Einsatzbereich:
Mechatronische CT-Anlage, welche mittels Röntgentechnologie das Materialverhalten im Inneren von Betonprüfkörpern unter Last analysiert. Die Prüfkörper müssen auf Zug, Druck und Biegung sowohl statisch als auch dynamisch belastet werden können. Die CT-Anlage muss sich hochgenau und wiederholbar in mehreren Achsen translatorisch als auch um eine Achse rotatorisch zu dem Prüfkörper positionieren lassen. Die CT-Anlage muss den kompletten Anwendungsbereich von Macro-CT bis hin zu Micro-CT, für hochauflösende Scans mit bis zu 300 kV, abdecken.
Die Halle, in der das Gerät betrieben werden soll, befindet sich noch in der Planung. Es wird die Bereitschaft zur Abstimmung der baulichen Anforderungen an die Halle erwartet. Voraussichtliches Bauende der Halle ist 11/2018.
Spezifikationen:
— Prüfkörper
o Beton/Stahlbeton
o max. B x H x L = 1 000 x 300 x 6 000 mm
o Prüflänge: 3 000 mm; Prüfquerschnitt: 50 mm-300 mm
— Positioniereinheit des Röntgensystems
o Lineare u. rotatorische Positionierung d. Röntgensystems:
Verfahrweg: 3 000 mm mit 2 m/min
Rotationswinkel: 210° (+/- 105°) mit 0,5-1 upm (3°-6°/s)
spielfreies Positionierkonzept über gesamten Bewegungsbereich der Rotation (inklusive Drehrichtungswechsel)
o Lineare Positionierung der Detektoren
horizontaler Verfahrweg: 600 mm mit 2 m/min
vertikaler Verfahrweg: 340 mm mit 2 m/min
o Positioniergenauigkeit entspr. Anforderungen an Röntgenverfahren; Positionsstatus u. Lageregelung mittels hochauflösender Encoder Systeme sowie Soft- u. Hardware Endschalter
— Belastungseinheit der Betonprüfkörper
o Aufzubringende vertikale u. axiale Belastungen auf Prüfkörper
Druckkraft, statisch/dynamisch: 600 kN/300 kN; 300 kN/300 kN
Zugkraft statisch + dynamisch: 300 kN; 300 kN
Fahrweg statisch: 250 mm; 100 mm
Fahrweg statisch: 250 mm; 100 mm
Fahrweg dynamisch: +/-25 mm; +/-25 mm
Frequenz dynamisch: 5 Hz; 5 Hz
o Aufzubringende vertikale Auflagerkraft
Kraft statisch: 400 kN
— Röntgensystem
o Hochabsorbierende Werkstoffe mit 300 mm Rekonstruktionsquerschnitt
Auflösung 3D: 50 µm
Auflösung 2D: 300 µm
o Werkstoffe mittlerer Absorption mit 50 mm Rekonstruktionsquerschnitt
Auflösung 3D: 15 µm
o Variabilität der Messgeometrie (Auflösungsanpassung): stufenlos, elektrisch und systemintegriert
o Variabilität des Bildgebenden Systems: Detektoren elektrisch, Systemintegriert. Quelle ggf. manuell
o Hochenergetische Strahlenquellen
Linearbeschleuniger: Max. Strahlungsenergie u. –Dosisleistung: 9 MeV / 30 Gy/min
Mikrofokusröntgenröhre: Max. Strahlungsenergie u. –leistung: 300 kV / 300 W
o Hochenergieröntgendetektorfeld und Pixelgröße
3D Hochauflösungsscan: 500 x 50 mm
3D Schnellscan: 400 x 400 mm
2D Echtzeitbeobachtung: 300 x 150 mm
o Mechanik: Präzise ausgeführt je nach Messsituation für bis zu 5 µm Genauigkeit
o Strahlenschutz: Kollimation
o CT Software
Datenerfassung: geschlossene Prozesskette zur Erfassung der Projektionsdaten m. integrierten Bildoptimierungsprozessen; erweiterte Bildauswertungsfunktionalität in der Messdatenerfassungssoftware
Messabläufe: kontinuierlich, Schrittbetrieb, frei benutzerdefiniert, 4D-CT
Kompensationsmethoden: Einbindung der Objektverformungen; Strahlaufhärtungs- u. Streustrahlkorrektur; direkte Visualisierung von Zwischenergebn. der Rekonstruktion;
CT Rekonstruktion: simultan zur Messung
Algorithmen: Feldkamp (FBP), ART
spezielle Verfahren: messzeitreduz. Messverf., Region of Interest CT
Rekonstruktionszeiten: simultan mit Messung oder schneller
interaktive explorative Bildanalyse: kompl. Bildverarbeitungs- u. Bildanalysefunktionalität, sofortiges visuelles Feedback, interaktive Segmentierungsfunktionen für Daten >4GB
graphischer BV-Algorithmenentwurf: Übernahme aus interaktivem Modus, Editieren als Graph, Nutzung im BATCH-Betrieb remote auf Linux-Cluster eines Rechenzentrums
Analysepakete: Partikelanalyse, Faseranalyse, Porositätsanalyse, lokale u. globale Strukturkenngrößen (innere Volumina u. deren Dichten, lokale Krümmung)
o Performance der Bildverarbeitung u. Strukturanalyse
partitionierter Speicher, simultaner Bildzugriff in Stapeln von Volumina >>4GB, Linux- und Windows-OS
Steuerrechner: 64 Bit, 64GB RAM
Rekonstruktionsrechner: 2 x 64 Bit, 64GB RAM, 12 GB GPU
Bildverarbeitung, Strukturanalyse u. Visualisierung: 64 Bit, 1 TB RAM, 10 TB hard disk space, 16 GB GPU, Fast SSD: 2x2TB – 2x4TB
Datenspeicherung: NAS, 40 TB, Raid 5
Abnahme:
— Performance Positioniereinh., Belastungseinh., Röntgensystem, Software
— Integrale Performance Gesamtsystem
o System Verwischung, blurring (MTF, ASTM E1441-CT)
o System Unsicherheit (Kalibrierte Phantom Längenmessung)
o erfassbare Kenngröße (Doppeldraht IQI gem. ASTM E 2597.