TY - GEN A1 - Schumacher, David A1 - Hohendorf, Stefan T1 - How does a Moka Pot work? 2D X-Ray video gives insights! N2 - This sequence of X-Ray images shows how one of the most common Italian moka pots actually work! The sequence starts with a completely prepared moka pot (water in the bottom part, coffee in the middle and hot plate on). During the process the water starts to boil and the steam pressure pushes the hot water through the coffee into the bassin at the top of the pot. This video sequence and additional explanations can also be found on Wikipedia. KW - X-Ray KW - Moka Pot KW - Coffee KW - Radiography KW - Espressokanne PY - 2022 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.7003489 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-55558 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schumacher, David A1 - Waske, Anja T1 - XCT data of metallic feedstock powder with pore size analysis N2 - X-Ray computed tomography (XCT) scan of 11 individual metallic powder particles, made of (Mn,Fe)2(P,Si) alloy. The data set consists of 4 single XCT scans which have been stitched together [3] after reconstruction. The powder material is an (Mn,Fe)2(P,Si) alloy with an average density of 6.4 g/cm³. The particle size range is about 100 - 150 µm with equivalent pore diameters up to 75 µm. The powder and the metallic alloy are described in detail in [1, 2]. KW - Additive Manufacturing KW - Feedstock powder KW - Powder Characterization KW - X-Ray Computed Tomography PY - 2022 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.5796487 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-55556 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Neue Normentwürfe für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Makro-, Mikro- und Nanometerbereich für Hersteller und Anwender N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren im Bereich von 100 nm bis 10 mm entwickelt, welche die Grundlage für die Erarbeitung mehrerer Normentwürfe bilden. Diese werden 2022 parallel bei ISO TC 135 (NDT) SC 5 (RT) und CEN TC 138 (NDT) WG 1 (RT) eingereicht. Entsprechende Normen werden auch bei ASTM vorgestellt. Die Norm EN 12543-4 (Kantenmethode) wird umgeschrieben für die Messung von Brennflecken von 1 μm – 10 mm durch Auswertung von Loch- oder Scheibenaufnahmen. Der im Rahmen des NanoXSpot-Projektes neu entwickelte NxS-Testkörper ist geeignet für den Bereich von 1 μm – 100 μm. Von 100 μm bis 10 mm können ASTM-Lochtestkörper verwendet werden, die bereits bei ASTM E 1165 beschrieben sind. Neu ist die Anwendung eines CT-Algorithmus zur Rekonstruktion der Brennflecke, um Lochblenden-basierte Brennfleckkameras, insbesondere im Bereich unter 100 μm, zu ersetzen. Ein neuer Normteil, EN 12543-6, wurde entworfen, um die Brennfleckmessung im Bereich 100 nm – 20 μm mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Verschiedene Strichgruppen-Testkörper kommen hier zum Einsatz. Das sind die JIMAPrüfkörper, ein neuer Hochkontrast-Strichgruppentestkörper von YXLON (HiCo) und der neu entwickelte Testkörper NxS. Diese werden vorgestellt. Die Messprozedur für Röhrenhersteller wird auf einer numerischen Fit-Prozedur basieren, die über einen Ringversuch im Projekt validiert wurde. Beide Normen benötigen numerische Auswertealgorithmen zur korrekten Anwendung, die als kommerzielle Software und Public Domain – Software verfügbar gemacht werden. Es wird über die zu erwartenden Standardprozeduren und die erforderliche Hardware zur Anwendung der Normen informiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Normung PY - 2022 AN - OPUS4-56100 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Neue Normentwürfe für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Makro-, Mikro- und Nanometerbereich für Hersteller und Anwender N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren im Bereich von 100 nm bis 10 mm entwickelt, welche die Grundlage für die Erarbeitung mehrerer Normentwürfe bilden. Diese werden 2022 parallel bei ISO TC 135 (NDT) SC 5 (RT) und CEN TC 138 (NDT) WG 1 (RT) eingereicht. Entsprechende Normen werden auch bei ASTM vorgestellt. Die Norm EN 12543-4 (Kantenmethode) wird umgeschrieben für die Messung von Brennflecken von 1 μm – 10 mm durch Auswertung von Loch- oder Scheibenaufnahmen. Der im Rahmen des NanoXSpot-Projektes neu entwickelte NxS-Testkörper ist geeignet für den Bereich von 1 μm – 100 μm. Von 100 μm bis 10 mm können ASTM-Lochtestkörper verwendet werden, die bereits bei ASTM E 1165 beschrieben sind. Neu ist die Anwendung eines CT-Algorithmus zur Rekonstruktion der Brennflecke, um Lochblenden-basierte Brennfleckkameras, insbesondere im Bereich unter 100 μm, zu ersetzen. Ein neuer Normteil, EN 12543-6, wurde entworfen, um die Brennfleckmessung im Bereich 100 nm – 20 μm mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Verschiedene Strichgruppen-Testkörper kommen hier zum Einsatz. Das sind die JIMAPrüfkörper, ein neuer Hochkontrast-Strichgruppentestkörper von YXLON (HiCo) und der neu entwickelte Testkörper NxS. Diese werden vorgestellt. Die Messprozedur für Röhrenhersteller wird auf einer numerischen Fit-Prozedur basieren, die über einen Ringversuch im Projekt validiert wurde. Beide Normen benötigen numerische Auswertealgorithmen zur korrekten Anwendung, die als kommerzielle Software und Public Domain – Software verfügbar gemacht werden. Es wird über die zu erwartenden Standardprozeduren und die erforderliche Hardware zur Anwendung der Normen informiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Normung PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561029 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-56102 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, U. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Sofiienko, A. A1 - Steffen, J. P. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Ringversuch zur Untersuchung der neu entwickelten Methoden für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Mikro- und Nanometerbereich N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-Ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren mit Submikrometerauflösung (100 nm – 20 μm) entwickelt, die die Grundlage für die Erarbeitung eines Standardentwurfes bilden. Der Standardentwurf wird bei CEN TC 138 (Non-destructive testing) WG 1 (Radiographic testing) eingereicht und mit ISO und ASTM harmonisiert. Zur Untersuchung der entwickelten Methoden (Brennfleck-CT, Fit-Prozedur für Strichgruppenkörper) und des im Projekt NanoXSpot neu entworfenen Testkörpers, NxS, wurde ein Ringversuch durchgeführt. Dabei wurde sowohl der angestrebte Überlappungsbereich mit EN 12543 Teil 5 (Messung der effektiven Brennfleckgröße von Mini- und Mikrofokus-Röntgenröhren) und ASTM E 2903 (Standard Test Method for Measurement of the Effective Focal Spot Size of Mini and Micro Focus X-ray Tubes) für Brennflecke >5 μm als auch Brennflecke <5 μm untersucht. Im Mittelpunkt standen dabei Stabilität und Wiederholbarkeit der entwickelten Methoden zur Bestimmung der Brennfleckgröße. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse des durchgeführten Ringversuches vorgestellt und diskutiert, um Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die Vorbereitung eines erweiterten Ringversuchs mit Partnern und Stakeholdern abzuleiten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Brennfleckmessung KW - Computer-Tomografie KW - EMPIR KW - Normung PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561037 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56103 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Zscherpel, U. A1 - Deresch, A. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. T1 - Schnelle Messung und tomographische Rekonstruktion von Brennflecken < 5 μm durch Aufnahmen strukturierter Prüfkörper N2 - Im Europäischen EMPIR-Projekt „NanoXSpot“ (Measurement of the focal spot size of Xray tubes with spot sizes down to 100 nm) werden neue Messmethoden für Brennflecke von Röntgenröhren entwickelt. Teil des Projektes ist die Entwicklung eines zur Lochkameramethode äquivalenten Messverfahrens für kleine Brennflecke. ASTM E 1165-20, Annex A, beschreibt die Bestimmung von Brennfleckgrößen aus Kantenprofilen von Lochaufnahmen für Röntgenröhren mit Brennflecken > 50 μm. Es wurde bereits vorgeschlagen über die Analyse der richtungsabhängigen Kantenunschärfe einer Lochblende und anschließender CT-Rekonstruktion die Intensitätsverteilung des Brennflecks äquivalent zur Lochkameraaufnahme zu berechnen. Die Lochkameramethode, wie in EN 12543-2 und ASTM E 1165-20 beschrieben, ist im unteren Größenbereich für Mikrofokusröhren nicht geeignet, da Pinholes < 10 μm schwer zu fertigen sind und lange Belichtungszeiten erwartet werden. Mit Hilfe exakt gefertigter Lochblenden sowie strukturierter Targets mit konvergierenden Strukturen wird der Bereich mit der Single-Shot-CT-Methode auf die Messung von Mikrofokusröhren, alternativ zur Vermessung von Kanten oder Strichgruppenkörpern, erweitert. Die rekonstruierten Brennfleckformen werden mit Kantenund Lochkameraaufnahmen quantitativ verglichen, um die Messgenauigkeit zu bewerten. Außerdem werden CNR und Messzeit bestimmt, um die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zu bewerten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Prüfkörper KW - Rekonstruktion PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561846 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56184 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David T1 - Properties and application areas of photon counting and energy resolving digital detector arrays N2 - Since a few years the direct detection of X-ray photons into electrical signals is allowed by usage of highly absorbing photo conducting materials (e.g. CdTe) as detection layer of an underlying CMOS semiconductor X-ray detector. NDT energies up to 400 keV are today also possible. The image sharpness and absorption efficiency is improved by the replacement of the unsharp scintillation layer (as used at indirect detectors) with a photo conducting layer of much higher thickness and a high voltage across it. If the read-out speed is high enough (ca. 50 – 100 ns dead time) single X-ray photons can be counted and their energy measured. Read-out noise and dark image correction can be avoided. By definition of energy thresholds selected energy ranges of the X-ray spectrum can be detected or also suppressed. This allows material discrimination by dual-energy technique or the reduction of image contributions from scattered radiation, which results in an enhanced contrast sensitivity. To use these advantages in an effective way, a special calibration procedure has to be developed, which considers also time dependent processes in the detection layer. This contribution presents some of these new properties of direct converting DDAs in comparison to the conventional indirect converting detectors for fiber composites and thick walled steel pipes (up to 35 mm wall thickness). Possible new application areas of NDT will be discussed for material discrimination especially within fiber reinforced composites (e.g. CFRC und GFRC). T2 - Digital Industrial Radiology and Computed Tomography CY - Ghent, Belgium DA - 22.06.2015 KW - Dual-energy KW - Photon counting KW - Multi-energy KW - Radiographic Testing (RT) KW - Direct detection PY - 2015 UR - http://www.ndt.net/events/DIR2015/app/content/Slides/92_Zscherpel.pdf N1 - Geburtsname von Schumacher, David: Walter, D. - Birth name of Schumacher, David: Walter, D. AN - OPUS4-36576 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Recent developments of photon counting and energy discriminating detectors for radiographic imaging N2 - The direct detection of X-ray photons into electrical signals is enabled by usage of highly absorbing photo conducting materials (e.g. CdTe) as detection layer of an underlying CMOS semiconductor X-ray image detector. If the read-out speed is high enough (ca. 50 - 100 ns dead time) single X-ray photons can be counted and their energy measured. Read-out noise and dark image correction can be diminished. By setting energy thresholds, selected energy ranges of the X-ray spectrum can be detected or suppressed. This allows material discrimination or reduction of scattered radiation, which results in an enhanced contrast sensitivity. T2 - Far East NDT New Technology & Application Forum (FENDT) CY - Xi'an, China DA - 22.06.2017 KW - Industrial X-ray imaging KW - Photon counting KW - Energy discrimination KW - Dual energy imaging KW - Direct detection PY - 2018 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/8584559 SN - 978-1-5386-1615-4 DO - https://doi.org/10.1109/FENDT.2017.8584559 VL - 2017 SP - 281 EP - 285 PB - IEEE Xplore AN - OPUS4-47175 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hakim, I. A1 - Schumacher, David A1 - Sundar, V. A1 - Donaldson, S. A1 - Creuz, A. A1 - Schneider, R. A1 - Keller, J. A1 - Browning, C. A1 - May, D. A1 - Abo Ras, M. A1 - Meyendorf, N. ED - Chimenti, D. E. ED - Bond, L. J. T1 - Volume imaging NDE and serial sectioning of carbon fiber composites N2 - A composite material is a combination of two or more materials with very different mechanical, thermal and electrical properties. The various forms of composite materials, due to their high material properties, are widely used as structural materials in the aviation, space, marine, automobile, and sports industries. However, some defects like voids, delamination, or inhomogeneous fiber distribution that form during the fabricating processes of composites can seriously affect the mechanical properties of the composite material. In this study, several imaging NDE techniques such as: thermography, high frequency eddy current, ultrasonic, x-ray radiography, x-ray laminography, and high resolution x-ray CT were conducted to characterize the microstructure of carbon fiber composites. Then, a 3D analysis was implemented by the destructive technique of serial sectioning for the same sample tested by the NDE methods. To better analyze the results of this work and extract a clear volume image for all features and defects contained in the composite material, an intensive comparison was conducted among hundreds of 3D-NDE and multi serial sections’ scan images showing the microstructure variation. T2 - 44TH ANNUAL REVIEW OF PROGRESS IN QUANTITATIVE NONDESTRUCTIVE EVALUATION CY - Provo, Utah, USA DA - 16.07.2017 KW - Carbon fiber reinforced polymers KW - Non-destructive testing KW - Thermography KW - Eddy current KW - Ultrasound KW - X-ray radiography KW - X-ray laminography KW - X-ray computed tomography KW - Serial sectioning PY - 2018 DO - https://doi.org/10.1063/1.5031590 VL - 1949 SP - 120003-1 EP - 120003-10 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-45173 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Schumacher, David A1 - Sharma, R. A1 - Grager, J.-C. A1 - Schrapp, M. T1 - Scatter and beam hardening reduction in industrial computed tomography using photon counting detectors N2 - Photon counting detectors (PCD) offer new possibilities for x-ray micro computed tomography (CT) in the field of non-destructive testing. For large and/or dense objects with high atomic numbers the problem of scattered radiation and beam hardening severely influences the image quality. This work shows that using an energy discriminating PCD based on CdTe allows to address these problems by intrinsically reducing both the influence of scattering and beam hardening. Based on 2D-radiographic measurements it is shown that by energy thresholding the influence of scattered radiation can be reduced by up to in case of a PCD compared to a conventional energy-integrating detector (EID). To demonstrate the capabilities of a PCD in reducing beam hardening, cupping artefacts are analyzed quantitatively. The PCD results show that the higher the energy threshold is set, the lower the cupping effect emerges. But since numerous beam hardening correction algorithms exist, the results of the PCD are compared to EID results corrected by common techniques. Nevertheless, the highest energy thresholds yield lower cupping artefacts than any of the applied correction algorithms. As an example of a potential industrial CT application, a turbine blade is investigated by CT. The inner structure of the turbine blade allows for comparing the image quality between PCD and EID in terms of absolute contrast, as well as normalized signal-to-noise and contrast-to-noise ratio. Where the absolute contrast can be improved by raising the energy thresholds of the PCD, it is found that due to lower statistics the normalized contrast-to-noise-ratio could not be improved compared to the EID. These results might change to the contrary when discarding pre-filtering of the x-ray spectra and thus allowing more low-energy photons to reach the detectors. Despite still being in the early phase in technological progress, PCDs already allow to improve CT image quality compared to conventional detectors in terms of scatter and beam hardening reduction. KW - X-ray computed tomography KW - Photon counting detector KW - CdTe sensor KW - Non-destructive testing KW - Beam hardening KW - Scattered radiation PY - 2018 UR - http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6501/aabef7/meta DO - https://doi.org/10.1088/1361-6501/aabef7 SN - 1361-6501 VL - 29 IS - 7 SP - 075101, 1 EP - 12 PB - IOP Publishing CY - Bristol, UK AN - OPUS4-44959 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David A1 - Meyendorf, N. A1 - Hakim, I. A1 - Ewert, Uwe ED - Chimenti, D. E. ED - Bond, L. J. T1 - Defect recognition in CFRP components using various NDT methods within a smart manufacturing process N2 - The manufacturing process of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) components is gaining a more and more significant role when looking at the increasing amount of CFRPs used in industries today. The monitoring of the manufacturing process and hence the reliability of the manufactured products, is one of the major challenges we need to face in the near future. Common defects which arise during manufacturing process are e.g. porosity and voids which may lead to delaminations during operation and under load. To find irregularities and classify them as possible defects in an early stage of the manufacturing process is of high importance for the safety and reliability of the finished products, as well as of significant impact from an economical point of view. In this study we compare various NDT methods which were applied to similar CFRP laminate samples in order to detect and characterize regions of defective volume. Besides ultrasound, thermography and eddy current, different X-ray methods like radiography, laminography and computed tomography are used to investigate the samples. These methods are compared with the intention to evaluate their capability to reliably detect and characterize defective volume. Beyond the detection and evaluation of defects, we also investigate possibilities to combine various NDT methods within a smart manufacturing process in which the decision which method shall be applied is inherent within the process. Is it possible to design an in-line or at-line testing process which can recognize defects reliably and reduce testing time and costs? This study aims to show up opportunities of designing a smart NDT process synchronized to the production based on the concepts of smart production (Industry 4.0). A set of defective CFRP laminate samples and different NDT methods were used to demonstrate how effective defects are recognized and how communication between interconnected NDT sensors and the manufacturing process could be organized. T2 - 44TH ANNUAL REVIEW OF PROGRESS IN QUANTITATIVE NONDESTRUCTIVE EVALUATION CY - Provo, Utah, USA DA - 16.07.2017 KW - Carbon fiber reinforced polymers KW - Non-destructive testing KW - Smart industry (4.0) KW - Ultrasound KW - Laminography KW - Serial sectioning KW - Computed tompgraphy PY - 2018 SN - 978-0-7354-1644-4 DO - https://doi.org/10.1063/1.5031521 SN - 0094-243X VL - 1949 SP - UNSP 020024, 1 EP - 11 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-44773 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -