Hochgeschwindigkeits-Röntgen zur Beobachtung verborgener Vorgänge in Bewegung

Blick in laufenden PKW Motor
© Fraunhofer EZRT
Blick ins Innere eines laufenden PKW Motors
Sichtbarmachen des Brühvorgangs
© Fraunhofer EZRT
Sichtbarmachen des Brühvorgangs eines Espresso im Siebträger an der ROXS CT Anlage

Um die Leistungsfähigkeit hochqualitativer Produkte weiter steigern zu können, ist ein präzises Verständnis der unter realen Bedingungen stattfindenden Prozesse innerhalb abgeschlossener Baugruppen erforderlich, z. B. das Ineinandergreifen mechanischer Vorgänge in einem Motor oder die Verteilung von Flüssigkeiten im absorbierenden Medium einer Windel. Analog zur Beobachtung einmaliger und kurzzeitiger, äußerlich sichtbarer Prozesse (z. B. Crash-Verformungen) durch Hochgeschwindigkeitskameras mit spezieller Hochleistungsbeleuchtungstechnik können mit der am Fraunhofer EZRT entwickelten Hochgeschwindigkeits-Röntgentechnik solche Vorgänge auch im Inneren von Bauteilen beobachtet werden. Die Abbildung dynamischer Vorgänge im Inneren von Baugruppen kann mittels Röntgenkinematographie bzw. 4D-CT basierend auf Röntgendurchstrahlung oder Computertomographie erfolgen.

 

Mit eigens hierfür entwickelten Hochgeschwindigkeits-Röntgendetektoren können die Anforderungen unterschiedlichster Anwendungen erfüllt werden. Kombiniert mit geeigneten Röntgenröhren, mechatronischen Systemen und einer leistungsstarken Datenaufbereitung ist so ein vielfältiger Einsatz der Technologie möglich. Je nach Anwendungsfall variieren die Anforderungen an die Systemkomponenten und die Aufnahmesituation stark und die zum Einsatz kommenden Komponenten müssen eine große Flexibilität aufweisen. Mit der dynamischen Radioskopie wird ein Leistungsspektrum mit Bildraten von 300 bis 4000 Hz und Detektorgrößen von bis zu 400 x 800 mm2 bei Röntgenenergien bis zu 9 MeV erreicht; bei der dynamischen CT mit CT-Volumenraten betragen die Werte bis zu 3 Hz bei einer Volumengröße von 200 x 200 x 200 mm³ und einer Röntgenenergie von aktuell 160 kV. Eine weitere Besonderheit ist, dass die Objekte statisch verweilen können und nicht wie bei der konventionellen industriellen CT gedreht werden müssen. So können auch fragile Prozesse ohne die Einwirkung zusätzlicher Kräfte, wie der Zentrifugalkraft, zustandsgetreu abgebildet werden.

Video: Blick ins Innere eines laufenden PKW Motors.

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