.
któremu odpowiada średnica przedmiotu d podzielona
Obraz badanego obiektu otrzymuje siÄ™ skanujÄ…c go z pe-
przez liczbÄ™ pikseli N (V = d/N)  rys. 3.
wnym krokiem przesuwu obiektywu w górę, za każdym
Rozmiar voxela może być scharakteryzowany w nawią-
krokiem wykonujÄ…c obrót o 360°. WykonujÄ…c obrót obiek-
zaniu do piksela P i powiększenia M jako iloraz V = P/M,
tu o 360° otrzymuje siÄ™ pÅ‚aski obraz rentgenowski jed-
gdzie: M = FDD/FOD (rys. 3).
nego przekroju mierzonego detalu. Pełen obraz trójwy-
miarowy otrzyma siÄ™ po dokonaniu komputerowej rekon-
Główne zespoły
strukcji, przetwarzając zgromadzone z pomiarów dane.
układ z wiązką stożkową. Wiązka promieniowania
Główne zespoły tomografu to: lampa rentgenowska 1
uformowana jest w stożek. y
ródłem promieniowania jest
(rys. 4) i jej zasilacz, układ pozycjonujący mierzony ele-
lampa rentgenowska o napięciu najczęściej w prze-
ment 2 składający się zwykle z obrotowego stołu pomia-
dziale 225 ÷ 450 kV. W ukÅ‚adzie tym badany obiekt znaj-
rowego i prowadnicy liniowej oraz system detektorów 3
duje siÄ™ na stole obrotowym, poruszajÄ…cym siÄ™ wzglÄ™-
często w postaci matrycy (panelu).
dem nieruchomych: lampy i matrycy detektorów. Stosu-
Działanie matrycy detektorów może wykorzystywać ró-
jÄ…c przestrzennÄ… wiÄ…zkÄ™ rentgenowskÄ… (rys. 2) i detektor
żne zjawiska fizyczne, np. jonizację gazów. W najnowszej
matrycowy, po wykonaniu przez obiekt pełnego obrotu
tomografii stosuje się detektory natężenia promieniowa-
o 360°, otrzymuje siÄ™ jeden przekrój caÅ‚ego przed-
nia rentgenowskiego, zwane detektorami scyntylacyjny-
miotu.
mi, które działają na płytach amorficznych krzemu i se-
lenu.
Główne parametry detektorów promieniowania rent-
genowskiego charakteryzują: wydajność detekcji, ener-
getyczna zdolność rozdzielcza, stabilność pomiarów
w czasie, bezwładność, rozdzielczość przestrzenna
detekcji, kontrastowość obrazu, odporność na zniszcze-
nie przez napromieniowanie i szumy własne. W więk-
szości tomografów stosowane są detektory matrycowe,
które osiÄ…gajÄ… rozdzielczość 1024 × 1024 pikseli, co
odpowiada rozdzielczości przestrzennej obrazu wy-
noszącej ponad miliard vokseli (10243). Występują tak-
że detektory matrycowe o rozdzielczości wynoszącej
2048 × 2048.
Rys. 2. Schemat układu z wiązką stożkową
Dokładność końcowego odwzorowania zależy od liczby
projekcji wykonanych dla pełnego obrotu detalu (mini-
mum cztery na każdy stopień obrotu). W ten sposób,
mając obrazy projekcji dla wielu przekrojów elementu,
dokonuje się rekonstrukcji obrazu całego elementu za
pomocÄ… transformaty Radona [2]. Pozwala ona na od-
tworzenie obrazu trójwymiarowego obiektu z wielu rzutów
tego przedmiotu. Metoda ta jest obecnie najczęściej wy-
korzystywana w przemysłowej tomografii komputerowej
Rys. 4. Główne zespoły tomografu komputerowego CT na przy-
ze względu na szybkość rekonstrukcji obrazu oraz prost- kładzie tomografu METROTOM firmy C. Zeiss
114 MECHANIK NR 2/2011
Lampa rentgenowska (rys. 5) emituje promienie X. nych lamp odpowiednio 0,25 i 0,8 µm, a maksymalny
Jest to baÅ„ka próżniowa z zatopionymi elektrodami: ano- prÄ…d 30 i 50 µA. Okno wyjÅ›ciowe lampy wykonane jest
dą i katodą w postaci wolframowej spirali (w tzw. jonowej z berylu. Odległość od ogniska do przedmiotu wynosi
lampie rentgenowskiej baÅ„ka wypeÅ‚niona jest gazem pod 0,5 mm. KÄ…t rozwarcia wiÄ…zki wynosi 140°. NapiÄ™cie
ciśnieniem rzędu 10-3 Tr). maksymalne lampy 350 kV, a moc turbopompy 500 W.
Masa lampy wynosi 72 kg, jednostki kontrolnej 8 kg,
a pompy próżniowej 10,5 kg.
Natomiast lampa oferowana przez niemieckÄ… firmÄ™
Yxlon [10] zbudowana jest z połączenia dwóch oddziel-
nych lamp: transmisyjnej i kierunkowej (rys. 7). Napięcie
zasilania obu z nich wynosi 225 kV. Przełączanie trybu
pracy między nimi może odbywać się w trakcie pomiaru,
dzięki czemu uzyskuje się właściwości cechujące oba
rodzaje lamp. Dla lampy transmisyjnej są to: duże powię-
kszenie geometryczne i małe wymiary ogniska lampy.
Natomiast dla lampy kierunkowej: duża energia promie-
niowania, która pozwala na wnikanie w materiały o dużej
Rys. 5. Schemat działania lampy rentgenowskiej: K  żarzona kato-
gęstości.
da, A  anoda, Win i Wout  wlot i wylot cieczy (C) chłodzącej anodę
Ważniejsze parametry lampy FXE-225.99 Twin Head
[Wikipedia]
są następujące:
' transmisyjnej:
napięcie zasilania 225 kV,
Wysokie napięcie przyłożone do elektrod przyspiesza
maksymalna wartość prądu anodowego 1 mA,
dodatnie jony (jonowa lampa rentgenowska) lub elektrony
moc maksymalna 64 W,
 które odrywają się z katody (elektronowa lampa rent-
maksymalna moc cieplna anody 10 W,
genowska); czÄ…stki te bombardujÄ… elektrodÄ™ (odpowied-
wymiary ogniska lampy od 2 µm,
nio: antykatodÄ™  jonowa lampa rentgenowska lub anodÄ™
rozpoznawanie szczegółów od 0,5 µm,
 elektronowa lampa rentgenowska), emitujÄ… promienio-
minimalna odlegÅ‚ość FOD (lampa-detektor) 250 µm;
wanie hamowania, będące strumieniem kwantów promie-
' kierunkowej:
niowania X o ciągłym widmie energetycznym.
napięcie zasilania 225 kV,
Promieniowanie hamowania powstaje w wyniku od-
maksymalna wartość prądu anodowego 3 mA,
działywania cząstki z polami elektrostatycznymi jąder
moc maksymalna 320 W,
i elektronów w materii, z której wykonana jest anoda.
maksymalna moc cieplna anody 280 W,
Elektrony zderzajÄ…c siÄ™ z anodÄ… sÄ… w niej hamowane, co
wymiary ogniska lampy od 6 µm,
powoduje powstawanie promieniowania X. Jednak 99%
rozpoznawanie szczegółów od 3 µm,
energii elektronów jest zamieniane w ciepło  stąd konie-
kÄ…t rozwarcia wiÄ…zki 30°,
czność chłodzenia lampy. Chłodzenie zapewnia ciecz
minimalna odległość FOD (Focus to Object Distance)
chłodząca lub wirująca anoda. Istnieje wiele mechaniz-
6,75 mm.
mów powstawania promieni rtg, a więc wiele rodzajów
Lampa ta ma możliwość pracy w trybach o dużej
lamp rtg (bogatÄ… kolekcjÄ™ lamp rentgenowskich zgro-
rozdzielczości obrazu, dużej energii promieniowania X
madzoną przez dr. G. Jezierskiego można znalez
ć na
i wiązki o kształcie stożkowym. Ma ona również zaimple-
www.xraylamp.webd.pl).
mentowanÄ… technikÄ™ TXI (True X-ray Intensity Control),
Przykłady lamp rentgenowskich: jedną z lamp rent-
umożliwiającą stabilizację intensywności promieniowania
genowskich firmy Hamamatsu przedstawiono rys. 6, a na
X w czasie trwania pomiaru.
rys. 7  firmy Yxlon.
Lampa rentgenowska firmy Hamamatsu o symbolu
Zestaw obrotowo-przesuwny (rys. 8) składa się
L10711 ma budowę otwartą typu transmisyjnego. Wy- z obrotowego stołu sterowanego cyfrowo i liniowego ukła-
stępują dwie odmiany tej lampy o symbolu S i W.
du przemieszczania, który służy do ustawiania w okreś-
Maksymalne napięcie lampy S wynosi 110 kV, a lampy
lonej odległości przedmiotu między lampą rentgenowską
o symbolu W  162 kV. Materiałem katody lampy S jest
a matrycą detektorów.
monokryształ sześcioborku lantanu (LaBe6), lampy W  Układ pozycjonowania w większości tomografów skła-
wolfram. Minimalna rozdzielczość wynosi dla wymienio- da się ze stołu obrotowego, na którym umieszczony jest
badany obiekt i prowadnic pozycjonujących stół obrotowy
Rys. 6. Lampa rtg o symbolu L10711 firmy Rys. 8. Przykładowy zestaw obrotowo-
Hamamatsu Rys. 7. Lampa rtg FXE-225.99 firmy Yxlon -przesuwny
MECHANIK NR 2/2011 115
względem z
ródła promieniowania i detektora. Dodatkowo,
a) b)
w tomografach z dużymi zakresami pomiarowymi, z
ródło
promieniowania i detektor umieszczone sÄ… na prowad-
nicach.
Stoły obrotowe charakteryzują się następującymi głów-
nymi parametrami: dokładnością pozycjonowania, która
zawiera siÄ™ w przedziale od części do kilkunastu µrad,
przy rozdzielczoÅ›ci 0,2 ÷ 10 µrad. Åšrednica stoÅ‚u obro-
towego 200 ÷ 300 mm, przy obciążeniu stoÅ‚u masÄ… przed-
miotu dochodzącą nawet do 100 kg. Rys. 10. Przykłady liniowych prowadnic: a) firmy GMT GLOBAL,
b) firmy Aerotech
Od prowadnicy liniowej, służącej do ustawiania odległo-
ści przedmiotu między lampą rentgenowską a matrycą
w osi Y ą 2500 mm. Dokładność przemieszczenia wynosi
detektorów nie wymaga się takiej dokładności, jak od stołu
0,025 mm, a powtarzalność 0,003 mm.
pomiarowego. Zwykle jej zakres przemieszczeń nie prze-
Rys.10b pokazuje układ przesuwny liniowy o symbolu
kracza 250 mm, z dokładnością wynoszącą 0,025 mm,
LMA jako actuator firmy Aerotech z zastosowanym
przy powtarzalności pozycjonowania ą 0,003 mm.
bezstykowym układem pomiarowym. Główne parametry
Głównymi z
ródłami błędów w układach pozycjonowania
to: zakresy pomiarowe 100 ÷ 1000 mm, rozdzielczość
tomografów są: pochylenie detektora, zmiana położenia
i pochylenie osi obrotu stołu obrotowego. Pierwsze z nich
jest wyeliminowane, gdyż detektor znajduje się w stałej
pozycji. Dlatego ważny jest dobór stołu obrotowego z mo-
Matryca
z sensorami
żliwie najmniejszym osiowym błędem pozycjonowania
Lampa
przesuwna
i pochylenia powierzchni pomiarowej stołu.
Przykładem stołu obrotowego jest ABRS-250MP
(rys. 9) amerykańskiej firmy Aerotech [11]. A
ożyskowanie
Stolik obrotowo-
aerostatyczne i silnik skokowy z enkoderem optycznym
przesuwny
zapewniają dużą dokładność i rozdzielczość ruchu obro-
towego. Wykonany jest on z aluminium, co obniża jego
masę całkowitą przy wystarczającej nośności. Stolik ten
przeznaczony jest do zastosowań w pomiarach optycz-
nych, radiograficznych czy elementów MEMS. Rys. 11. Tomograf vćłtomećłx L450 firmy Phoenix-xray
0,1 i 1 µm, dokÅ‚adność Ä… 1 µm/25 mm,
a) b)
powtarzalność Ä… 0,5 µm, prÄ™dkość
przesuwu 5 m/s, a przyspiesze-
nie 3g.
Tomografy mają w zasadzie stałe
położenia lampy i matrycy detekto-
rów, są jednak takie, które pozwala-
jÄ… na ustawianie lampy i matrycy
względem przedmiotu, co zmniej-
sza wymagania odnośnie do zakre-
sów pomiarowych układu obroto-
wo-przesuwnego stołu. Na rys. 11
przedstawiono jeden z takich tomo-
Rys. 9. Przykłady obrotowych stołów pomiarowych: a) firmy Aerotech, b) firmy C. Zeiss
grafów o symbolu vćłtomećłx L450
Parametry stołu obrotowego ABRS-250MP są następu- z przesuwną lampą i przesuwną matrycą z sensorami.
jÄ…ce: Jest to tomograf firmy Phoenix-xray [12].
dokÅ‚adność pozycjonowania 0,4 µrad,
Detektor jest przetwornikiem, który zamienia prze-
rozdzielczość ruchu 0,2 µrad,
chodzÄ…ce przez obiekt promieniowanie, zawierajÄ…ce in-
powtarzalność pozycjonowania 0,2 µrad,
formacje o badanym obiekcie, na sygnał elektryczny
bÅ‚Ä…d przesuniÄ™cia osi 0,1 µm,
nadajÄ…cy siÄ™ do dalszego przetwarzania [6]. System de-
bÅ‚Ä…d pochylenia powierzchni stolika 2,4 µrad,
tekcji może składać się z: pojedynczego elementu skanu-
średnica stołu 228 mm,
jącego, liniowego układu elementów lub powierzchniowe-
nośność 66 kg.
go układu elementów skanujących. Jest to bardzo ważny
Stół obrotowy firmy C. Zeiss ma rozdzielczość 0,0443
element układów wykorzystywanych w pomiarach tomo-
i jest łożyskowany aerostatycznie. Charakteryzuje się on
graficznych, ponieważ od detektorów w dużym stopniu
stosunkowo małymi odchyłkami odchyleń osi obrotu,
zależy jakość obrazu badanego obiektu, czas projekcji
które wynoszą: bicie osiowe fa = 0,1, bicie promieniowe
i wydajność pomiarów.
fr = 0,2 µm, bÅ‚Ä…d zataczania ft = 0,23 . Powtarzalność pozy-
Działanie detektorów polega na wykorzystaniu różnych
cji kÄ…towej 0,53 .
zjawisk fizycznych [6]:
Liniowe układy przesuwne przedstawione są na rys. 10.
jonizacji gazu,
Na rys. 10a przedstawiona jest prowadnica XY o sym-
matrycowe  na bazie amorficznego krzemu,
bolu GXY40 firmy GMT GLOBAL Inc. (Tajwan). Ma
ona zakresy pomiarowe wynoszące: w osi X ą 200 mm, półprzewodnikowe,
116 MECHANIK NR 2/2011
scyntylacyjne, tranzystory, wzmacniany i przetwarzany za pomocÄ… prze-
konstruowane w technologii opartej na wykorzysta- twornika A/C na sygnał cyfrowy.
niu elektrycznych lub magnetycznych zjawisk w ciałach Innym rozwiązaniem w budowie detektorów promienio-
stałych. wania X jest bezpośrednie przetwarzanie z amorficznego
krzemu (rys.14). Fotodiody bezpośrednio przetwarzają
Obecnie dominują detektory scyntylacyjne, których
fotony promieniowania rentgenowskiego na elektrony,
schemat przedstawiono na rys. 12.
dzięki czemu unika się rozpraszania światła (co ma miejs-
ce w poprzedniej konstrukcji detektora). Półprzewodnik
jest umieszczony na mikroelektrodach znajdujÄ…cych siÄ™
w silnym polu elektrycznym. Promieniowanie generuje
ładunki, które są magazynowane w mikrokondensato-
rach. Każdy z tych kondensatorów podłączony jest do
tranzystora działającego jak wzmacniacz, generujący na-
pięcie proporcjonalne do ładunku wytworzonego przez
piksele.
Spotyka się także detektory półprzewodnikowe, w któ-
rych wykorzystuje się jonizację w ciele stałym. Przy-
Rys. 12. Schemat budowy detektora scyntylacyjnego typu matryco-
kładem jest detektor, w którym odpowiedni kryształ, np.
wego [6]
siarczku kadmu CdS, zwiększa swoją przewodność pod
Promieniowanie rtg, padając na kryształ scyntylacyjny, działaniem promieniowania jonizującego. Polega to na
wywołuje zjawisko fotoelektryczne, podczas którego foto- zmianach natężenia prądu płynącego w obwodzie, do
ny promieni X wybijają elektrony z orbit, te zaś zamienia- którego włączono detektor CdS; zmienia się ono w zależ-
ne są na rozbłyski światła. Obecnie najczęściej stosuje ności od padającego na detektor promieniowania. Detek-
się dwa typy detektorów wykorzystujących płyty z amor- tory półprzewodnikowe charakteryzują się prostą konstruk-
ficznego krzemu (a-Si) i z amorficznego selenu (a-Se). cją, stabilnością pracy, dużą czułością i dużą zdolnością
Scyntylator przekształca promieniowanie X w promie- rozdzielczą przy pomiarach energii promieniowania.
niowanie widzialne, które ładuje fotodiody [3, 4]. Foto- W literaturze wymienia się następujące parametry opi-
diody są odczytywane przez tranzystory cienkowarstwo- sujące jakość pomiarów osiąganych przez różne detek-
we (TFT) na podłożu amorficznego krzemu odpornego na tory promieniowania rentgenowskiego [2]:
promieniowanie, który  przez rozpraszanie światła  daje wydajność detekcji,
pewną dodatkową nieostrość (rys. 13). W celu wyelimino- energetyczna zdolność rozdzielcza,
wania tego zjawiska na powierzchni fotodiod stosuje się stabilność pomiarów w czasie,
igiełkowe kryształy jodku cezu (CsI) poprawiające roz- bezwładność,
dzielczość przestrzenną; przewodzą one światło do foto- rozdzielczość przestrzenna detekcji,
diod, jak światłowody. Rozbłyski światła wywołane przez odporność na zniszczenie przez napromieniowanie,
scyntylatory rejestrowane są przez fotodiody. Następnie kontrastowość obrazu,
sygnał elektryczny z fotodiod rejestrowany jest przez szumy własne detektorów.
Rys. 13. Schemat budowy detektora z amorficznego krzemu z ekranami fluoroscencyjnymi [6]
Rys. 14. Schemat budowy detektora bezpośrednio przetwarzającego z amorficznego krzemu [6]
MECHANIK NR 2/2011 117
wykrywać szczegóły wad materiałów aluminiowych, tyta-
nu i ze stali szlachetnej. Natomiast panele XRD 01640
pozwalają na wykrywanie szczegółów w kontroli auto-
matycznej części odlewanych.
Rys. 15. Panel detek-
Wymienione główne zespoły składają się na tomograf
torów XRD0120 firmy
komputerowy CT, chociaż pominięto tutaj takie zespoły, jak
Yxlon
np.: układ sterujący, obudowa zabezpieczająca przed pro-
mieniowaniem, jednostki komputerowe (zwykle sÄ… dwie lub
trzy o różnych parametrach) oraz odpowiednie oprogramo-
wanie zapewniające wykonanie następujących funkcji:
wyznaczanie i analiza wymiarów w zakresie standar-
Przykłady detektorów matrycowych. Na rys. 15.
dowej geometrii wymiarów,
przedstawiono widok panelu detektorów o symbolu
porównywanie wyników z modelem CAD,
XRD01620 niemieckiej firmy Yxlon [10]. Jego parame-
wykrywanie wad materiału  defektoskopia,
try to:
przetwarzanie wyników na potrzeby inżynierii odwro-
rozdzielczość 2048 × 2048 pikseli,
tnej (Rewers Engineering).
wymiar piksela 200 × 200 µm,
powierzchnia detektorów 400 × 400 mm2,
LITERATURA
szybkość przetwarzania obrazu 3,5 klatek/s.,
16-bitowy przetwornik analogowo-cyfrowy,
1. E. RATAJCZYK: Współrzędnościowa technika pomiarowa. Ofi-
cyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa 2005.
praca w zakresie temperatury 15 ÷ 35°C,
2. R. CIERNIAK: Tomografia komputerowa. Budowa urządzeń CT.
dopuszczalny zakres napięć z
ródła promieniowania
Algorytmy rekonstrukcyjne. Akademicka Oficyna Wydawnicza
40 V ÷ 15 MV.
EXIT Warszawa 2005.
Ważniejsze parametry paneli detektorów firmy Yxlon
3. G. JEZIERSKI: Radiografia przemysłowa. WNT Warszawa 1993.
podano w tablicy. 4. J. KIELCZYK: Radiografia przemysłowa. Wydawnictwo Gamma.
Warszawa 2006.
TABLICA. Parametry wybranych paneli detektorów serii XRD firmy Yxlon 5. A. LEWIC
SKA-ROMICKA: Badania nie-
niszczÄ…ce. Podstawy defektoskopii. WNT
Y. Panel XRD Y. Panel XRD Y. Panel XRD Y. Panel XRD
Warszawa 2001.
0820 Composite 01620 Universal 0840 Universal 01640 Universal
6. A. WECKENMANN, P. KRÄMER: 3D Co-
Parametry paneli
detektorów firmy YXLON mputed tomography for dimensional met-
rology. Proc. Coordinate Measuring Tech-
nique. University of Bielsko-Biała 2008,
Sensor p. 37 ÷ 44.
7. H. LETTENBAUER: Metrotomography 
Aktywne piksele 1000 × 1000 2000 × 2000 500 × 500 1000 × 1000
high precision CT  Metrology in a dimen-
Powierzchnia użytkowa 200 × 200 mm2 400 × 400 mm2 200 × 200 mm2 400 × 400 mm2
sion. Proc. Konf.Coordinate Measuring
Rozmiar piksela 200 µm 200 µm 400 µm 400 µm
Technique. University of Bielsko-Biała
Detektor
2010, p. 57 ÷ 64.
Zakres energii 15 keV ÷ 160 keV 40 keV ÷ 15 MeV 40 keV ÷ 225 keV 40 keV ÷ 15 MeV 8. E. RATAJCZYK: Tomografia komputero-
wa w pomiarach geometrycznych 3D.
Maksymalna liczba klatek na s 7,5 3,5 15 15
Proc. Kongres Metrologii. A
ódz
2010.
Konwersja 16 bitowa 16 bitowa 16 bitowa 16 bitowa
9. M. BARTSCHER, U. HILPERT, J. GÖB-
Warunki środowiskowe
BELS, G. WEIDEMANN: Enhancement and
Temperatura pracy +15° C ÷ +35° C +15° C ÷ +35° C +15° C ÷ +35° C +15° C ÷ +35° C
Proof of Accuracy of Industrial Computed
Tomography (CT) Measurements. Annals
Wilgotność powietrza 30% ÷ 70% 30% ÷ 70% 30% ÷ 70% 30% ÷ 70%
of the CIRP. Elsevier Vol. 56/1, 2007,
Wymiary 335 × 320 × 2 mm 672 × 599 × 44 mm 335 × 320 × 52 mm 672 × 599 × 44 mm
p. 495 ÷ 498; (M. SZAFARCZYK: Tomogra-
Masa 16 kg 25 kg 16 kg 25 kg
fia komputerowa w pomiarach przemysło-
wych. Mechanik nr 7/2008, s. 606).
Panele detektorów XRD 0820 mają zastosowanie głó- 10. www.yxlon.com, www.eis.poznan.pl
11. www.aerotech.com
wnie do elementów z materiałów polimerowych, a panele
12. www.phoenix-xray.com
XRD 01620  do przedmiotów, w których zamierza się