Pod drobnohledem „Velkého oka“
Pohled dovnitř objektu bez nutnosti jeho poškození nebo rozebrání je cílem nedestruktivního testování. Skenovat však lze pouze předměty, které se vejdou do testovacího zařízení. Tuto dosavadní bariéru se snaží překonat němečtí výzkumníci.
Pokud jde o velké objemy a vysoké požadavky na radiografii, dosahují tradiční průmyslové tomografy svých fyzikálních limitů. Za jediné veřejně přístupné zařízení na světě schopné skenovat celá vozidla a nákladní kontejnery je považován systém XXL CT od Fraunhofer IIS, postavený v roce 2013, který však vyžaduje složitou manipulaci s testovanými objekty.
Nové dimenze ve výpočetní tomografii
V rámci projektu GiantEye vyvíjí Fraunhoferův institut IIS unikátní systém vysokoenergetické výpočetní tomografie (CT), který umožňuje nedestruktivní testování (NDT) a digitalizaci velkých a složitých objektů s nejvyšší úrovní detailů.
Principem je portálová konstrukce založená na lékařských CT skenerech. Na rozdíl od svého předchůdce jsou zdroj záření a detektor uloženy v portálu a otáčejí se kolem testovaného objektu ve svislé rovině, podobně jako lékařský CT skener. To umožňuje zkoumání velkých objektů v jejich přirozené horizontální poloze (aniž by bylo nutné je nejprve nastavit na jednu stranu) a dosáhnout vhodných podmínek měření i ve vysoce absorpčních zónách, jako je baterie elektromobilu.
Systém, který by měl být k dispozici začátkem roku 2027, eliminuje mechanické namáhání, které by mohlo zkreslit výsledek měření nebo dokonce poškodit měřený objekt.
Stěžejními komponenty zařízení GiantEye jsou lineární urychlovač s rentgenovou energií 9 MeV, vysoce přesný manipulační portál a detektorový systém umožňující 3D rozlišení měření až do 100 µm. Kombinace vysokoenergetického RTG zdroje a robustních detektorů umožňuje také radiografii silných komponent a hustých materiálů, jaké se nacházejí např. ve vozidlech, vysokonapěťových bateriích nebo součástech letadel. Manipulační systém současně zajišťuje přesná obrazová data s minimálními artefakty.
Unikátní vlastností GiantEye je integrace těchto komponent do průmyslové skenovací architektury, která kombinuje přesnost a efektivitu. Tato systémová architektura umožňuje první možné rutinní CT vyšetření velkých objektů v průmyslovém prostředí bez obvyklé časově náročné přípravy. Horizontální konstrukce portálu nabízí kratší doby měření, vyšší kvalitu obrazu a nižší rizika pro testované objekty, zejména v bezpečnostně kritických aplikacích, jako je analýza vn baterií.
Nové dimenze ve výpočetní tomografii
Systém také otevírá širokou škálu dalších možných aplikací, jako je analýza vozidel pro nárazové testy, finální kontrola aditivně vyráběných komponentů či diagnostika materiálů u velkých součástí motorů. CT umožňuje také detailnější vhled do obsahu uzavřených přepravních jednotek, aniž je by bylo nutné otevírat. Pro enormní množství dat generovaných vysokoenergetickými CT skeny jsou ale potřeba nové algoritmy pro rychlou rekonstrukci a vyhodnocení 3D obrazů.
„Cílem výzkumníků není jen postavit měřicí přístroj, ale vytvořit celý ekosystém pro efektivní využití dat. Po uvedení GiantEye do provozu se trvale změní zajišťování kvality i vývoj produktů pro velké a složité systémy,“ řekl Alexander Ennen, vedoucí aplikačně specifických metod ve Fraunhofer IIS.
Josef Vališka
Foto: Fraunhofer IIS
45
