Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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Organisationseinheit der BAM
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.
A special slit collimator was developed earlier for fast acquisition of X-ray back scatter images. The design was based on a twisted slit design (ruled surfaces) in a Tungsten block to acquire backscatter images. The comparison with alternative techniques as flying spot and coded aperture pin hole technique could not prove the expected higher contrast sensitivity. In analogy to the coded aperture technique, a novel multi slit camera was designed and tested. Several twisted slits were parallelly arranged in a metal block. The CAD design of different multi-slit cameras was evaluated and optimized by the computer simulation packages aRTist and McRay. The camera projects a set of equal images, one per slit, to the digital detector array, which are overlaying each other. Afterwards, the aperture is corrected based on a deconvolution algorithm to focus the overlaying projections into a single representation of the object. Furthermore, a correction of the geometrical distortions due to the slit geometry is performed. The expected increase of the contrast-to-noise ratio is proportional to the square root of the number of parallel slits in the camera. However, additional noise has to be considered originating from the deconvolution operation. The slit design, functional principle, and the expected limits of this technique are discussed.