Progress in digital industrial radiology. Pt. 1, Radiographic techniques – film replacement and backscatter imaging

• Autorzy: Ewert U.

Warianty tytułu

PL

Postępy w cyfrowej radiologii przemysłowej. Cz. 1, Techniki radiograficzne - sukcesor błony i obrazowanie rozproszone wstecznie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Similar to the success story of digital photography a major upheaval has been observed in digital industrial radiology. This paper is split into 3 parts: Part 1: Film Replacement and Backscatter Imaging: Computed radiography with phosphor imaging plates substitutes film applications. Digital Detector Arrays enable an extraordinary increase of contrast sensitivity in comparison to film radiography. The increased sensitivity of digital detectors enables the efficient usage for dimensional measurements and functionality tests substituting manual maintenance. The digital measurement of wall thickness and corrosion status is state of the art in petrochemical industry. Photon counting and energy discriminating detectors are applied up to 300 kV and provide increased thickness dynamic and material discrimination by synchronously acquisition of images of the high and low energy part of the spectrum. X-ray back scatter techniques have been applied in safety and security relevant applications with single sided access of source and detector. First inspections of CFRP in aerospace industry were successfully conducted with newly designed back scatter cameras. Numeric modeling is used to design X-Ray optics and inspection scenarios as well as conducting RT training. Part 2: Computed tomography (CT) Part 3: Micro Radiography and Micro CT.

PL

Podobnie jak w przypadku fotografii cyfrowej tak i w cyfrowej radiografii przemysłowej nastąpiły poważne zmiany. Publikacja składa się z 3 części. Część 1.: Zastąpienie techniki analogowej i obrazowanie metodą rozproszenia wstecznego. Radiografia komputerowa z zastosowaniem ekranów luminoforowych (płyt obrazowych) zastępuje błony. Cyfrowe detektory radiograficzne DDA umożliwiają uzyskanie ponadprzeciętnego wzrostu czułości kontrastowej w stosunku do błony. Zwiększona czułość detektorów cyfrowych umożliwia wykorzystanie radiografii do określenia rozmiarów obiektów i przeprowadzenia testów funkcjonalnych, zastępując obsługę ręczną. Pomiar cyfrowy grubości ścianki i procesu korozji rozwinął się znacząco w przemyśle petrochemicznym. Detektory działające w trybie zliczania fotonów z dyskryminacją energetyczną, stosowane do 300 kV umożliwiają większą, dynamiczną rozróżnialność grubości i rodzaju materiału (akwizycja synchroniczna). Techniki związane z rozpraszaniem wstecznym promieniowania X zostały zastosowane w aplikacjach z dziedziny bezpieczeństwa i ochrony, w których źródło i detektor musiały znajdować się po tej samej stronie. Omawiane systemy obrazowania zostały również po raz pierwszy zastosowane do testowania kompozytów węglowych w przemyśle lotniczym. Modelowanie numeryczne zjawisk fizycznych związanych z radiografią jest wykorzystywane w projektowaniu optyki rentgenowskiej, opracowywaniu procedur kontroli materiałów i szkoleniach RT . Część 2: Tomografia komputerowa (CT) Część 3: Mikroradiografia i mikrotomografia komputerowa.

Słowa kluczowe

EN

digital radiography; computed tomography; laminography; imaging plates; digital detector arrays; photon counting detectors; back scatter; numeric modelling; CFRP; welding; corrosion

PL

radiografia cyfrowa; tomografia komputerowa; laminografia; płyty obrazowe; cyfrowe detektory radiograficzne; detektory zliczające fotony; rozpraszanie wsteczne; modelowanie numeryczne; CFRP; spawanie; korozja

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Badania Nieniszczące i Diagnostyka
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 1-2
• Strony: 37--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ewert U.

• BAM Bundesanstalt für Materialforschung und – prüfung, Germany

Bibliografia

• [1] U. Ewert, Advances in digital industrial radiology – new application areas beyond film radiography, review of progress in quantitative nondestructive evaluation, Colorado, USA 2012, Vol. 32A
• [2] D. Walter, U. Zscherpel, U. Ewert, Photon Counting and Energy Discriminating X-Ray Detectors - Benefits and Applications, 19th World Conference on ND Testing (WCNDT 2016), Germany, http://www.ndt.net/article/wcndt2016/papers/tu2b5.pdf
• [3] W. Heitler, The quantum theory of radiation, 3rd ed., Oxford University Press: London, 1954
• [4] Sanjeevareddy Kolkoori, Norma Wrobel, Uwe Zscherpel, Uwe Ewert, A new X-ray backscatter imaging technique for NDT of aerospace materials, NDT &E International 70 (2015) 41–52
• [5] U. Ewert, U. Zscherpel, K. Bavendiek, Strategies for Film Replacement in Radiography - a comparative study -, PANNDT 2007, 22nd-26th Oct. 2007, Buenos Aires, Argentina, http://www.ndt.net/article/panndt2007/papers/142.pdf
• [6] EU project “FilmFree”, reference number - FP7-SME-2007-1-GA-222240, http://www.filmfree.eu.com, 2005-2009
• [7] U. Zscherpel, U. Ewert, S. Infanzon, N. Rastkhan, P. R. Vaidya, I. Einav, S. Ekinci, Radiographic Evaluation of Corrosion and Deposits in Pipelines: Results of an IAEA Co-ordinated Research Programme, 9th European Conference on NDT Berlin, Proceedings, http://www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Mo.2.4.1.pdf
• [8] U. Zscherpel, Y. Onel and U. Ewert, Corrosion Inspection of Pipelines by Digital Industrial Radiology (DIR ), NDT net Publ., 2002, http://www.ndt.net/article/v07n02/zscherp/zscherp.htm
• [9] M. Turnbow, Impl. of Computed Radiography at Tennessee Valley Auth. Nuclear Power Plants, Present. at IAEA , Vienna, 2005
• [10] U. Ewert, Upheaval in Industrial Radiology, 8th European Conference on NDT – 2002 - Barcelona (Spain), June 17-21, 2002, Proceedings, http://www.ndt.net/article/ecndt02/414/414.htm
• [11] R. Venkatachalam, V. Manoharan, C. Raghu, V. Vedula, D. Mishra, Performance characterization of amorphous silicon digital detector arrays for gamma radiography, 12th A-PCNDT 2006 – Asia-Pacific Conference on NDT , 5th – 10th Nov 2006, Auckland, New Zealand, http://www.ndt.net/article/apcndt2006/papers/10.pdf
• [12] T. Schulman, Si, CdTe and CdZnTe radiation detectors for imaging applications, Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy, University of Helsinki, Finland on the 19th of June 2006
• [13] CdTe-DDA , ACRORAD , www.acrorad.co.jp/us/flatpanel01.html
• [14] CdTe-DDA , AJAT , http://www.ajat.fi/index.php?option=com_content&view=article&id=34&Itemid=43
• [15] Photon counting, energy discriminating detectors, www.widepix.cz/products/, medipix.web.cern.ch/medipix/, www.dectris.com/, www.esrf.eu/UsersAndScience/Experiments/CRG /BM02/detectors/xpad, www.ikts.fraunhofer.de/content/dam/ikts/kommunikation/publikationen/annual_reports/jb2015/23_L100_XRay_line_detector_for_fast_in-line_applications.pdf
• [16] M. Wermes, Pixel detectors for particle physics and imaging applications, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 512 (2003) 277–288
• [17] Photon counting detector for X-Ray applications until 300 kV: http://xcounter.com/
• [18] U. Ewert, B. Redmer, D. Walter, K. Thiessenhusen, C. Bellon, P. Nicholson, A. Clarke, K. Finke-Harkonen, J. Scharfschwerdt, K. Rohde, X-Ray Tomographic In-Service-Testing of Circumferential Pipe Welds - The European Project TomoWELD, 19th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT 2016), 13-17 June 2016 in Munich, Germany, http://www.ndt.net/article/wcndt2016/papers/we3d5.pdf
• [19] C. Ullberg, M. Urech, et al., “Measurement of a Dual-Energy Fast Photon Counting CdTe Detector with integrated Charge Sharing Correction”, Proc. SPIE 8668, Med. Imaging 2013
• [20] M. Tartare, V. Rebuffel, et al., „Dual and Multi-energy Radiography for CFRP Composites Inspection “; Proc. 11th ECNDT , 2014, Prague, Proceedings http://www.ndt.net/events/ECNDT 2014/app/content/Paper/424_Rebuffel_Rev1.pdf.
• [21] L. Lehmann, R. E. Alvarez, “Generalized image combinations in dual KVP digital radiography”, Med. Phys. 8(5), 659 – 667, 1981.
• [22] U. Ewert, U. Zscherpel, K. Heyne, M. Jechow, K. Bavendiek, Image Quality in Digital Industrial Radiology, Materials Evaluation, Vol. 70, No.8, pp 955-964.
• [23] K. Bavendiek, U. Heike, W. D. Meade, U. Zscherpel, U. Ewert, “New Digital Radiography Procedure Exceeds Film Sensitivity Considerably in Aerospace Applications” 9th ECNDT , Berlin, NDT .NET , www.ndt.net/article/ecndt2006/doc/Th.3.2.1.pdf.
• [24] W. Heitler, The quantum theory of radiation, 3rd ed., Oxford University Press: London, 1954.
• [25] Lou Wainwright, Three Different Approaches to Bx Imaging, presentationat NASA 2/29/12, https://www.nasa.gov/sites/default/files/files/628343main_4A-1Wainwright.pdf.
• [26] R. H. Bossi, K. D. Friddell, and J.M. Nelson, “Backscatter X-ray Imaging,” Mater Eval, vol. 46, pp. 1462-67, 1988.
• [27] H. Strecker, “Scatter imag. of aluminum castings using an X-ray fan beam and a pinhole camera,” Mat. Eval., (40), 1050-1056, 1982.
• [28] G. Harding, J. Kosanetzky, “Scattered X-ray Beam Nondestructive Testing,” Nucl Insrum Meth A, vol. 280, pp. 517-28, 1989.
• [29] G. Harding, E. Harding, “Compton scatter imaging: A tool for hist. exploration,” Appl Radiat Isotopes, vol. 68, pp. 993-1005, 2010.
• [30] Backscatter systems of NUCSAFE, http://www.nucsafe.com/cms/Backscatter+Radiography/79.html
• [31] Volodymyr Romanov, Victor Grubsky, Eric Burke, Compton Imaging Tomography for NDE of Spacecraft Thermal Protection Systems, 43rd Review of QNDE , July 17th-22nd, Atlanta, GA , USA , under publication.
• [32] Sanjeevareddy Kolkoori, Norma Wrobel, Uwe Zscherpel, Uwe Ewert, A new X- ray backscatter imaging technique for non-destructive testing, of aerospace materials, NDT &E International 70 (2015) 41–52.
• [33] S. Kolkoori, N. Wrobel, K. Osterloh, U. Zscherpel, and U. Ewert, “Novel X-ray backscatter technique for detection of dangerous materials: Application to aviation and port security,” J Instrum, vol. 8, pp. 1-18, 2013.
• [34] K. Osterloh, U. Ewert, and H.J. Knischek, Blende fur eine bildgebende Einrichtung, Patent DE 10 2005 029 674. 2008, Germany
• [35] S. Kolkoori, N. Wrobel, U. Zscherpel, U. Ewert, New X-ray Backscatter Imaging Technique for Nondestructive Testing of Aerospace Components, 11th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT 2014), Prague 2010, Oct 6-11, presentation, http://www.ndt.net/events/ECNDT 2014/app/content/Paper/150_Kolkoori.pdf.
• [36] Frank Wieder, Uwe Ewert, Carsten Bellon, Gerd-Rudiger Jaenisch, Justus Vogel, A novel multi slit x-ray backscatter camera based on synthetic aperture focusing, 43rd Review of QNDE , July 17th-22nd, Atlanta, GA, USA, under publication.
• [37] G. Jaenisch, S. Kolkoori, C. Bellon, Quantitative Simulation of Back Scatter X-ray Imaging and Comparison to Experiments, 19th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT 2016), 13-17 June 2016 in Munich, Germany, http://www.ndt.net/article/wcndt2016/papers/we3g4.pdf.
• [38] Modelling software package CIVA , http://www-civa.cea.fr/en/.
• [39] Modelling software package aRT ist, http://www.artist.bam.de/.
• [40] Modelling software package XRSI M, http://www.artist.bam.de/.
• [41] Modelling software package Scorpius XLab, http://www.vision.fraunhofer.de/de/technologien-anwendungen/projekte/roentgentechnik/scorpius.html.
• [42] C. Bellon, G. Jaenisch, A. Deresch, Combining Analytical and Monte Carlo Modelling for Industrial Radiology, 19th World Conf. on NDT (WCNDT 2016), Munich, Germany, www.ndt.net/article/wcndt2016/papers/fr1h1.pdf.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).