TY - JOUR A1 - Silva, W. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, U. A1 - Lopes, R. T1 - Analysis of angular dependent spatial frequency response of Digital Coplanar Translational Laminography N2 - Digital Coplanar Translational Laminography (CTL) is a radiographic imaging technique that permits the visualization of structural details and discontinuities in the object of interest after 3D reconstruction from multiple projections. This technique becomes quite competitive regarding to computed tomography in situations of arrangements in which no complete rotation of the X-ray source - detector system around the object of interest is accessible or in cases where the part to be inspected has a high geometric asymmetry. The literature does not show many studies about image quality for different laminographic reconstructions and scan geometries. Different methodologies for measuring the Modulation Transfer Function (MTF) as a key image quality parameter for the aforementioned technique are applied. The MTF was measured using different approaches, presampled MTF or sampled MTF, both based on the Fourier Transform-Magnitude Spectrum or the square wave MTF using line pattern gauges. A sample known as Siemens Star with a converging line pattern was used to measure the circular square wave MTF. This circular MTF provides information on the direction dependent contrast transfer related to the measurement conditions, the reconstruction algorithms and the translational scan direction. For this purpose, several MTF measurements were performed in multiple angular directions. Beyond it, reconstructions were performed using different algorithms (Filtered Shifted Average) and an iterative one (MART – Multiplicative Algebraic Reconstruction Technique). Image quality analysis were done for both reconstruction methods. MART showed an image quality improvement for challenging conditions for laminographic arrangements, such as for a low number of projections (down to 25 for this study, considered as limited view, limited angle reconstruction). Additionally, a Gadolinium gauge with parallel line patterns within a range from 10 μm to 1000 μm was used to compare the square wave MTF with the sine MTFs, measured by the different techniques mentioned above. The results show that the MTF techniques presented are equivalent in this study. The results obtained for this Gadolinium plate showed a good agreement between MTF10% and SRb image measurements. The methodology presented here is used for the characterization of the frequency dependent spatial resolution of measurements obtained from different laminographic reconstruction techniques and scan geometries. Finally, from the acquisitions and reconstructions obtained with the Siemens Star, cross laminographic images were calculated in order to improve the direction dependent sensitivity. The results showed a better detectability for cross laminographic images in comparison to unidirectional coplanar translational laminographic images covering dead zones. KW - Laminography KW - Image quality KW - Modulation transfer function KW - Cross laminography KW - Reconstruction algorithms PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2021.102546 SN - 0963-8695 VL - 124 SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam AN - OPUS4-53845 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Silva, W. A1 - Lopes, R. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Meinel, Dietmar A1 - Ewert, Uwe T1 - X-ray imaging techniques for inspection of composite pipelines N2 - The literature has shown that the application of laminography provides advantages as 3D radiographic imaging with depth information for in house and mobile testing. This permits to distinguish between overlapping indications, measure the extension along radiation direction and classify indications as surface open or subsurface ones as required in critical engineering assessment. This work provides a comparative study and measurements of the three techniques Digital Radiography (DR) with Digital Detector Arrays (DDA), Coplanar Translational Laminography (CTL) and Computed Tomography (CT), applied for composite pipeline inspection. It is demonstrated that CTL and CT provide advantages for the evaluation of pipe-to-pipe connections and the evaluation of adhesive applications. They show indications of discontinuities with higher contrast sensitivity than radiography. Beyond it, two specimen, namely Phantom 1 and Phantom 2, were developed and manufactured by additive manufacturing to analyze the preferential detection sensitivity and the direction of features and depth information for laminographic measurements. Another goal was to show the laminographic capabilities to distinguish between overlapping discontinuities. CTL is especially suitable for mobile inspection. Special glass fiber reinforced polymer samples (GRP) were manufactured for further analysis and comparisons between the abovementioned techniques. Finally, Phantoms 1 and 2 show the capability of laminography to detect overlapping indications and also show that discontinuities oriented perpendicular to the scan direction have the highest contrast sensitivity for laminographic measurements. KW - Digital Radiography KW - Laminography KW - Computed Tomography KW - Composite Pipes KW - Image Quality PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.micron.2021.103033 SN - 0968-4328 VL - 145 SP - 103033 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-52415 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eckel, S. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Huthwaite, P. A1 - Paul, N. A1 - Schumm, A. T1 - Radiographic film system classification and noise characterisation by a camera-based digitisation procedure N2 - Extracting statistical characteristics from radiographic films is vital for film system classification and contrast sensitivity evaluation and serves as a basis for film noise simulation. A new method for digitising radiographic films in order to extract these characteristics is presented. The method consists of a camera-based setup and image processing procedure to digitise films. Correct optical density values and granularity can be extracted from the digitised images, which are equal to results obtained by standardised measurement procedures. Specific statistical characteristics of film noise are theoretically derived and subsequently verified by the obtained data, including characteristics such as Gaussianity and spatial spectral characteristics of the optical density fluctuations. It is shown that the presented method correctly measures the granularity of film noise and can therefore replace time-consuming microdensitometer measurements traditionally required for film system classifications. Additionally, the inherent unsharpness of film systems was investigated and compared with literature data. This comparison serves as another validation approach of the presented method. KW - Radiography KW - Image processing KW - Film noise KW - Film system classification KW - Digitisation PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2020.102241 SN - 0963-8695 VL - 111 IS - 4 SP - 102241 PB - Elsevier Ltd. CY - Amsterdam AN - OPUS4-50517 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Eckel, S. A1 - Huthwaite, P. A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Schumm, A. A1 - Paul, N. T1 - Realistic film noise generation based on experimental noise spectra N2 - Generating 2D noise with local, space-varying spectral characteristics is vital where random noise fields with spatially heterogeneous statistical properties are observed and need to be simulated. A realistic, non-stationary noise generator relying on experimental data is presented. That generator is desired in areas such as photography and radiography. For example, before performing actual X-ray imaging in practice, output images are simulated to assess and improve setups. For that purpose, realistic film noise modelling is crucial because noise downgrades the detectability of visual signals. The presented film noise synthesiser improves the realism and value of radiographic simulations significantly, allowing more realistic assessments of radiographic test setups. The method respects space-varying spectral characteristics and probability distributions, locally simulating noise with realistic granularity and contrast. The benefits of this approach are to respect the correlation between noise and image as well as internal correlation, the fast generation of any number of unique noise samples, the exploitation of real experimental data, and its statistical non-stationarity. The combination of these benefits is not available in existing work. Validation of the new technique was undertaken in the field of industrial radiography. While applied to that field here, the technique is general and can also be utilised in any other field where the generation of 2D noise with local, space-varying statistical properties is necessary. KW - Nondestructive testing KW - Image quality KW - Noise simulation KW - Radiography PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1109/TIP.2019.2955284 SN - 1057-7149 VL - 29 SP - 2987 EP - 2998 PB - IEEE Xplore CY - Washington, D.C. AN - OPUS4-50518 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Gollwitzer, Christian A1 - Kupsch, Andreas A1 - Léonard, Fabien A1 - Müller, Bernd R. A1 - Oesch, Tyler A1 - Onel, Yener A1 - Thiede, Tobias A1 - Zscherpel, Uwe ED - Puente León, F. ED - Zagar, B. T1 - Moderne Methoden der CT-gestützten Strukturanalyse T1 - Modern techniques of CT based structure analysis N2 - Durch den großflächigen Einsatz der Computertomographie (CT) in unterschiedlichen Industriebereichen steigen auch die Anforderungen an die quantitative Bildanalyse. Subjektive Bildwahrnehmung muss durch objektive Algorithmen ersetzt werden. In diesem Artikel stellt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), die seit den 1980er Jahren an der Entwicklung der industriellen CT beteiligt ist, anhand ausgewählter Beispiele den aktuellen Stand ihrer Analysemethoden an verschiedenen Anwendungsbeispielen der CT vor. N2 - The increasing use of computed tomography (CT) in various industrial sectors requires more sophisticated techniques of quantitative image analysis. Subjective image perception needs to be replaced by objective algorithms. The German Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM) has been involved in the development of industrial CT since the 1980s. This paper summarizes the current status of quantitative 3D image analysis techniques based on selected examples. KW - Computed tomography KW - Computertomographie KW - Röntgen-Refraktion KW - X-Ray refraction KW - Schadensanalyse KW - Damage analysis KW - Normung KW - standardization PY - 2020 DO - https://doi.org/10.1515/teme-2019-0125 SN - 0171-8096 SN - 2196-7113 VL - 87 IS - 2 SP - 81 EP - 91 PB - de Gruyter CY - Berlin AN - OPUS4-50337 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe T1 - Neues aus der BAM 2019 N2 - Neuentwicklungen im Fachbereich 8.3 "Radiologische Verfahren" der BAM T2 - BHGE Field Radiography Days 2019 CY - Ahrensburg, Germany DA - 03.09.2019 KW - Industrielle Radiographie KW - Zerstörungsfreie Prüfung PY - 2019 AN - OPUS4-50522 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe T1 - Neue Trends bei Photonen zählenden und Energie auflösenden Detektoren N2 - Die Technologie der hybriden Teilchen (oder Photonen) zählenden Bilddetektoren wurde seit mehr als 2 Jahrzehnten durch Institutionen wie das CERN (MediPix-/ TimePix-Chips) oder das Paul-Scherrer-Institut (Pilatus-/ Eiger-Chips) entwickelt. Die Ursprünge dieser Technologie kommen aus der Hochenergie-Physik mit ihren Beschleuniger-basierten Experimenten, bei denen ein zuverlässiger und rauschfreier Nachweis jedes ionisierten Teilchens gefordert wird. Eine Energieauflösung wird ebenfalls oft verlangr. Das ist auch in der klassischen Radiographie von Nutzen, so wurden diese Detektoren auch dafür optimiert. Neueste Photonen zählenden Detektoren besitzen folgende exzellenten Bildeigenschaften: rauschfreie Photonen-Detektion in einem hohen Dynamikbereich (SNR >2500 erreichbar), hohe räumliche Auflösung (bis zu 10 µm Pixelgröße), Energieschwellen bis zur vollen spektralen Auflösung und eine sehr hohe Geschwindigkeit (bis zu Tausenden Bildern pro Sekunde). Diese hybriden Detektoren können mit hochabsorbierenden Sensorschichten aus CdTe, CZT oder GaAs bestückt werden, um bildgebende Anwendungen mit Gamma- oder harten Röntgenstrahlen zu realisieren, in denen bisher Szintillator basierende Bilddetektoren dominierten (z.B. für NDT, SPECT, PET). Im Beitrag wird der erste wirklich große Photonen zählende Detektor mit CdTe und einer lückenlosen Detektionsfläche, die aus einer theoretisch unbegrenzten Anzahl von MediPix-/ TimePix-Modulen besteht, gezeigt. Die erste kommerzielle Version eines solchen Detektors hat eine Fläche von 7cm x7cm, 1,6 Megapixel und erfüllt die Anforderungen der Prüfklasse „B“ in der industriellen Radiographie. Die Energie auflösenden Fähigkeiten dieses Detektors erlauben eine „Farb-Radiographie“, in der verschiedene Materialien in verschiedene Farben dargestellt werden. Der 2. Teil dieses Beitrags stellt einen voll spektral auflösenden Gamma- und Röntgen-Bilddetektor mit dickem CdTe und 2,4 Megapixel vor, der auf TimePix3-Chips basiert und eine sehr hohe Ortsauflösung von ~10 µm erreicht. Die hohe Zeitauflösung von TimePix3 wird mit großem Nutzen für eine substantielle Verbesserung der erhaltenen Bilder und Spektren zur Unterdrückung interner Fluoreszenzstrahlung sowie Comptonstreuungsanteilen, die die Bildinformation verschmieren, verwendet. T2 - 18. Seminar der DGZfP zu aktuellen Fragen der Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes CY - Kassel, Germany DA - 28.03.2019 KW - Radiographische Prüfung KW - Direktumwandelnde Detektoren KW - Energieauflösende Detektoren PY - 2019 AN - OPUS4-50528 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe T1 - Status of Digital RT Education in Germany considering ISO 9712:2012, the IAEA guidline on DIR and ISO/TS 25107.2:2019 N2 - Status Report on education of personnel for radiographic testing in Germany according to ISO 9712:2012, the IAEA Guideline and ISO/TS 25107 T2 - Seminar NDT Niva 3-Personell CY - Oslo, Norway DA - 11.11.2019 KW - Nondestructive Testing KW - Radiographic Testing KW - Personnel Education KW - Status in Germany KW - Requirements of Standards PY - 2019 AN - OPUS4-50527 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe A1 - Ewert, Uwe T1 - Digitale industrielle Radiographie im Anlagenbau N2 - Der Ersatz von Röntgenfilmen durch digitale Detektoren in der Zerstörungsfreien Prüfung im Anlagenbau wird seit 2013 durch neue ISO-Normen unterstützt. Nach der Erfolgsgeschichte der digitalen Photographie und der fast vollständigen Ablösung der Filmtechnik in der optischen Bilderfassung wird erwartet, dass sich der Übergang von der Filmradiographie zur digitalen Radiographie schnell vollzieht. Dieser Trend ist derzeit so noch nicht zu beobachten. Zur mobilen Prüfung wird in Europa immer noch vorrangig die Filmradiographie und nur teilweise die Computerradiographie mit Speicherfolien eingesetzt. Im Bereich der stationären Prüftechnik haben sich die Matrixdetektoren (DDA) weitgehend durchgesetzt, wobei es auch hier noch alternative Detektoren wie Bildverstärker und Fluoroskope gibt. Mit Einführung der DIN EN ISO 17636-2 zur Schweißnahtprüfung wird seit 2013 erstmalig geregelt, wie man einen digitalen Detektor für die technische Radiographie auswählen soll, um im Vergleich zur Filmradiographie eine äquivalente Bildqualität zu erhalten. Essentielle Parameter bestimmen, ob die geforderte Bildgüte (Fehlernachweißempfindlichkeit) erreicht wird. Ein Überblick zeigt, welche Parameter für den praktischen Einsatz wichtig sind und wie sie ermittelt werden. Praktische Einsatzbeispiele im Anlagenbau werden diskutiert. T2 - 47. Sondertagung: Schweißen im Anlagen- und Behälterbau CY - Munich, Germany DA - 19.02.2019 KW - Industrielle Radiographie KW - Digitaler Filmersatz KW - Stand der Normung KW - Bildqualitätsnachweis PY - 2019 SN - 978-3-96144-055-9 VL - 350 SP - 19 EP - 22 PB - DVS Media CY - Düsseldorf AN - OPUS4-50526 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Zscherpel, Uwe T1 - Digitale industrielle Rdiographie im Anlagenbau N2 - Der Ersatz von Röntgenfilmen durch digitale Detektoren in der Zerstörungsfreien Prüfung im Anlagenbau wird seit 2013 durch neue ISO-Normen unterstützt. Nach der Erfolgsgeschichte der digitalen Photographie und der fast voll-ständigen Ablösung der Filmtechnik in der optischen Bilderfassung wird erwartet, dass sich der Übergang von der Filmradiographie zur digitalen Radiographie schnell vollzieht. Dieser Trend ist derzeit so noch nicht zu beobachten. Zur mobilen Prüfung wird in Europa immer noch vorrangig die Filmradiographie und nur teilweise die Computerra-diographie mit Speicherfolien eingesetzt. Im Bereich der stationären Prüftechnik haben sich die Matrixdetektoren (DDA) weitgehend durchgesetzt, wobei es auch hier noch alternative Detektoren wie Bildverstärker und Fluorosko-pe gibt. Mit Einführung der DIN EN ISO 17636-2 zur Schweißnahtprüfung wird seit 2013 erstmalig geregelt, wie man einen digitalen Detektor für die technische Radiographie auswählen soll, um im Vergleich zur Filmradiographie eine äquivalente Bildqualität zu erhalten. Essentielle Parameter bestimmen, ob die geforderte Bildgüte (Fehlernachweiß-empfindlichkeit) erreicht wird. Ein Überblick zeigt, welche Parameter für den praktischen Einsatz wichtig sind und wie sie ermittelt werden. Praktische Einsatzbeispiele im Anlagenbau werden diskutiert. T2 - 47. Sondertagung - Schweißen im Anlagenbau CY - Munich, Germany DA - 17.02.2019 KW - Industrielle Radiographie KW - Filmersatz KW - Normung KW - Bildqualitätsnachweis PY - 2019 UR - www.sondertagung.de AN - OPUS4-50525 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -