DE102017100594A1 - CT parameters-Machine - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen oder halbautomatischen Bestimmung von Einstellparametern für eine Computertomografie auf der Basis zumindest einer Modellgleichung für die computertomografische Bestimmung zumindest einer dimensionellen Messgröße, wobei in der oder den Modellgleichungen zumindest einige der Geräteparameter des zur Messung eingesetzten Computertomografen berücksichtigt werden Dabei werden in der oder den Modellgleichungen einzuhaltende Vorgabeparameter berücksichtigt, zu denen zumindest die die eine oder mehrere Messaufgaben beschreibenden Messaufgaben-Parameter zählen, wobei durch Simulation und/oder mathematische Berechnung auf Basis der einen oder mehreren Modellgleichungen und/oder computertomografische Testmessungen im verfügbaren Parameterraum der Einstellparameter die Einstellparameter bestimmt werden, für die zumindest ein Zielparameter optimiert wird und/oder der Zielparameter einen Grenzwerte unterschreitet oder überschreitet.The invention relates to an arrangement and a method for the automatic or semi-automatic determination of setting parameters for a computed tomography based on at least one model equation for the computed tomographic determination of at least one dimensional measured variable, wherein in the model or model equations at least some of the device parameters of the computer tomograph used for the measurement In this case, default parameters to be observed in the model equation (s) are included, including at least the measurement task parameters describing the one or more measurement tasks, by simulation and / or mathematical calculation based on the one or more model equations and / or computed tomographic test measurements available Parameter space of the setting parameters, the setting parameters are determined for which at least one target parameter is optimized and / or the target parameter undercuts a limit itet or exceeds.

Description

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur automatischen Einstellung der für eine Computertomografie verwendeten Parameter bzw. Messparameter. The subject matter of an independent invention is a method for the automatic adjustment of the parameters or measurement parameters used for computed tomography.

Für die dimensionelle Messung komplexer Geometrien (geometrische Merkmale) werden verschieden taktile, taktil-optische, optische oder computertomografische Sensoren (Computertomograf bzw. Computertomografie-Sensorik) verwendet. Bevorzugt werden diese in Koordinatenmessgeräten (KMGs) betrieben, teilweise auch mehrere Sensoren kombiniert in einem Gerät (Multisensor-KMG). For the dimensional measurement of complex geometries (geometric features) different tactile, tactile-optical, optical or computer tomographic sensors (computed tomography or computed tomography sensors) are used. Preferably, these are operated in coordinate measuring machines (CMMs), sometimes also several sensors combined in one device (multi-sensor CMM).

Unter Computertomografie zur dimensionellen Messung von Werkstücken ist zu verstehen, dass aus der Menge der meist mittels eines flächigen Detektors in mehreren Drehstellungen eines Werkstücks aufgenommenen zweidimensionalen Durchstrahlungsbildern eine Rekonstruktion der Volumeninformationen (Voxeldaten bzw. Voxelamplituden in Form von Grauwerten) für das vom Detektor erfasste Volumen erfolgt, wobei die Voxeldaten ein Maß für die lokalen Schwächungskoeffizienten sind, und an Materialgrenzen durch Oberflächenextraktionsverfahren aus den Voxeldaten Messpunkte bzw. Oberflächenmesspunkte erzeugt werden. Aus diesen Oberflächenmesspunkten können Maße am Werkstück bzw. Maße von Merkmalen bzw. Strukturen am Werkstück ermittelt werden, also dimensionelle Messungen erfolgen. Die Oberfläche des Werkstücks wird beispielsweise durch Vernetzung der Oberflächenpunkte im sogenannten STL-Format (STL – Standard Triangulation Language) dargestellt. Computed tomography for the dimensional measurement of workpieces is to be understood as meaning that a reconstruction of the volume information (voxel data or voxel amplitudes in the form of gray values) for the volume detected by the detector is performed from the set of two-dimensional radiographic images recorded in a plurality of rotational positions of a workpiece by means of a planar detector , where the voxel data is a measure of the local attenuation coefficients, and measurement points or surface measurement points are generated at material boundaries by surface extraction methods from the voxel data. Measurements on the workpiece or dimensions of features or structures on the workpiece can be determined from these surface measuring points, that is to say dimensional measurements take place. The surface of the workpiece is represented for example by networking the surface points in the so-called STL (Standard Triangulation Language) format.

Ein Computertomograf bzw. eine Computertomografie-Sensorik (CT-Sensorik) besteht im Allgemeinen aus einem flächig ausgeprägten Detektor, einer Strahlungsquelle, vorzugsweise Röntgenstrahlungsquelle, und einer mechanischen Drehachse (Drehtisch) zur Drehung des zu messenden Werkstücks im Strahlkegel des vom Detektor erfassten Teils der von der Strahlungsquelle abgegebenen Strahlung. In kinematischer Umkehr ist es jedoch auch möglich, das Werkstück fest anzuordnen und Detektor und Strahlungsquelle um das Werkstück rotieren zu lassen. A computed tomography or a computed tomography (CT) sensor system generally consists of a flat detector, a radiation source, preferably X-ray source, and a mechanical axis of rotation (turntable) for rotating the workpiece to be measured in the beam cone of the detected by the detector part of the radiation source emitted radiation. In kinematic reversal, however, it is also possible to arrange the workpiece firmly and to rotate the detector and radiation source around the workpiece.

Der Begriff mechanische Drehachse dient lediglich der Unterscheidung zu einer mathematischen Drehachse, wenn gleich eine mechanische Drehachse (auch als Drehtisch bezeichnet) immer auch eine Drehung um eine mathematische Drehachse ermöglicht. Die Verwendung des Begriffes Drehachse bezieht sich daher auf die der mechanischen Drehachse zugeordnete mathematische Drehachse, insofern aus dem Zusammenhang eine Richtung gemeint ist, und auf die mechanische Drehachse, insofern eine Vorrichtung gemeint ist. Der Begriff mechanische Drehachse bezeichnet keine Einschränkung auf das innerhalb der Drehachse umgesetzte Führungsprinzip zwischen feststehendem und drehbarem Teil der mechanischen Drehachse. Es sind also sowohl mechanisch gelagerte, wie auch luftgelagerte, oder anderweitig wie hydraulisch gelagerte usw., mechanische Drehachsen gemeint. Die mathematische Drehachse wird auch als physikalische Drehachse bezeichnet. The term mechanical axis of rotation serves merely to distinguish it from a mathematical axis of rotation, when a mechanical axis of rotation (also referred to as a turntable) always permits rotation about a mathematical axis of rotation. The use of the term rotational axis therefore refers to the mathematical axis of rotation associated with the mechanical axis of rotation, insofar as the context refers to a direction, and to the mechanical axis of rotation insofar as a device is meant. The term mechanical axis of rotation denotes no restriction on the implemented within the axis of rotation guide principle between fixed and rotatable part of the mechanical axis of rotation. So it means both mechanically stored, as well as air-bearing, or otherwise such as hydraulically mounted, etc., mechanical axes of rotation. The mathematical axis of rotation is also called the physical axis of rotation.

Als Detektor werden neben flächig ausgeprägten Detektoren auch Zeilendetektoren eingesetzt. Diese besitzen nur eine einzige Detektorzeile. Zur vollständigen Aufnahme von Durchstrahlungsinformationen eines räumlich ausgedehnten Werkstücks müssen Werkstück und Detektor in mehrere entlang der Richtung der Drehachse (mathematischen Drehachse) verschobene Stellungen gebracht werden. Der sich dadurch ergebende erhöhte Zeitaufwand wird durch den Einsatz von Flächendetektoren vermieden. Dennoch ist die vorliegende Erfindung bzw. sind die erfindungsgemäßen Lehren auch für Zeilendetektoren umsetzbar. Anstatt der Verarbeitung von Durchstrahlungsbildern, also 2D-Bildern, werden die mit der jeweiligen Detektorzeile aufgenommenen Informationen verarbeiten und hier zur Vereinfachung ebenfalls als Durchstrahlungsbilder bezeichnet. In addition to area-wide detectors, line detectors are also used as detectors. These have only a single detector line. For complete recording of radiographic information of a spatially extended workpiece workpiece and detector must be placed in several along the direction of the axis of rotation (mathematical axis of rotation) shifted positions. The resulting increased expenditure of time is avoided by the use of area detectors. Nevertheless, the present invention or the teachings of the invention can also be implemented for line detectors. Instead of processing radiographic images, ie 2D images, the information recorded with the respective detector line is processed and also referred to as radiographic images for the sake of simplicity.

Bei den bekannten Verfahren zur Einstellung der für eine Computertomografie vorgesehenen Parameter erfolgt die Einstellung stets in Bezug auf die Bildqualität eines oder mehrerer vorab aufgenommener Durchstrahlungsbilder, wie dies beispielsweise die EP 2665035 A2 der Anmelderin beschreibt. Hierbei werden die Messparameter so eingestellt, dass insbesondere der Kontrast in den Durchstrahlungsbildern optimiert wird. In the known methods for setting the parameters provided for a computed tomography, the adjustment always takes place in relation to the image quality of one or more previously recorded radiographic images, such as, for example, the EP 2665035 A2 the applicant describes. Here, the measurement parameters are adjusted so that in particular the contrast in the radiographic images is optimized.

Der Stand der Technik sieht auch vor, beispielsweise das Kontrast zu Signal-Verhältnis (Englisch: CNR – contrast to noise ratio) oder das Signal zu Rausch-Verhältnis (Englisch: SNR – Signal-to-noise-ratio) zu optimieren. The prior art also provides, for example, to optimize the contrast to signal ratio (English: CNR - contrast to noise ratio) or the signal to noise ratio (English: SNR - signal-to-noise ratio).

Nach den bekannten Verfahren ist es zwar möglich, die Bildqualität in den Durchstrahlungsbildern als Zielparameter zu optimieren, nachteilig ist jedoch, dass damit nicht direkt auf die Messpräzision (quantifizierbar durch Standardabweichung, Varianz oder Wiederholspanne), Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere die Messunsicherheit bzw. erweiterte Messunsicherheit, oder die Strukturauflösung als Zielparameter geschlussfolgert bzw. diese optimiert oder einer oder mehreren Messaufgaben entsprechend angepasst werden kann. Although it is possible to optimize the image quality in the radiographic images as the target parameter, it is disadvantageous that it does not directly affect the measurement precision (quantifiable by standard deviation, variance or repetition span), measurement deviation or measurement accuracy, in particular the measurement uncertainty or extended Uncertainty, or the structure resolution can be inferred as a target parameter or this optimized or one or more measurement tasks can be adjusted accordingly.

Die Messpräzision erfasst dabei zufällige bzw. stochastische Abweichungen bei der Messung. Messabweichungen beschreiben systematische Abweichungen bei der Messung. Unter dem nicht quantifizierbaren Begriff der Messgenauigkeit werden zufällige und systematische Abweichungen verstanden, wie diese beispielsweise in der Messunsicherheit und erweiterte Messunsicherheit berücksichtigt werden. The measuring precision detects random or stochastic deviations during the measurement. Deviations describe systematic deviations in the measurement. The non-quantifiable concept of measurement accuracy is understood to mean random and systematic deviations, as are taken into account, for example, in the uncertainty of measurement and extended measurement uncertainty.

Messpräzision, Messgenauigkeit, Messunsicherheit und Strukturauflösung bezieht sich auf insbesondere dimensionelle Messungen bzw. dimensionelle Messgrößen wie die Position bzw. Lage eines Messpunktes im Raum oder wie Maße, die auf der Basis von Messpunkten abgeleitet werden. Die Messpunkte werden durch eine Oberflächenextraktion an Volumendaten ermittelt. Dazu werden die Volumendaten durch Rekonstruktion aus mehreren Durchstrahlungsbilder des Werkstücks, aufgenommen in mehreren Drehstellungen des Werkstücks in Bezug auf die Röntgensensorik, zumindest bestehend aus Röntgendetektor und Röntgenquelle, ermittelt. Auch kann nach den Verfahren des Standes der Technik eine Berücksichtigung von solchen Artefaktkorrekturmethoden oder anderen Korrekturverfahren nicht erfolgen, die sich auf eine Korrektur der Volumendaten oder der aus den Volumendaten ermittelten Oberflächenpunkte, beispielsweise im STL-Format, beziehen, wie beispielsweise die in der WO 2013167616 A2 oder der DE 102013107745.5 genannten. Measurement precision, measurement accuracy, measurement uncertainty and structure resolution refers to dimensional measurements or dimensional variables such as the position or position of a measurement point in space or measures derived on the basis of measurement points. The measuring points are determined by a surface extraction on volume data. For this purpose, the volume data are determined by reconstruction from a plurality of radiographic images of the workpiece, recorded in a plurality of rotational positions of the workpiece with respect to the X-ray sensor system, at least consisting of X-ray detector and X-ray source. Also, according to the prior art methods, consideration can not be given to such artefact correction methods or other correction methods relating to a correction of the volume data or the surface points determined from the volume data, for example in the STL format, such as those in US Pat WO 2013167616 A2 or the DE 102013107745.5 mentioned.

Es ist jedoch wünschenswert, für die Messergebnisse dimensioneller bzw. geometrischer Messungen von Merkmalen mittels Computertomografie, insbesondere 3D-Positionen im Raum für die zu dimensionellen Merkmalen bzw. Messgrößen zu verknüpfenden Messpunkte, eine Optimierung in Bezug auf die hier als Zielparameter bezeichneten Parameter Messpräzision, Messabweichung, Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit und erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung für eine oder mehrere Messaufgaben, gegebenenfalls unter Vorgabe einer maximalen Messzeit, oder in Bezug auf den Zielparameter Messzeit bei Vorgabe der Messpräzision, Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung, hier als Vorgabeparameter bezeichnet, vornehmen zu können. Insbesondere ist wünschenswert, für eine Vielzahl von Messaufgaben an einem Werkstück und unter Berücksichtigung der jeweils zugeordneten Toleranzen, und damit für möglicherweise lokal unterschiedliche benötigte Messunsicherheiten, geeignete und gegebenenfalls in Bezug auf die Messzeit optimierte Messparameter automatisch vorzuschlagen. Die Optimierung kann aber auch andere Zielparameter betreffen. So könnten beispielsweise unter der Bedingung einer vorgegebene Messpräzision, Messgenauigkeit, Messabweichung, Messunsicherheit, erweiterte Messunsicherheit oder Strukturauflösung und gegebenenfalls Messzeit die Parameter berechnet werden, die zu einer möglichst geringen Strahlenbelastung und damit notwendigen minimalen Strahlenschutzmaßnahmen führen. Dies wäre bei der Auslegung einer Computertomografieanlage in Bezug auf die Kosten und das Gewicht der Anlage günstig. Aber auch zur Auswahl der geeigneten Komponenten für eine Computertomografieanlage oder der Auswahl einer bereits mit festen Komponenten bestückten Computertomografieanlage als Zielparameter ist es wünschenswert, vorab überprüfen zu können, ob bzw. mit welchen Komponenten bzw. Anlagen die vorgegebene Messpräzision, Messgenauigkeit, Messabweichung, Messunsicherheit, erweiterte Messunsicherheit oder Strukturauflösung und gegebenenfalls Messzeit erreichbar oder am besten erreichbar ist. Auch hierbei können mehrere Messaufgaben in die Überprüfung bzw. Optimierung einbezogen werden, die auch an unterschiedlichen zu messenden Werkstücken vorliegen können. Hierdurch lässt sich eine Geräteauswahl bzw. Komponentenauswahl durchführen, die im Voraus sicherstellt, dass sämtliche Messaufgaben an verschiedenen Werkstücken mit den gewünschten Ziel- und/oder Vorgabeparametern (Messpräzision, Messgenauigkeit, Messabweichung, Messunsicherheit, erweiterte Messunsicherheit oder Strukturauflösung und gegebenenfalls Messzeit) möglich oder optimal möglich ist. However, it is desirable for the measurement results of dimensional or geometrical measurements of features by means of computed tomography, in particular 3D positions in space for the dimensional features or measured variables to be linked measuring points, an optimization with respect to the parameters referred to here as target parameters measurement precision, measurement deviation , Measuring accuracy, in particular measurement uncertainty and expanded uncertainty, or structural resolution for one or more measurement tasks, where appropriate, specifying a maximum measurement time, or with respect to the target parameter measurement time for specifying the measurement precision, measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, or structural resolution, here as a default parameter designated to make. In particular, it is desirable for a large number of measurement tasks on a workpiece and taking into account the respectively assigned tolerances, and thus for possibly locally different required measurement uncertainties, to automatically propose suitable measurement parameters which are optionally optimized with respect to the measurement time. The optimization can also affect other target parameters. Thus, for example, under the condition of a given measurement precision, measurement accuracy, measurement deviation, measurement uncertainty, expanded measurement uncertainty or structure resolution and optionally measurement time, the parameters could be calculated which lead to the lowest possible radiation exposure and thus necessary minimum radiation protection measures. This would be beneficial in designing a computed tomography system in terms of the cost and weight of the equipment. But also for the selection of suitable components for a computed tomography system or the selection of a already equipped with fixed components computed tomography system as a target parameter, it is desirable to be able to check in advance, whether or with which components or systems the predetermined measurement precision, measurement accuracy, measurement error, measurement uncertainty, extended measurement uncertainty or structure resolution and, where appropriate, measurement time achievable or best achievable. Here, too, several measurement tasks can be included in the review or optimization, which can also be present on different workpieces to be measured. This makes it possible to perform a device selection or component selection which ensures in advance that all measurement tasks on different workpieces with the desired target and / or default parameters (measurement precision, measurement accuracy, measurement deviation, measurement uncertainty, expanded measurement uncertainty or structure resolution and optionally measurement time) are possible or optimal is possible.

Nachteilig beim Stand der Technik ist zudem, dass zunächst Durchstrahlungsbilder des realen Werkstücks aufgenommen werden müssen, um dann anhand der veränderten Messparameter festzustellen, inwiefern eine optimale Bildqualität als Zielparameter vorliegt. Hierdurch ergibt sich der Nachteil, dass die mitunter zeitaufwendige Optimierung erst dann durchgeführt werden kann, wenn das zu messende Werkstück bereits im Computertomografen angeordnet ist. A disadvantage of the prior art is also that initially radiographic images of the real workpiece must be recorded in order to then determine on the basis of the changed measurement parameters, to what extent an optimal image quality is present as a target parameter. This has the disadvantage that the sometimes time-consuming optimization can only be performed when the workpiece to be measured is already arranged in the computer tomograph.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem unter beispielsweise gerätespezifisch vorgegebenen Randbedingungen (Geräteparameter) und unter werkstückspezifisch vorgegebenen Randbedingungen (Werkstückparameter) und gegebenenfalls weiteren Nebenbedingungen (verallgemeinert als Vorgabeparameter bezeichnet) zumindest einige der einstellbaren Parameter (Einstellparameter) bei einer Computertomografie automatisch derart vorgegeben bzw. eingestellt werden, dass zumindest entweder die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung (Zielparameter) für eine oder mehrere Messaufgaben (Messaufgaben-Parameter) an zumindest einem Werkstück oder der Zielparameter Messzeit optimiert wird bzw. zumindest einen vorgegebenen Grenzwert einhält (dann als Vorgabeparameter zählend). Die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung sollen dabei auf die Position bzw. Lage der Oberflächenpunkte oder auf die aus Oberflächenpunkten berechneten geometrischen bzw. dimensionellen Messungen bezogen sein und nicht auf die Durchstrahlungsbilder. It is therefore an object of the present invention to provide a method in which, for example, at least some of the adjustable parameters (device parameters) and under workpiece-specific boundary conditions (workpiece parameters) and optionally other secondary conditions (generally referred to as default parameters) Setting parameters) are automatically set or set in a computer tomography such that at least either the measurement precision or measurement deviation or accuracy, in particular Uncertainty or extended measurement uncertainty, or structure resolution (target parameter) for one or more measurement tasks (measurement task parameters) on at least one workpiece or the target parameter measurement time is optimized or at least a predetermined limit complies (then counting as a default parameter). The measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, or structure resolution should be related to the position or position of the surface points or to the geometrical or dimensional measurements calculated from surface points and not to the radiographic images.

Auch ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die automatische Einstellung zumindest einiger der Messparameter (Einstellparameter) möglichst zeitoptimiert durchzuführen, insbesondere die Messparameter oder zumindest Startwerte für die Messparameter bereits vor der eigentlichen Messung des Werkstücks zur Verfügung zu stellen. Dies trifft vor allem dann zu, wenn die Messpräzision als Vorgabeparameter vorgegeben wird. It is also an object of the present invention to perform the automatic adjustment of at least some of the measurement parameters (adjustment parameters) as optimally as possible, in particular to provide the measurement parameters or at least starting values for the measurement parameters before the actual measurement of the workpiece. This is especially true if the measurement precision is specified as the default parameter.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass auf der Basis einer Modellgleichung der computertomografischen Messung ein Zusammenhang zwischen den einzustellenden Messparametern (Einstellparameter), den vorgegebenen Vorgabeparametern und den Zielparametern hergestellt wird und der oder die Zielparameter durch Variation der Einstellparameter optimiert werden. To solve the invention provides that based on a model equation of computed tomography measurement, a relationship between the measurement parameters to be set (setting parameters), the default parameters and the target parameters is established and the one or more target parameters are optimized by varying the setting parameters.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur automatischen oder halbautomatischen Bestimmung von Einstellparametern für eine Computertomografie auf der Basis zumindest einer Modellgleichung für die computertomografische Bestimmung zumindest einer dimensionellen Messgröße (Messaufgabe), insbesondere Modellgleichung zur Bestimmung der der Messgröße zugeordneten Messpräzision oder Messabweichung oder Messunsicherheit, wobei in der oder den Modellgleichungen zumindest einige der Geräteparameter des zur Messung eingesetzten Computertomografen berücksichtigt werden vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass in der oder den Modellgleichungen einzuhaltende Vorgabeparameter berücksichtigt werden, zu denen zumindest die die eine oder mehrere Messaufgaben beschreibenden Messaufgaben-Parameter, insbesondere Werkstückparameter zählen, und dass durch Simulation und/oder mathematische Berechnung auf Basis der einen oder mehreren Modellgleichungen und/oder computertomografische Testmessungen im verfügbaren Parameterraum der Einstellparameter die Einstellparameter bestimmt werden, für die zumindest ein Zielparameter optimiert wird und/oder der Zielparameter einen Grenzwerte unterschreitet oder überschreitet. The invention provides a solution for a method for the automatic or semi-automatic determination of setting parameters for a computed tomography based on at least one model equation for the computed tomographic determination of at least one dimensional measure (measurement task), in particular model equation for determining the measurement precision associated measurement precision or measurement error or measurement uncertainty in the model equation (s), at least some of the device parameters of the computer tomograph used for the measurement are considered to be distinguished by the fact that default parameters to be observed in the model equation (s) are taken into account, at least the measurement task parameters describing the one or more measurement tasks, in particular workpiece parameters count, and that by simulation and / or mathematical calculation based on the one or more model equations and / or computed tomographic test measurement In the available parameter space of the setting parameters, the setting parameters for which at least one target parameter is optimized and / or the target parameter falls below or exceeds a limit value are determined.

Automatisch bedeutet dabei, dass nach Vorliegen oder Eingeben sämtlicher für die Modellgleichung benötigter Parameter und Berechnung bzw. Simulation die dabei ermittelten Einstellparameter eingestellt und zur computertomografischen Messung verwendet werden. Bei halbautomatischer Vorgehensweise werden die Einstellparameter dem Bediener vorgeschlagen. Der Bediener kann diese vor der Messung noch manuell anpassen. In this case, automatic means that after the presence or input of all parameters required for the model equation and calculation or simulation, the setting parameters determined in this case are set and used for computer tomographic measurement. In a semi-automatic procedure, the adjustment parameters are proposed to the operator. The operator can still adjust these manually before the measurement.

Computertomografische Testmessungen umfassen die Auswertung der Grauwerte der Durchstrahlungsbilder, wie auch rekonstruierter Volumendaten oder daraus ermittelter Oberflächenpunkte. Computed tomographic test measurements include the evaluation of the gray values of the radiographic images as well as reconstructed volume data or surface points determined therefrom.

Eine erste erfindungsgemäße Alternative sieht vor, dass als Zielparameter die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung und als Vorgabeparameter zumindest die Messzeit vorgesehen ist. Es werden dabei die Messparameter ermittelt, die zur größten Messpräzision oder geringsten Messabweichung oder größten Messgenauigkeit, insbesondere geringsten Messunsicherheit oder geringsten erweiterten Messunsicherheit, oder besten Strukturauflösung, bei vorgegebenen Messzeit, insbesondere maximal zulässiger Messzeit, führen. Für die Optimierung der Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, ist eine Mindeststrukturauflösung als Vorgabeparameter zu berücksichtigen, der sich aus den Messaufgaben-Parametern ergibt und sicherstellt, dass die zu messende Struktur getrennt von ihrer Umgebung erkannt und gemessen werden kann. Bei der Optimierung der Strukturauflösung wird insbesondere die beste, also maximale Strukturauflösung gesucht und ggf. eine Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, als Vorgabeparameter verwendet. A first alternative according to the invention provides that the measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or expanded measurement uncertainty, or structure resolution is provided as the target parameter, and at least the measurement time as the default parameter. In this case, the measurement parameters are determined which lead to the greatest measurement precision or lowest measurement deviation or greatest measurement accuracy, in particular the lowest measurement uncertainty or lowest expanded measurement uncertainty, or best structural resolution, given measurement time, in particular maximum permissible measurement time. To optimize the measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, a minimum structure resolution is to be taken into account as the default parameter resulting from the measurement task parameters and ensures that the structure to be measured can be detected and measured separately from its environment. When optimizing the structure resolution, in particular the best, ie maximum, structure resolution is sought and, if necessary, a measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, are used as default parameters.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass als Zielparameter zumindest die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, für die Bestimmung zumindest einer dimensionellen Messgröße berücksichtigt wird, und dass als Vorgabeparameter zumindest die maximal zulässige Messzeit berücksichtigt wird, wobei besonders bevorzugt als Vorgabeparameter eine Mindeststrukturauflösung berücksichtigt wird, die aus dem oder den Messaufgaben-Parametern abgeleitet wird. In particular, the invention is characterized in that at least the measurement precision or measurement deviation or Measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended uncertainty, is considered for the determination of at least the maximum measurement time, and as a default parameter at least the maximum allowable measurement time is taken into account, particularly preferably as a default parameter, a minimum structure resolution is taken into account, which is derived from the one or more metrology parameters ,

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass als Zielparameter zumindest die Strukturauflösung für einen oder mehrere lokale Bereiche, insbesondere Umgebung der für die dimensionelle Messgröße relevanten Messpunkte, oder für das gesamte Werkstück berücksichtigt wird, vorzugsweise maximal mögliche Strukturauflösung als Zielparameter berücksichtigt wird, und dass als Vorgabeparameter zumindest die maximal zulässige Messzeit berücksichtigt wird, wobei besonders bevorzugt als Vorgabeparameter eine Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit berücksichtig wird. Preferably, it is provided that at least the structure resolution for one or more local areas, in particular the environment of the measurement variable relevant to the measurement points, or for the entire workpiece is taken into account, preferably maximum possible structure resolution is taken into account as a target parameter, and that as a default parameter at least the maximum allowable measurement time is taken into account, with a measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or expanded measurement uncertainty, being particularly preferably taken into account as the default parameter.

Eine zweite erfindungsgemäße Alternative sieht vor, dass als Zielparameter die Messzeit und als Vorgabeparameter zumindest die Messpräzision und/oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, und/oder Strukturauflösung vorgesehen ist. Im Rahmen der Optimierung werden die Messparameter ermittelt, die zur geringsten Messzeit bei vorgegebener Messpräzision und/oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, und/oder Strukturauflösung, führen. Der zuvor genannte Zusammenhang zwischen Strukturauflösung und Messpräzision, Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit bzw. erweiterter Messunsicherheit ist erneut zu beachten. A second alternative according to the invention provides that the measurement time is provided as the target parameter and at least the measurement precision and / or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or expanded measurement uncertainty, and / or structure resolution as default parameters. Within the scope of the optimization, the measurement parameters are determined which lead to the smallest measurement time for a given measurement precision and / or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, and / or structure resolution. The aforementioned relationship between structure resolution and measurement precision, measurement accuracy, in particular measurement uncertainty and extended measurement uncertainty is to be re-noted.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass als Zielparameter zumindest die Messzeit berücksichtigt wird, und dass als Vorgabeparameter zumindest die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, für die Bestimmung zumindest einer dimensionellen Messgröße berücksichtigt wird, wobei besonders bevorzugt als Vorgabeparameter eine Mindeststrukturauflösung berücksichtigt wird, die aus dem oder den Messaufgaben-Parametern abgeleitet wird. In particular, the invention is characterized in that at least the measurement time is taken into account as the target parameter, and that at least the measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or expanded measurement uncertainty, is taken into account as the default parameter for the determination of at least one dimensional measured variable, with particular preference as the default parameter a minimum structure resolution is derived, which is derived from the measurement task parameter (s).

Bei den ersten beiden Alternativen zählen zu den Vorgabeparametern insbesondere die Geräteparameter. In the first two alternatives, the default parameters include in particular the device parameters.

Nach einer dritten erfindungsgemäßen Alternative ist vorgesehen, dass als Zielparameter die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung und/oder die Messzeit und zusätzlich Geräteparameter als Einstellparameter vorgesehen sind. Die Geräteparameter sind also nicht festgelegt sondern im Rahmen verschiedener für einen Computertomografen verfügbarer Komponenten (z. B. Röntgenröhren, Röntgendetektoren, Drehtischen, usw.) oder verschiedener verfügbarer Computertomografen variabel. Der Parameterraum der Einstellparameter wird also um die Geräteparameter verschiedener für einen Computertomografen verfügbaren Komponenten und/oder die Geräteparameter verschiedener verfügbarer Computertomografen erweitert, wobei durch die Simulation die Gerätekomponenten oder das Gerät ermittelt wird, für das der oder die Zielparameter optimal bzw. eingehalten werden. Insbesondere wird im Rahmen der Optimierung die Gerätekomponenten oder die Computertomografieanlage ermittelt, die

  • – zur größten Messpräzision oder geringsten Messabweichung oder größten Messgenauigkeit, insbesondere geringsten Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, oder besten Strukturauflösung, bei gegebenenfalls vorgegebener Messzeit, oder
  • – zur geringsten Messzeit bei gegebenenfalls vorgegebener Messpräzision und/oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, und/oder Strukturauflösung, oder
  • – zur optimalen Kombination aus Messpräzision oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, und Messzeit, insbesondere wenn mehrere Messaufgaben und/ oder Werkstücke berücksichtigt werden,
führen. According to a third alternative according to the invention, it is provided that the measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, or structure resolution and / or the measurement time and additionally device parameters are provided as setting parameters as target parameters. The device parameters are thus not fixed but variable in the context of various available for a computer tomograph components (eg, X-ray tubes, X-ray detectors, turntables, etc.) or various available computer tomography. The parameter space of the setting parameters is therefore extended by the device parameters of various components available for a computer tomograph and / or the device parameters of various available computer tomographs, the simulation determining the device components or the device for which the target parameter (s) are optimally respected. In particular, as part of the optimization, the device components or the computed tomography system is determined, the
  • - For the greatest precision or least deviation or greatest accuracy, in particular lowest measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, or best structure resolution, with possibly predetermined measurement time, or
  • At the lowest measuring time with possibly given measuring precision and / or measuring accuracy, in particular measuring uncertainty or extended measuring uncertainty, and / or structural resolution, or
  • For the optimum combination of measurement precision or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, and measurement time, in particular if several measurement tasks and / or workpieces are taken into account,
to lead.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der Parameterraum der Einstellparameter zusätzlich um die Geräteparameter verschiedener für einen Computertomografen verfügbaren Komponenten und/oder die Geräteparameter verschiedener verfügbarer Computertomografen erweitert wird, wobei durch die Simulation oder mathematische Berechnung auch die Gerätekomponenten oder das Gerät ermittelt wird, für das der oder die Zielparameter optimal bzw. eingehalten werden, insbesondere die Gerätekomponenten oder das Gerät ermittelt wird, dass

  • – zur größten Messpräzision oder geringsten Messabweichung oder größten Messgenauigkeit, insbesondere geringsten Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, oder besten Strukturauflösung, bei gegebenenfalls vorgegebenen Vorgabeparametern wie beispielsweise Messzeit,, oder
  • – zur geringsten Messzeit bei gegebenenfalls vorgegebener Messpräzision und/oder Messabweichung und/oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, und/oder Strukturauflösung, oder
  • – zur optimalen Kombination aus Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit, und Messzeit, insbesondere wenn mehrere Messaufgaben und/oder Werkstücke berücksichtigt werden,
führt. Preferably, the invention provides that the parameter space of the setting parameters is additionally extended by the device parameters of various components available for a computer tomograph and / or the device parameters of various available computer tomographs, wherein the simulation or mathematical calculation also determines the device components or the device for which the or the target parameters are optimally respected, in particular the device components or the device is determined that
  • - For the greatest precision or least deviation or greatest accuracy, in particular lowest uncertainty or expanded uncertainty, or best structure resolution, with default parameters if necessary, such as measuring time ,, or
  • At the lowest measuring time with possibly predetermined measuring precision and / or measuring deviation and / or measuring accuracy, in particular measuring uncertainty or extended measuring uncertainty, and / or structure resolution, or
  • For the optimum combination of measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, and measurement time, in particular if several measurement tasks and / or workpieces are taken into account,
leads.

Kombination bedeutet, dass für mehrere Werkstücke bzw. dimensionelle Messaufgaben unterschiedliche Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterten Messunsicherheit gefordert werden können. Die Geräteparameter sind dann so auszuwählen, dass dies in der maximal zulässigen Messzeit erfüllt werden kann. Combination means that different measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, can be required for several workpieces or dimensional measurement tasks. The device parameters are like that select that this can be fulfilled in the maximum allowable measurement time.

Bei allen drei Alternativen zählen zu den Vorgabeparametern insbesondere die Werkstückparameter eines oder mehrerer Werkstücke, und die Messaufgaben-Parameter einer oder mehrerer Messaufgaben an einem oder mehreren Werkstücken. Es ist also besonders bevorzugt auch vorgesehen, eine Optimierung der Parameter einer einzelnen Messung in Bezug auf mehrere Messaufgaben an einem Werkstück vorzunehmen. Insbesondere bei der Auswahl von Komponenten oder Geräten nach der dritten alternativen Lösung ist auch vorgesehen, eine Optimierung der Parameter für Messaufgaben an mehreren Werkstücken vorzunehmen, wobei die Werkstücke getrennt gemessen werden. In all three alternatives, the default parameters include in particular the workpiece parameters of one or more workpieces, and the measurement task parameters of one or more measurement tasks on one or more workpieces. It is thus also particularly preferably also provided to carry out an optimization of the parameters of a single measurement with respect to a plurality of measurement tasks on a workpiece. In particular, in the selection of components or devices according to the third alternative solution is also provided to perform an optimization of the parameters for measurement tasks on multiple workpieces, the workpieces are measured separately.

Als einer der Messaufgaben-Parameter wird besonders bevorzugt die Strukturauflösung berücksichtigt, die mindestens notwendig ist, um die zu messende Struktur getrennt von ihrer Umgebung zu messen. As one of the measuring task parameters, it is particularly preferred to take into account the structural resolution which is at least necessary in order to measure the structure to be measured separately from its surroundings.

In Bezug auf die Messzeit bzw. die mindestens notwendige Messzeit ist zu beachten, dass diese von mehreren Einstellparametern abhängt, wie beispielsweise von der Spannung und dem Strom der Röntgenröhre, aber auch von der Vergrößerung und dem Kegelwinkel. Dies ergibt sich daraus, dass die Länge der notwendigen Belichtungszeit je Durchstrahlungsbild von der Bestrahlung des Detektors abhängt. Aber nicht nur die Belichtungszeit je Durchstrahlungsbild beeinflussen die Messzeit, sondern auch ggf. die Anzahl der Bildmittelungen je Drehstellung des Werkstücks, die Anzahl der Drehstellungen, die Verfahrgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) zwischen den Drehstellungen, die Materialeigenschaften sowie die Geometrie (z. B. variierende Dicke in abhängig vom Abstand zum Zentralstrahl oder abhängig vom Kegelwinkel) des Vorfilters, der Bildaufnahmemodus (Bildaufnahme in der Bewegung, insbesondere Drehbewegung, oder Start-Stopp-Betrieb je Drehstellung) und ggf. vorliegende Bewegungszyklen der Komponenten Drehtisch, Detektor und Röntgenröhre zueinander, beispielsweise bei der Raster-Tomografie oder der lokalen Tomografie, die relative Lage der Gerätekomponenten zueinander, beispielsweise der Fokus-Detektor-Abstand, der Fokus-Objekt-Abstand und die daraus resultierende Vergrößerung bei der Abbildung des Messobjekts auf den Detektor. Aus Rechenzeitgründen hat die erzeugte und zu verarbeitende Datenmenge ebenso Einfluss auf die Messzeit. Diese ist unter anderem von der lokalen Detektorauflösung (Anzahl der Pixel), der Digitalisierung (Bit-Tiefe) des Detektors, der Anzahl der Drehschritte und ggf. dem verwendeten Binning und der Größe des Auswertebereichs, also der Messfenstergröße (verwendete Pixel des Detektors) abhängig. With regard to the measuring time or the minimum necessary measuring time, it should be noted that this depends on several setting parameters, such as the voltage and the current of the X-ray tube, but also on the magnification and the cone angle. This results from the fact that the length of the necessary exposure time per radiographic image depends on the irradiation of the detector. But not only the exposure time per radiographic image influence the measuring time, but also, if necessary, the number of image averages per rotational position of the workpiece, the number of rotational positions, the travel speed (rotational speed) between the rotational positions, the material properties and the geometry (eg varying thickness depending on the distance to the central beam or depending on the cone angle) of the pre-filter, the image recording mode (image acquisition in the movement, in particular rotational movement, or start-stop operation per rotational position) and possibly present motion cycles of the components turntable, detector and x-ray tube to each other, for example the raster tomography or the local tomography, the relative position of the device components to each other, for example, the focus-detector distance, the focus-object distance and the resulting magnification in the image of the measurement object on the detector. For reasons of computing time, the amount of data generated and processed also has an influence on the measuring time. Among other things, this depends on the local detector resolution (number of pixels), the digitization (bit depth) of the detector, the number of rotation steps and, if applicable, the binning used and the size of the evaluation range, ie the measurement window size (pixels of the detector used) ,

Einige dieser Parameter können auch fest vorgegeben sein und zählen dann zu den Vorgabeparametern. Insbesondere die Messzeit selbst kann als Vorgabeparameter aus Gründen der Wirtschaftlichkeit fest vorgegeben sein oder ein Maximalwert ist zu unterschreiten, wobei dennoch die die Messzeit beeinflussenden zuvor genannten Parameter zumindest teilweise Einstellparameter sein können, oder eine Kombination dieser gefunden werden soll, ohne die maximal zulässige Messzeit zu überschreiten. Some of these parameters can also be fixed and then count to the default parameters. In particular, the measuring time itself can be fixed as a default parameter for reasons of economy or a maximum value is below, while the measurement time influencing aforementioned parameters can be at least partially adjustment parameters, or a combination of these is to be found, without the maximum allowable measurement time exceed.

Insbesondere die Anzahl der Drehstellungen, die Belichtungszeit je Durchstrahlungsbild und die Anzahl der Bildmittelungen je Drehstellung des Werkstücks haben dabei Einfluss auf die Präzision und Genauigkeit der Messung, hier bezeichnet als Messpräzision bzw. Messgenauigkeit, wobei die Messgenauigkeit insbesondere die Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit ist, aber auch auf die Strukturauflösung. Es ist erfindungsgemäß daher bevorzugt vorgesehen, dass diese Zusammenhänge in der Modellgleichung berücksichtigt werden. Es ist also zu berücksichtigen, dass die Messpräzision oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder Strukturauflösung in der Regel mit der Messzeit, jedoch nicht beliebig, verbessert werden kann. Allgemein sind mehrere die Strukturauflösung beeinflussende Parameter zu berücksichtigen. Diese sind beispielsweise die Messparameter wie die Brennfleckgröße der Röntgenröhre oder die vorliegende Vergrößerung (bzw. Abbildungsmaßstab), aber auch Geräteparameter wie die Pixelgröße oder das Rauschverhalten des Detektors oder Abweichungen beim Drehen der Drehachse. Es werden daher die im jeweils eingesetzten Computertomografen vorliegenden Geräteparameter, insbesondere die Eigenschaften der röntgentomografischen Komponenten wie Röntgenröhre, insbesondere Leistung bzw. Leistungsbereich und Frequenzbereich des erzeugten Röntgen-Spektrums, und des Detektors wie beispielsweise Pixelgröße und Rauschverhalten der Pixel sowie Anzahl der Pixel in der Modellgleichung berücksichtigt. In Bezug auf die Röntgenröhre ist insbesondere die leistungsabhängige Größe des die Strukturauflösung beeinflussenden Brennflecks zu berücksichtigen, der von den Geräteparametern, zum Beispiel dem Targetmaterial und der Targetkühlung, und den Messparametern, insbesondere der Leistung abhängt. In particular, the number of rotational positions, the exposure time per radiographic image and the number of image averages per rotational position of the workpiece have an influence on the precision and accuracy of the measurement, referred to here as measurement precision or accuracy, the measurement accuracy is in particular the measurement uncertainty or expanded measurement uncertainty, but also on the structure resolution. It is therefore preferably provided according to the invention that these relationships are taken into account in the model equation. It is therefore to be considered that the measurement precision or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or expanded measurement uncertainty, or structural resolution can generally be improved with the measurement time, but not as desired. In general, several parameters influencing the structure resolution are to be taken into account. These are, for example, the measurement parameters such as the focal spot size of the X-ray tube or the present magnification (or magnification), but also device parameters such as the pixel size or the noise behavior of the detector or deviations when rotating the axis of rotation. There are therefore the present in each computer tomography device parameters, in particular the properties of the X-ray tomographic components such as X-ray tube, in particular power or power range and frequency range of the generated X-ray spectrum, and the detector such as pixel size and noise behavior of the pixels and number of pixels in the model equation considered. With regard to the X-ray tube, in particular the power-dependent size of the focal spot influencing the structure resolution is to be taken into account, which depends on the device parameters, for example the target material and the target cooling, and the measuring parameters, in particular the power.

Insbesondere ist auch vorgesehen, die Modellgleichung modular zu erweitern, um ggf. hinzukommende oder zusätzlich zu berücksichtigende Einstellparameter oder Geräteparameter aufzunehmen. Dies können beispielsweise die für die Artefaktkorrektur eingesetzten oder andere Korrekturalgorithmen sein, wie beispielsweise Detektorkorrekturen wie Verzeichnungskorrektur, Shadingkorrektur, Dunkelsignalkorrektur, Hellsignalkorrektor, Detektorverkippung, Bad Pixel-Korrektur oder ähnliches, die fest berücksichtigt werden (Geräteparameter) oder einstellbar sind (Einstellparameter). In particular, it is also provided to expand the model equation in a modular fashion in order to accommodate possibly added or additionally to be considered setting parameters or device parameters. These may be, for example, those used for artifact correction or other correction algorithms, such as detector corrections such as distortion correction, shading correction, dark signal correction, light signal corrector, detector tilting, Bad pixel correction, or the like be taken into account (device parameters) or are adjustable (setting parameters).

Der oder die Zielparameter sind Größen, die optimiert werden, also ein lokales oder globales Maximum oder Minimum im verfügbaren Parameterraum der Einstellparameter erreichen sollen. Bei den Zielparametern handelt es sich bevorzugt um die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, oder die Messzeit. Auch vorgesehen ist, dass der Zielparameter die Strukturauflösung oder eine Zusammenstellung von verfügbaren Gerätekomponenten oder ein verfügbares Gerät ist. The one or more target parameters are quantities that are to be optimized, that is to say reach a local or global maximum or minimum in the available parameter space of the setting parameters. The target parameters are preferably the measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, or the measurement time. It is also contemplated that the target parameter is the structure resolution or a collection of available device components or an available device.

Die Einstellparameter sind die bei einer computertomografischen Messung durch den Bediener oder automatisch einstellbaren Messparameter und werden gegebenenfalls durch die vorliegenden Eigenschaften der Komponenten der Anlage (Geräteparameter) auf einen Parameterraum eingeschränkt. Die Simulation wird daher mit verschiedenen Kombinationen der Werte der verschiedenen Einstellparameter zueinander, also für den verfügbaren Parameterraum durchgeführt, um die zu optimierenden Zielparameter zu bestimmen. Einstellparameter sind beispielsweise die Beschleunigungsspannung und der Strom, insbesondere Targetstrom, der für die Computertomografie verwendeten Röntgenquelle, die Belichtungszeit bzw. Integrationszeit des Detektors, ggf. die Anzahl der Bildmittelungen je Durchstrahlungsbild, evtl. auch die Anzahl der Pixel des Detektors, über die lokal gemittelt wird (Binning), die Anzahl der Drehstellungen des zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor angeordneten Werkstücks, in denen zur späteren Rekonstruktion vorgesehene Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden, die Position und Lage (Orientierung) des Werkstücks zwischen der Röntgenquelle und dem Detektor, insbesondere die dabei vorliegende Vergrößerung der Abbildung des Werkstücks auf dem Detektor, die Position von Röntgendetektor und Röntgenquelle in Bezug auf die Lage des Werkstücks, insbesondere Lage des zur Drehung des Werkstücks verwendeten Drehtischs, charakterisiert durch die Distanz zwischen Röntgenquelle und Objekt/Werkstück (FOD – focus to object distance) und die Distanz zwischen der Röntgenquelle und dem Röntgendetektor (FDD – focus to detector distance), das über die Beschleunigungsspannung und möglicherweise einzusetzende mechanische Strahlfilter beeinflusste Spektrum der abgegebenen Röntgenstrahlung und möglicherweise weitere Parameter. The setting parameters are the measuring parameters which can be set automatically by the operator during a computer tomographic measurement and are optionally limited to a parameter space by the present properties of the components of the system (device parameters). The simulation is therefore carried out with different combinations of the values of the different adjustment parameters relative to one another, ie for the available parameter space, in order to determine the target parameters to be optimized. Setting parameters are, for example, the acceleration voltage and the current, in particular target current, the X-ray source used for computer tomography, the exposure time or integration time of the detector, if necessary the number of image averages per radiographic image, possibly also the number of pixels of the detector, which are locally averaged over Binning, the number of rotational positions of the arranged between the X-ray source and the X-ray detector workpiece in which are provided for later reconstruction radiographic images, the position and position (orientation) of the workpiece between the X-ray source and the detector, in particular the magnification present the image of the workpiece on the detector, the position of X-ray detector and X-ray source with respect to the position of the workpiece, in particular position of the turntable used to rotate the workpiece, characterized by the distance between the X-ray source and nd object distance (FOD) and the distance between the X-ray source and the X-ray detector (FDD), the spectrum of emitted X-radiation influenced by the acceleration voltage and possibly to be used mechanical beam filters and possibly other parameters.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass als Einstellparameter einer oder mehrere der folgenden, falls und in dem Umfang wie einstellbar und falls nicht als Vorgabeparameter fest vorgegeben, berücksichtigt werden

  • – Eigenschaften der Röntgenquelle, insbesondere Spannung bzw. Beschleunigungsspannung, Strom bzw. Targetstrom, elektrische Leistung und/oder Größe des Röntgenstrahlung abgebenden Brennflecks, und bevorzugt Größe des daraus resultierenden optischen Brennflecks,
  • – Filtermaterial und Dicke und vorzugsweise Position des einen Strahlfilters oder Filtermaterial- und -geometrie-Kombination der mehreren Strahlfilter, vorzugsweise Auswahl vorhandenen Strahlfilters oder Kombination vorhandener Strahlfilter, vorzugsweise aus gewünschtem Spektrum der abgegebenen Röntgenstrahlung ergebend,
  • – durch zumindest Beschleunigungsspannung, Targetstrom und möglicherweise Strahlfilter beeinflusstes Spektrum der abgegebenen Röntgenstrahlung,
  • – Verwendung einer Schlitzblende zur Artefaktverminderung,
  • – Eigenschaften des Detektors, insbesondere lokale Detektorauflösung (Anzahl der Pixel) und Lage der das Messfenster bestimmenden Pixel und/oder Integrationszeit bzw. Belichtungszeit bei der Bildaufnahme mit dem Detektor je Durchstrahlungsbild
  • – Parameter der digitalen Verarbeitung, insbesondere Bild-Filterung, Binning und/oder Anzahl der Bildmittelungen je Drehstellung und/oder Digitalisierung (Bit-Tiefe) des Detektors und/oder Filter, insbesondere Hochpassfilter, bei der Rekonstruktion,
  • – Korrekturverfahren, insbesondere zur Korrektur von Drift (ggf. abhängig zumindest von der Messzeit) und/oder Artefakten (ggf. abhängig von den Werkstückeigenschaften), wie beispielsweise Strahlaufhärtung und/oder Streustrahlung, und/oder Detektorkorrekturen, wie beispielsweise Verzeichnungskorrektur, Shadingkorrektur, Dunkelsignalkorrektur, Hellsignalkorrektor, Detektorverkippung und/oder Bad Pixel-Korrektur
  • – Anzahl der Drehstellungen des Drehtischs, in denen Durchstrahlungsbilder des Werkstücks aufgenommen werden,
  • – Verfahrgeschwindigkeit (Drehgeschwindigkeit) zwischen den Drehstellungen,
  • – Bildaufnahmemodus, insbesondere Bildaufnahme in der Bewegung, insbesondere in der Drehbewegung, oder Start-Stopp-Betrieb je Drehstellung,
  • – Werkstückausrichtung, insbesondere Orientierung auf dem Drehtisch
  • – Werkstücklage, insbesondere Abbildungsmaßstab bzw. Vergrößerung der Abbildung des Werkstücks auf dem Detektor und/oder durch den Detektor erfasster Kegelwinkel der Röntgenstrahlung, vorzugsweise Distanz zwischen Röntgenquelle und Werkstück (FOD – focus to object distance) und Distanz zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor (FDD – focus to detector distance)
  • – Messmodi, insbesondere Mehrfachmessung mit in Richtung der Drehachse des Drehtisches und/oder senkrecht dazu versetzten Positionen des Werkstücks (Raster-Tomografie) und/oder Ausschnitts-Tomografie (Region of interest-Tomografie) und/oder Halbseiten-Tomografie und/oder Tomografie mit eingeschränktem Winkelbereich für die Drehstellungen (180°-Tomografie).
It should also be emphasized that one or more of the following, if and to the extent that they can be set and if not fixed as default parameters, are taken into account as setting parameters
  • Properties of the X-ray source, in particular voltage or acceleration voltage, current or target current, electrical power and / or size of the X-ray emitting focal spot, and preferably size of the resulting optical focal spot,
  • Filter material and thickness and preferably position of a jet filter or filter material and geometry combination of the plurality of beam filters, preferably selection of existing beam filter or combination of existing beam filters, preferably resulting from desired spectrum of the emitted x-radiation,
  • By at least accelerating voltage, target current and possibly beam filter influenced spectrum of the emitted X-radiation,
  • Use of a slit aperture for artifact reduction,
  • - Characteristics of the detector, in particular local detector resolution (number of pixels) and location of the measuring window determining pixels and / or integration time or exposure time during image acquisition with the detector per radiographic image
  • Parameters of digital processing, in particular image filtering, binning and / or number of image averages per rotational position and / or digitization (bit depth) of the detector and / or filter, in particular high-pass filter, during reconstruction,
  • - Correction method, in particular for the correction of drift (possibly depending on the measurement time) and / or artifacts (possibly depending on the workpiece properties), such as beam hardening and / or scattered radiation, and / or detector corrections, such as distortion correction, shading correction, dark signal correction , Brightness signal corrector, detector tilt and / or Bad pixel correction
  • Number of rotational positions of the turntable in which radiographic images of the workpiece are taken,
  • - Traversing speed (rotational speed) between the rotational positions,
  • Image recording mode, in particular image recording in the movement, in particular in the rotational movement, or start-stop operation per rotational position,
  • - Workpiece alignment, in particular orientation on the turntable
  • Workpiece position, in particular image scale or magnification of the image of the workpiece on the detector and / or cone angle of the X-radiation detected by the detector, preferably distance between X-ray source and workpiece (FOD) and distance between X-ray source and X-ray detector (FDD-focus to detector distance)
  • - Measuring modes, in particular multiple measurement with in the direction of the axis of rotation of the turntable and / or perpendicular thereto offset positions of the workpiece (raster tomography) and / or excerpt tomography (Region of interest tomography) and / or half-side tomography and / or tomography with limited angular range for the rotational positions (180 ° tomography).

Vorgabeparameter sind einzuhaltende Nebenbedingungen bei der computertomografischen Messung, beispielsweise die gesamte Messzeit (Messzeit) für eine Messung bzw. für mehrere Teilmessungen in Summe, bei Anwendung erweiterter Messmodi wie der sogenannten Raster-Tomografie oder der lokalen Tomografie (Region of Interest-Tomografie), minimale und maximale auf den Photodetektor treffende Strahlungsleistung (minimale und maximale Bestrahlung die detektiert werden kann). Diese Messzeit wird bevorzugt durch den Nutzer auf einen oberen Grenzwert (maximal zulässige Messzeit) eingeschränkt, um die Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten. Weitere gleichzeitig festgelegte oder alternativ festgelegte Vorgabeparameter sind die vom Nutzer gewünschten Grenzwerte für die Messpräzision oder Messabweichung oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit. Hierdurch wird sichergestellt, dass die eine Messaufgabe oder die mehreren Messaufgaben vorzugsweise unter Berücksichtigung der zugeordneten Toleranzen gelöst werden können. Im Unterschied zu den Zielparametern müssen die Vorgabeparameter genau oder im Rahmen einer Toleranz eingehalten werden oder dürfen einen Grenzwert lediglich unterschreiten oder überschreiten, während die Zielparameter zumeist optimiert werden. Die Messaufgaben-Parameter und die Werkstückparameter sind eine Untermenge der Vorgabeparameter. Feststehende Geräteparameter können ebenso zu den Vorgabeparametern gezählt werden. Default parameters are the constraints to be met in computer tomographic measurement, such as the total measurement time (measurement time) for one measurement or for several partial measurements in total, when using advanced measurement modes such as so-called raster tomography or local tomography (region of interest tomography), minimum and maximum radiation power meeting the photodetector (minimum and maximum radiation that can be detected). This measuring time is preferably restricted by the user to an upper limit value (maximum permissible measuring time) in order to ensure economic efficiency. Other simultaneously specified or alternatively specified default parameters are the limits desired by the user for the measurement precision or measurement deviation or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty. This ensures that the one measurement task or the several measurement tasks can be solved preferably taking into account the assigned tolerances. In contrast to the target parameters, the default parameters have to be adhered to precisely or within the limits of a tolerance, or they must only fall below or exceed a limit value, while the target parameters are usually optimized. The measurement task parameters and the workpiece parameters are a subset of the default parameters. Fixed device parameters can also be counted to the default parameters.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass als Vorgabeparameter einer oder mehrere der folgenden, falls und in dem Umfang wie nicht als Einstellparameter einstellbar, fest oder im Rahmen einer zulässigen Toleranz oder in Bezug auf einen Extremwert vorgegeben sind oder werden und berücksichtigt werden

  • – Messzeit oder maximal zulässige Messzeit, wobei vorzugsweise die Messzeit die maximal zulässige Messzeit unterschreiten darf,
  • – Messpräzision und/oder Messabweichung und/oder Messgenauigkeit, insbesondere Messunsicherheit oder erweiterte Messunsicherheit, für die Bestimmung zumindest einer dimensionellen Messgröße, oder Grenzwerte hierfür, vorzugsweise minimale Messpräzision und/oder maximale Messabweichung und/oder minimale Messgenauigeit, insbesondere maximale Messunsicherheit oder maximale erweiterte Messunsicherheit, vorzugsweise aus den Messaufgaben-Parametern abgeleitet,
  • – Strukturauflösung oder schlechteste zulässige Strukturauflösung (Mindeststrukturauflösung), vorzugsweise aus den Messaufgaben-Parametern abgeleitet,
  • – Messmodus wie Raster-Tomografie, Ausschnitts-Tomografie, Halbseiten-Tomografie oder Tomografie mit eingeschränktem Winkelbereich,
  • – Messaufgaben-Parameter,
  • – Werkstückparameter,
  • – Geräteparameter.
The invention is also distinguished by the fact that one or more of the following, if and to the extent that they can not be set as adjustment parameters, are fixed or within a permissible tolerance or with respect to an extreme value, or are and are taken into account as default parameters
  • - measurement time or maximum allowable measurement time, preferably the measurement time may be less than the maximum allowable measurement time,
  • Measurement precision and / or measurement deviation and / or measurement accuracy, in particular measurement uncertainty or extended measurement uncertainty, for the determination of at least one dimensional measurement variable, or limit values therefor, preferably minimum measurement precision and / or maximum measurement deviation and / or minimum measurement accuracy, in particular maximum measurement uncertainty or maximum expanded measurement uncertainty , preferably derived from the measurement task parameters,
  • - Structure resolution or worst permissible structure resolution (minimum structure resolution), preferably derived from the measurement task parameters,
  • Measurement mode such as raster tomography, tomography, half-page tomography or limited-angle tomography,
  • - measurement task parameters,
  • - workpiece parameters,
  • - Device parameters.

Geräteparameter sind Eigenschaften einer Computertomografieanlage bzw. der einzelnen Komponenten wie Röntgenquelle, Röntgendetektor und Drehtisch sowie gegebenenfalls Messachse oder Messachsen einer Computertomografieanlage und daher fest. Soll eine Auswahl der geeigneten Komponenten oder der geeigneten Computertomografieanlage erfolgen, sind die Parameter im Rahmen der verfügbaren Parameter variabel und damit zu den Einstellparametern zugehörig. Device parameters are properties of a computed tomography system or of the individual components such as X-ray source, X-ray detector and turntable and optionally measuring axis or measuring axes of a computed tomography system and therefore fixed. If a selection of the suitable components or the appropriate computed tomography system is to be made, the parameters are variable within the parameters available and thus belong to the setting parameters.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass als Geräteparameter einer oder mehrere der folgenden, falls und in dem Umfang wie nicht als Einstellparameter einstellbar, fest oder im Rahmen einer zulässigen Toleranz oder in Bezug auf einen Extremwert vorgegeben sind oder werden und berücksichtigt werden

  • – Eigenschaften der Röntgenquelle, insbesondere Dicke (bei Transmissionsröhren) bzw. Winkel (bei Reflexionsröhren) des Targets, Targetmaterial, Targetkühlung, Größe der maximalen Beschleunigungsspannung, Größe des maximalen Targetstroms, Größe der maximal zulässigen elektrischen Leistung, Zusammenhang zwischen elektrischer Leistung und Brennfleckgröße, und/oder notwendige Größe des elektrischen Brennflecks, und bevorzugt Größe des daraus resultierenden optischen Brennflecks,
  • – Filtermaterial und Dicke des einen Strahlfilters oder Filtermaterial- und -dicken-Kombination der mehreren Strahlfilter,
  • – Eigenschaften des Detektors, insbesondere Rauschverhalten des Detektors bzw. der Detektorpixel, Anzahl der Pixel, Größe der Pixel, minimale Integrationszeit, maximale Integrationszeit, Dicke des Szintillators, Material des Szintillators und/oder Abhängigkeit der Effizienz des Photodetektors von der Wellenlänge des im Szintillator generierten Lichts,
  • – Eigenschaften des Drehtisches, insbesondere Abweichungen beim Drehen wie Taumelfehler, Rundlauffehler und/oder Skalenfehler,
  • – Korrekturverfahren, insbesondere zur Korrektur von Drift und/oder Artefakten, wie beispielsweise Strahlaufhärtung und/oder Streustrahlung, und/oder Detektorkorrekturen, wie beispielsweise Verzeichnungskorrektur, Shadingkorrektur, Dunkelsignalkorrektur, Hellsignalkorrektor, Detektorverkippung und/oder Bad Pixel-Korrektur.
In particular, the invention is characterized in that as device parameters one or more of the following, if and to the extent not as adjustment parameters adjustable fixed or within an allowable tolerance or with respect to an extreme value are set and are taken into account and taken into account
  • X-ray source characteristics, in particular thickness (for transmission tubes) or angles (for reflection tubes) of the target, target material, target cooling, magnitude of the maximum acceleration voltage, size of the maximum target current, size of the maximum permissible electrical power, relationship between electrical power and focal spot size, and or required size of the electric focal spot, and preferably size of the resulting optical focal spot,
  • Filter material and thickness of one jet filter or filter material and thickness combination of the plurality of jet filters,
  • Characteristics of the detector, in particular noise behavior of the detector or detector pixels, number of pixels, size of the pixels, minimum integration time, maximum integration time, thickness of the scintillator, material of the scintillator and / or dependence of the efficiency of the photodetector on the wavelength of the scintillator generated light
  • Properties of the turntable, in particular deviations during turning, such as wobble errors, concentricity errors and / or scale errors,
  • Correction method, in particular for correction of drift and / or artifacts, such as beam hardening and / or scattered radiation, and / or detector corrections, such as distortion correction, shading correction, dark-signal correction, bright-signal corrector, detector tilt, and / or Bad pixel correction.

Die Messaufgaben-Parameter werden durch die Messaufgabe bestimmt und sind damit ebenso festgelegt. Messaufgaben-Parameter sind beispielsweise die Lage und Art der Verknüpfung von Messpunkten am Werkstück zur Bestimmung der dimensionellen Messgröße, wie beispielsweise Abstand, Durchmesser, Winkel, Geradheit, Rundheit, Ebenheit, Formabweichung, Position bzw. Positionstoleranz. The measuring task parameters are determined by the measuring task and are thus also defined. Measuring task parameters are, for example, the position and type of linking of measuring points on the workpiece for determining the dimensional measured variable, such as distance, diameter, angle, straightness, roundness, flatness, shape deviation, position or position tolerance.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass als Messaufgaben-Parameter einer oder mehrere der folgenden, falls und in dem Umfang wie nicht als Einstellparameter einstellbar, fest oder im Rahmen einer zulässigen Toleranz oder in Bezug auf einen Extremwert vorgegeben sind oder werden und berücksichtigt werden

  • – Lage und Art der Verknüpfung von Messpunkten am Werkstück zur Bestimmung der dimensionellen Messgröße, wie beispielsweise Abstand, Durchmesser, Winkel, Geradheit, Rundheit, Ebenheit, Formabweichung, Position bzw. Positionstoleranz,
  • – Strukturauflösung, die mindestens notwendig ist, um die zu messende Struktur getrennt von ihrer Umgebung zu messen,
  • – dem einen oder den mehreren zu bestimmenden dimensionellen Messgrößen zugeordnete Toleranz,
  • – Unterscheidung zwischen Messaufgabe – in 2D-Durchstrahlungsbildern, wobei Zielparameter Erkennbarkeit, vorzugsweise SNR (signal to noise ratio) und/oder CNR (contrast to noise ratio), im Durchstrahlungsbild, von beispielsweise Lunkern, Rissen, Montagezuständen, Materialgrenzen bei Multimaterialteilen, ist. – in 3D-Daten, insbesondere 3D-Oberflächendaten
  • – Werkstückparameter.
According to one particularly noteworthy proposal, it is provided that as measuring task parameters one or more of the following, if and to the extent that they can not be set as adjustment parameters, are fixed or within a permissible tolerance or with respect to an extreme value, and / or are taken into account and taken into account
  • - location and type of linking of measuring points on the workpiece to determine the dimensional measured variable, such as distance, diameter, angle, straightness, roundness, flatness, shape deviation, position or position tolerance,
  • - Structure resolution, which is at least necessary to measure the structure to be measured separately from its environment,
  • The tolerance associated with the one or more dimensional measures to be determined,
  • - Distinction between measuring task - in 2D radiographic images, where target parameter recognizability, preferably SNR (signal to noise ratio) and / or CNR (contrast to noise ratio), in the radiographic image, for example voids, cracks, mounting conditions, material limits in multi-material parts, is. - in 3D data, in particular 3D surface data
  • - workpiece parameters.

Es sind also erfindungsgemäß auch Messaufgaben oder Inspektionsaufgaben in Durchstrahlungsbildern vorgesehen. Hierbei sollen die Einstellparameter für die ideale 2D-Durchstrahlungsprüfung, wie beispielsweise Lunkererkennung, Risserkennung, Erkennung von Materialgrenzen an Multimaterialteilen oder Erkennung von Montagezuständen optimiert werden. Hier ist die beste Erkennbarkeit nicht zwangsläufig an den maximalen SNR (signal to noise ratio) oder CNR (contrast to noise ratio) gebunden, sondern abhängig von der konkreten Messaufgabe. Thus, according to the invention, measuring tasks or inspection tasks in radiographic images are also provided. Here, the setting parameters for the ideal 2D radiographic examination, such as void detection, crack detection, detection of material boundaries on multi-material parts or detection of mounting conditions are to be optimized. Here, the best recognizability is not necessarily bound to the maximum SNR (Signal to Noise Ratio) or CNR (Contrast to Noise Ratio), but depends on the specific measurement task.

Die Werkstückparameter ergeben sich aus dem zu messenden Werkstück oder den zu messenden Werkstücken und beinhalten die Geometrie und das Material oder die Materialien des Werkstücks. Unter Einbeziehung der Einstellparameter Position und Lage (Orientierung) des Werkstücks sowie gegebenenfalls weiterer Geräte- oder Einstellparameter wie beispielsweise der Strahlgeometrie, insbesondere Kegelwinkel der von der Röntgenquelle emittierten Strahlung, ergibt sich die maximale Durchstrahlungslänge sowie sämtliche Durchstrahlungslängen und damit auch die mittlere Durchstrahlungslänge. Wird zusätzlich zu den Durchstrahlungslängen sowie den Einstellparametern oder Vorgabeparametern (falls nicht einstellbar) das Spektrum der Röntgenstrahlung einbezogen, ergibt sich der Absorptionskoeffizient und damit die relative Schwächung der Röntgenstrahlung entlang eines jeweiligen Strahls als Linienintegral und unter Berücksichtigung der Strahlleistung die auf den Röntgendetektor auftreffende Strahlintensität. Unter Berücksichtigung der Detektoreffizienz, insbesondere der energieabhängigen Szintillator-Effizienz und der Effizienz des Photodetektors, lässt sich hieraus die Intensität der detektierten Strahlung bestimmen. Die Werkstückparameter können auch zu den Messaufgaben-Parametern gezählt werden, da die Messaufgabe zumeist mit dem konkreten Werkstück verknüpft ist. The workpiece parameters result from the workpiece to be measured or the workpieces to be measured and include the geometry and the material or materials of the workpiece. Taking into account the setting parameters position and position (orientation) of the workpiece and optionally further device or setting parameters such as the beam geometry, in particular cone angle emitted by the X-ray source radiation, the maximum transmission length and all transmission lengths and thus the average transmission length. If, in addition to the transmission lengths and the setting parameters or default parameters (if not adjustable), the spectrum of the X-radiation is included, the absorption coefficient and thus the relative attenuation of the X-radiation along a respective beam results as line integral and taking into account the beam power, the beam intensity incident on the X-ray detector. Taking into account the detector efficiency, in particular the energy-dependent scintillator efficiency and the efficiency of the photodetector, the intensity of the detected radiation can be determined from this. The workpiece parameters can also be counted among the measurement task parameters since the measurement task is usually linked to the specific workpiece.

Besonders hervorzuheben ist, dass als Werkstückparameter die Solldaten des oder der Werkstücke, insbesondere Material oder Materialzusammensetzung, und Geometrie des Werkstücks, berücksichtigt werden. It should be particularly emphasized that the desired data of the workpiece or workpieces, in particular material or material composition, and geometry of the workpiece are taken into account as workpiece parameters.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Solldaten des jeweiligen Werkstücks ermittelt werden aus

  • – einem CAD-Modell und vorzugsweise bekanntem Material bzw. bekannter Materialzusammensetzung des Werkstücks und/oder
  • – Messung von Oberflächenpunkten mit einem Koordinatenmessgerät und/oder
  • – Messung des Werkstücks mittels Computertomografie, insbesondere einer Schnell-Tomografie mit verringerter Messzeit, insbesondere mit eingeschränkter Anzahl von Winkelstellungen, in denen Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden, und/oder eingeschränkter Detektorauflösung und/oder eingeschränkter Bit-Tiefe des Detektors und/oder vergrößertem Kegelwinkel der ausgenutzten Röntgenstrahlung und/oder verringerter Integrationszeit bei der Bildaufnahme und/oder verringerter Anzahl von Bildmittelungen je Drehstellung.
  • – einem oder mehreren Durchstrahlungsbildern, wobei die Durchstrahlungsbilder vorzugsweise vorverarbeitet, insbesondere normiert und/oder logarithmiert und/oder gefiltert, insbesondere Hochpaß gefiltert sind, und wobei aus den dem Linienintegral der Schwächungswerte entlang der Durchstrahlungslinie zwischen jeweiligem Detektorpixel und Brennfleck entsprechenden Grauwerten der Durchstrahlungsbilder die Schwächungswerte entlang der Durchstrahlungslinie ermittelt werden,
  • – Vorwissen über die maximale und ggf. mittlere Durchstrahlungslänge und das Material des Werkstücks.
Furthermore, the invention is characterized in that the desired data of the respective workpiece are determined
  • A CAD model and preferably known material or known material composition of the workpiece and / or
  • - Measurement of surface points with a coordinate measuring machine and / or
  • - Measurement of the workpiece by means of computed tomography, in particular a rapid tomography with reduced measurement time, in particular with a limited number of angular positions in which transmission images are taken, and / or limited detector resolution and / or limited bit depth of the detector and / or increased cone angle of the exploited X-radiation and / or reduced integration time during image acquisition and / or reduced number of image averages per rotational position.
  • One or more radiographic images, wherein the radiographic images are preferably preprocessed, in particular normalized and / or logarithmized and / or filtered, in particular high-pass filtered, and wherein the line integral of the attenuation values along the transmission line between respective ones Detector pixels and focal spot corresponding gray values of the transmission images the attenuation values along the transmission line are determined
  • - Previous knowledge about the maximum and, if necessary, average transmission length and the material of the workpiece.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass mittels der Modellgleichung die Messpräzision oder Messabweichung oder Messunsicherheit nach dem Ansatz der DIN ENV 13005 (Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen) für die zu der jeweiligen dimensionellen Messgröße zu verknüpfenden Einzelpunkte berechnet wird, wobei vorzugsweise bei der Verknüpfung der Einzelpunkte ebenfalls der Ansatz der DIN ENV 13005 verwendet wird. In particular, the invention is characterized in that by means of the model equation the measurement precision or measurement deviation or measurement uncertainty according to the approach of DIN ENV 13005 (Guide to specifying the uncertainty in measuring) is calculated for the individual points to be linked to the respective dimensional measure, preferably in the connection of the individual points also the approach of DIN ENV 13005 is used.

Folgendes Beispiel zeigt eine abstrahierte Modellgleichung. u = f(u1, u2, M) The following example shows an abstracted model equation. u = f (u 1 , u 2 , M)

Hierbei bezeichnet M die Messaufgabenparameter (hier beispielhaft für die Bestimmung eines Abstands zwischen zwei Punkten) und u1 bzw. u2 die Standardabweichung, also ein Maß für die Messpräzision (Streuung der Messwerte um den Erwartungswert), für hier beispielhaft zwei Messpunkte, zwischen denen ein Maß (der Abstand) bestimmt werden soll. In diesem einfachen Fall führen die Messaufgabenparameter M dazu, dass die Standardabweichung u für den Abstand die Quadratwurzel auf der Summe der Quadrate von u1 und u2 beträgt. u1 und u2 selbst ergeben sich jeweils wiederum aus einer Modellgleichung: u1, u2 = f(E, G, V) wobei E die Einstellparameter (z.B. Röhrenspannung UB, Targetstrom IT, Anzahl der Drehstellungen bzw. Projektionen nP, Anzahl der Bildmittelungen tI, Fokus-Detektor-Distanz FDD, Fokus-Objekt-Distanz FOD, Abbildungsmaßstab M als Funktion von FDD und FOD, Filterdicke lFilter, Filtermaterial), G die Geräteparameter (z.B. Röhrenspannung, Szintillatorparameter, Photodetektorparameter, Parameter der digitalen Verarbeitung) und V die Vorgabeparameter (z.B. Messzeit, Strukturauflösung) sind. In this case, M denotes the measurement task parameters (here by way of example for the determination of a distance between two points) and u 1 or u 2 the standard deviation, ie a measure of the measurement precision (scattering of the measured values by the expected value), for example two measuring points between them a measure (the distance) is to be determined. In this simple case, the measurement task parameters M result in the standard deviation u for the distance being the square root on the sum of the squares of u 1 and u 2 . u 1 and u 2 themselves each result from a model equation: u 1 , u 2 = f (E, G, V) where E is the setting parameters (eg, tube voltage U B , target current I T , number of rotational positions or projections n P , number of image averages t I , focus-detector distance FDD, focus-object distance FOD, magnification M as a function of FDD and FOD, filter thickness l filter , filter material), G are the device parameters (eg tube voltage, scintillator parameters, photodetector parameters, digital processing parameters) and V are the default parameters (eg measuring time, structure resolution).

Gesucht wird im Beispiel der Satz von Einstellparametern E, der zu einem minimalen u (Standardabweichung für den Abstand der beiden Messpunkte) führt. In the example, the set of adjustment parameters E is sought, which leads to a minimum u (standard deviation for the distance between the two measurement points).

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass mehrere Messaufgaben, insbesondere mehrere dimensionelle Messgrößen beschreibende Messaufgaben-Parameter berücksichtigt werden, wobei vorzugsweise als Vorgabeparameter zumindest die maximal zulässige Messzeit berücksichtigt wird. Preferably, it is provided that a plurality of measuring tasks, in particular measuring task parameters describing a plurality of dimensional parameters, are taken into account, wherein at least the maximum permissible measuring time is preferably taken into account as the default parameter.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die eine oder mehreren berücksichtigten Messgrößen unter Berücksichtigung der jeweils zugehörigen Toleranz fähig gemessen werden können, insbesondere den Messgrößen zugeordnete Messpräzisionen oder Messabweichungen oder Messunsicherheiten mindestens 5 mal geringeren, bevorzugt mindestens 10 mal geringeren Wert als jeweilige Toleranz aufweisen, wobei vorzugsweise als Vorgabeparameter zumindest die maximal zulässige Messzeit berücksichtigt wird. In particular, the invention is characterized in that the one or more considered measured variables can be measured taking into account the respective associated tolerance, in particular measuring magnitudes or measurement deviations or measurement uncertainties assigned to the measured variables have at least 5 times lower, preferably at least 10 times lower value than the respective tolerance , wherein preferably at least the maximum permissible measuring time is taken into account as a default parameter.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass die Einstellparameter so eingestellt werden, dass möglichst wenige und/oder gering ausgebildete Artefakte auftreten, insbesondere gering ausgebildete

  • – Strahlaufhärtung und/oder
  • – Kegelstrahlartefakte und/oder
  • – Aliasing-Artefakte und/oder
  • – Off-Focal-Effekte und/oder
  • – Streustrahlung und/oder
  • – Bragg-Reflektion und/oder
  • – Drift, insbesondere zwischen zumindest zwei der Komponenten Drehtisch, Werkstück, Detektor und Röntgenquelle.
Preferably, the invention provides that the setting parameters are adjusted so that as few and / or low-trained artifacts occur, in particular low-trained
  • - beam hardening and / or
  • - cone beam artifacts and / or
  • - aliasing artifacts and / or
  • - off-focal effects and / or
  • - scattered radiation and / or
  • Bragg reflection and / or
  • Drift, in particular between at least two of the components turntable, workpiece, detector and X-ray source.

Hierzu ist beispielsweise vorgesehen, dass Strahlfilter eingesetzt werden, um das Spektrum der von der Röntgenröhre abgegebene Röntgenstrahlung zu beeinflussen, insbesondere im ausgewählte Frequenzbereiche zu beschneiden oder diese zumindest zu schwächen, um schmalbandigere Strahlung zu erzeugen. Die Position des Strahlfilters ist zumeist direkt am Austrittsfenster der Röntgenstrahlung der Röntgenröhre, also fest und damit ein Geräteparameter. Dicke und Material des Strahlfilters sind Einstellparameter, falls der eingesetzte Computertomograf einen Filterwechsel aufweist. Ebenso werden Schlitzblenden zur inbesondere Verringerung von Streustrahlung eingesetzt. Diese werden zumeist zwischen dem Brennfleck und dem Werkstück angeordnet. Die genaue Position und ob überhaupt eine Schlitzblende einzusetzen ist, sind Einstellparameter). For this purpose, it is provided, for example, that beam filters are used to influence the spectrum of the X-ray emitted by the X-ray tube, in particular to cut in the selected frequency ranges or at least to weaken them in order to generate narrowband radiation. The position of the beam filter is usually directly at the exit window of the X-ray radiation of the X-ray tube, ie fixed and thus a device parameter. The thickness and material of the beam filter are setting parameters if the computer tomograph used has a filter change. Likewise slit diaphragms are used for the reduction of stray radiation in particular. These are usually arranged between the focal spot and the workpiece. The exact position and whether any slit diaphragm is to be used are adjustment parameters).

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass in der Modellgleichung der Einfluss durch die Einspannvorrichtung für das Werkstück berücksichtigt wird, insbesondere Werkstückverformung und/oder Drift des Werkstücks in Bezug auf den Drehtisch und/oder Detektor und/oder Röntgenquelle, und/oder Einschränkung des für die Werkstückmessung verfügbaren Messbereichs und/oder verfügbarer Vergrößerung. Furthermore, the invention is characterized in that in the model equation, the influence of the jig for the workpiece is taken into account, in particular workpiece deformation and / or drift of the workpiece with respect to the turntable and / or detector and / or X-ray source, and / or restriction the measuring range available for the workpiece measurement and / or the available magnification.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zur Berechnung oder angenäherten Ermittlung und/oder Optimierung der Strukturauflösung die MTF (Modulationsübertragungsfunktion) in Abhängigkeit zumindest einiger der Einstellparameter und zumindest einiger der Geräteparameter, verwendet wird, wobei in der MTF bevorzugt berücksichtigt werden die Brennfleckgröße, vorzugsweise die Position und Lage (Orientierung) des Werkstücks, die Detektorauflösung, vorzugsweise die Pixelapertur, und die Pixelgröße. In particular, the invention is characterized in that the MTF (modulation transfer function) is used for calculating or approximating and / or optimizing the structure resolution as a function of at least some of the adjustment parameters and at least some of the device parameters, wherein the focal spot size is preferably taken into account in the MTF. preferably the position and position (orientation) of the workpiece, the detector resolution, preferably the pixel aperture, and the pixel size.

Die MTF ist ein weiterer Einstellparameter der erfindungsgemäß berücksichtigt werden kann, da sich dieser auf die Verwaschung des Objektkontrasts auswirkt. Die MTF ist als Zwischengröße zu interpretieren. Sie resultiert aus den Einstell- und Geräteparametern und wirkt sich auf die zu optimierenden Parameter aus. The MTF is a further adjustment parameter which can be taken into account according to the invention, since this affects the blurring of the object contrast. The MTF is to be interpreted as intermediate size. It results from the setting and device parameters and has an effect on the parameters to be optimized.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Modellgleichung modular erweiterbar ist um ggf. hinzukommende oder zusätzlich zu berücksichtigende Einstellparameter oder Geräteparameter wie beispielsweise für die Artefaktkorrektur eingesetzte oder andere Korrekturalgorithmen, wie beispielsweise Detektorkorrekturen wie Verzeichnungskorrektur, Shadingkorrektur, Dunkelsignalkorrektur, Hellsignalkorrektor, Detektorverkippung, Bad Pixel-Korrektur oder ähnliches, die fest berücksichtigt werden (Geräteparameter) oder einstellbar sind (Einstellparameter). Preferably, it is provided that the model equation is modularly expandable to possibly added or additional adjustment parameters or device parameters such as used for artifact correction or other correction algorithms, such as detector corrections such as distortion correction, shading correction, dark signal correction, Hellsignalkorrektor, detector tilt, Bad pixel correction or similar, which are taken into account (device parameters) or adjustable (setting parameters).

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Simulation ausgelegt und/oder optimiert wird

  • – für eine Schnelleinstellung der Einstellparameter, wobei die Simulation bevorzugt mit verringerter als der maximal möglichen Genauigkeit durchgeführt wird (Schnell-Simulation) und/oder
  • – für eine vereinfachte Simulation unter Verwendung einer eingeschränkten Anzahl von Parametern (Gerätparameter, Einstellparameter, Vorgabeparameter, Messaufgaben-Parameter und/oder Werkstückparameter)
  • – durch empirischen Vergleich mit der computertomografischen Messung des Werkstücks, wobei das Modell entsprechend der Abweichungen korrigiert wird, wobei vorzugsweise Skalierungsfaktoren und/oder Korrekturkennlinien anhand von Kalibrierpunkten aus Messungen mit verschiedenen Einstellparametern verwendet werden und/oder wobei das Modell auf weitere Messobjekte ähnlicher Geometrie und Materials übertragen wird und/oder
  • – durch Modellanpassung bei Verschleiß der Komponenten des Computertomografen und/oder
  • – durch Modell-Interpolation innerhalb des Parameterraums der Einstellparameter und/oder Modell-Extrapolation über den Parameterraum der Einstellparameter hinaus, anhand von Stützstellen und/oder
  • – Modell-Extrapolation über den Parameterraum der Werkstückparameter, also Übertragung auf andere Werkstücke, vorzugsweise anhand gemessener Werkstücke und/oder
  • – für eine Schnelleinstellung der Einstellparameter, wobei die Simulation bevorzugt mit verringerter als der maximal möglichen Genauigkeit durchgeführt wird (Schnell-Simulation) und/oder
  • – für eine vereinfachte Simulation unter Verwendung einer eingeschränkten Anzahl von Parametern (Gerätparameter, Einstellparameter, Vorgabeparameter, Messaufgaben-Parameter und/oder Werkstückparameter).
In particular, the invention is characterized in that the simulation is designed and / or optimized
  • For a quick adjustment of the setting parameters, wherein the simulation is preferably carried out with less than the maximum possible accuracy (fast simulation) and / or
  • For a simplified simulation using a limited number of parameters (device parameters, setting parameters, default parameters, measuring task parameters and / or workpiece parameters)
  • By empirical comparison with the computer tomographic measurement of the workpiece, wherein the model is corrected according to the deviations, wherein preferably scaling factors and / or correction characteristics are used from calibration points from measurements with different setting parameters and / or wherein the model is based on further measurement objects of similar geometry and material is transmitted and / or
  • - By model adaptation in case of wear of the components of the computer tomograph and / or
  • By model interpolation within the parameter space of the setting parameters and / or model extrapolation beyond the parameter space of the setting parameters, by means of interpolation points and / or
  • - Model extrapolation on the parameter space of the workpiece parameters, ie transfer to other workpieces, preferably based on measured workpieces and / or
  • For a quick adjustment of the setting parameters, wherein the simulation is preferably carried out with less than the maximum possible accuracy (fast simulation) and / or
  • - for a simplified simulation using a limited number of parameters (device parameters, setting parameters, default parameters, measurement task parameters and / or workpiece parameters).

Bei der Simulation wird erfindungsgemäß die Strahlgeometrie der Röntgenstrahlung berücksichtigt. Bei der vereinfachten Simulation werden beispielsweise vereinfachte Strahlgeometrien anhand des Zentralstrahls berücksichtigt. In the simulation, the beam geometry of the X-ray radiation is considered according to the invention. Simplified simulation, for example, takes into account simplified beam geometries based on the central beam.

Ebenso kann die Simulation auch für einen Worst Case Fall (schlechteste zu erwartende Messpräzision bzw. Messunsicherheit) ausgeführt werden. Anstatt der genauen Werkstückdaten wird die Simulation dann mit mittleren Durchstrahlungslängen oder maximalen Durchstrahlungslängen und Materialvorgaben durchgeführt, die beispielsweise als eingeschränkte Randbedingungen bekannt sind. Zu diesen Randbedingungen kann auch das Vorliegen eines Standardmodells wie Kugel, Quader, Rohr oder ähnliches gehören. Likewise, the simulation can also be carried out for a worst-case case (worst possible measurement precision or measurement uncertainty). Instead of the exact workpiece data, the simulation is then carried out with average transmission lengths or maximum transmission lengths and material specifications, which are known, for example, as limited boundary conditions. These boundary conditions may include the existence of a standard model such as sphere, cuboid, pipe or the like.

Es ist insbesondere auch vorgesehene, eine empirische Verbesserung der automatisierten Einstellung der Einstellparameter durch ein wissensbasiertes System zur Verbesserung der Modelleigenschaften einzusetzen. Hierbei erfolgt eine Korrektur des Modells bei und anhand geänderter Übertragungsfunktionen. Dies betrifft Geräte- und Einstellparameter, die über die Zeit driften können. Beispielsweise erfolgt eine Beobachtung des Röntgenröhrenverschleiß, des Detektorverschleiß, wobei die Überwachung des Verschleißzustandes durch Auswertung des Skalierungsfaktors anhand der Überprüfung der Korrektur erfolgt. Die Überprüfung erfolgt beispielsweise durch Vergleich mit der computertomografischen Messung des Werkstücks. In particular, it is also envisaged to use an empirical improvement of the automated setting of the setting parameters by a knowledge-based system for improving the model properties. In this case, a correction of the model takes place with and based on changed transfer functions. This affects device and setting parameters that may drift over time. For example, an observation of the X-ray tube wear, the detector wear, whereby the monitoring of the state of wear by evaluating the scaling factor based on the verification of the correction takes place. The check is made for example by comparison with the computer tomographic measurement of the workpiece.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass die Position und/oder Lage (Orientierung) und/oder etwaige Form bzw. Abmessungen des Werkstücks auf dem Drehtisch erkannt wird (Werkstückerkennung) anhand von zumindest zwei Durchstrahlungsbildern in verschiedenen Drehstellungen des Drehtischs oder anhand einer Schnell-Tomografie und/oder anhand einer zusätzlichen Kamera. Preferably, the invention provides that the position and / or position (orientation) and / or any shape or dimensions of the workpiece on the turntable is detected (workpiece detection) based on at least two radiographic images in different rotational positions of the turntable or on the basis of a fast tomography and / or by means of an additional camera.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Position und/oder Lage (Orientierung) des Werkstücks (Werkstückausrichtung) auf dem Drehtisch automatisch oder halbautomatisch eingestellt wird, um den Zielparameter zu erreichen bzw. zu optimieren, insbesondere größte Messpräzision und/oder geringste Messabweichung und/oder größte Genauigkeit, besonders bevorzugt geringste Messunsicherheit, zu erreichen, wobei Werkstückerkennung und Werkstückausrichtung vorzugsweise iterativ erfolgen. In particular, the invention is characterized in that the position and / or position (orientation) of the workpiece (workpiece alignment) is set automatically or semi-automatically on the turntable in order to achieve or optimize the target parameter, in particular the largest measurement precision and / or smallest measurement error and / or highest accuracy, particularly preferably lowest measurement uncertainty, workpiece recognition and workpiece alignment preferably being carried out iteratively.

Die Ausrichtung des Messobjekts im Strahlengang bei iterativem Vorgehen sollte zur Vermeidung von Kollisionen beim Drehen des Drehtisches zunächst in möglichst geringer Vergrößerung starten. Ist das Werkstück dann grob erkannt, kann in höherer Vergrößerung eine genauere Erfassung des Werkstücks ohne Kollisionsrisiko erfolgen. The alignment of the measurement object in the beam path during iterative procedure should start at the lowest possible magnification to avoid collisions when turning the turntable. If the workpiece is then roughly recognized, a more accurate detection of the workpiece without collision risk can take place at a higher magnification.

Die Ausrichtung des Messobjekts im Strahlengang, um ideale Messpräzision oder Messunsicherheit zu erreichen, ist dabei nicht zwangsläufig an die maximale Vergrößerung gebunden, wie nach dem Stand der Technik zumeist gefordert. Erfindungsgemäß wird nämlich die Vergrößerung als Einstellparameter, sofern einstellbar, berücksichtigt, aber auch alternative Messmodi wie die Raster-Tomografie oder die Ausschnittstomografie (region of interest-Tomografie). Hierbei ist jedoch der Einfluss auf die Messzeit durch die Mehrfachmessung zu berücksichtigen. The alignment of the measurement object in the beam path to achieve ideal measurement precision or measurement uncertainty is not necessarily bound to the maximum magnification, as required by the prior art mostly. According to the invention, the magnification is taken into account as an adjustment parameter, if adjustable, but also alternative measurement modes such as raster tomography or excision tomography (region of interest tomography). However, the influence on the measuring time due to the multiple measurement has to be considered.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass das Modell für einen Linearbeschleuniger ausgelegt ist, wobei insbesondere der Paarbildungseffekt in die Modellgleichung und die Simulation einbezogen wird. According to a proposal to be particularly emphasized, it is provided that the model is designed for a linear accelerator, in particular the pairing effect being included in the model equation and the simulation.

Besonders hervorzuheben ist, dass bei Vorliegen von Multimaterialteilen, wobei die Erkennung vorzugsweise mittels Schnell-Tomografie erfolgt, die Simulation auf einen oder mehrere Materialübergänge optimiert wird, an denen die zu messenden dimensionellen Messgrößen vorliegen. Particularly noteworthy is that in the presence of multi-material parts, wherein the detection is preferably carried out by means of rapid tomography, the simulation is optimized for one or more material transitions, in which the measured dimensional variables to be measured are present.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass das Verfahren zur automatischen oder halb automatischen Bestimmung von Einstellparametern für eine Computertomografie in einer Messsoftware (Software) ausgeführt wird. A particularly noteworthy proposal is that the method for the automatic or semi-automatic determination of setting parameters for a computer tomography in a measurement software (software) is performed.

Die Software zur Umsetzung des Verfahrens zur automatischen oder halb automatischen Bestimmung von Einstellparametern für eine Computertomografie ist nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag mit der Steuerung des Computertomografen, insbesondere der Steuerung des den Computertomografen enthaltenden Koordinatenmessgerätes verbunden. The software for implementing the method for the automatic or semi-automatic determination of setting parameters for a computer tomography is connected to a particularly noteworthy proposal with the control of the computer tomograph, in particular the control of the computer tomograph coordinate measuring machine.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre eines Sensors, bevorzugt Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors, zur Inspektion und/oder Messung, vorzugsweise dimensionellen Messung, eines Werkstücks. The subject of an independent invention is a method for adjusting the focal spot size of an x-ray tube of a sensor, preferably a computed tomography sensor or radiography sensor or laminography sensor, for inspection and / or measurement, preferably dimensional measurement, of a workpiece.

Bei den bekannten Verfahren zur Durchstrahlung von Werkstücken, wie beispielsweise vorliegend in der Computertomografie, Laminografie oder Radiografie, wird die erreichbare Strukturauflösung (Detailerkennbarkeit) zumindest bestimmt durch die Größe des Brennflecks der zur Abbildung verwendeten Röntgenröhre, die Anzahl der Pixel des zur Detektion der Durchstrahlungsbilder verwendeten, zumeist matrixförmigen Detektors in Verbindung mit dem vorliegenden geometrischen Abbildungsmaßstab, und ggf. weiterer Größen wie beispielsweise der Anzahl der Drehschritte, in denen Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden. Hierbei wirkt die Brennfleckgröße nur dann einschränkend, wenn eine gewisse Mindestgröße überschritten wird. Wird also stets mit sehr kleinen Brennfleckgrößen gearbeitet, ist zwar keine weitere Verschlechterung der Strukturauflösung vorliegend, jedoch kann einerseits nur mit geringen Strahlleistungen gearbeitet werden und andererseits ist der Verschleiß des Targetmaterials der Röntgenröhre höher als notwendig. In the known methods for irradiating workpieces, such as in the present case in computed tomography, laminography or radiography, the achievable structure resolution (detail detectability) is determined at least by the size of the focal spot of the X-ray tube used for imaging, the number of pixels of the radiation images used for the detection , usually matrix-shaped detector in conjunction with the present geometric magnification, and possibly other variables such as the number of rotational steps in which radiographic images are recorded. In this case, the focal spot size only has a limiting effect if a certain minimum size is exceeded. If, therefore, work is always carried out with very small focal spot sizes, although there is no further deterioration of the pattern resolution, on the one hand, only low beam powers can be used and, on the other hand, the wear of the target material of the x-ray tube is higher than necessary.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den Brennfleck so einzustellen, dass der Verschleiß minimiert, bzw. die Leistung, die zur Verfügung steht maximiert werden kann, aber dennoch die Messsaufgabe gelöst wird und keine weitere Einschränkung der Strukturauflösung vorliegt. It is therefore an object of the present invention to set the focal spot in such a way that the wear minimizes, or the power that is available can be maximized, but nevertheless the measuring task is solved and there is no further restriction of the structural resolution.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die ohne Berücksichtigung der Brennfleckgröße vorliegende Strukturauflösung ermittelt wird, insbesondere in dem die Grenzfrequenz der Modulationsübertragungsfunktion (MTF) des Gesamtsystems ohne Berücksichtigung des Brennflecks bestimmt wird und anschließend der Brennfleck so groß eingestellt wird, dass gerade keine weitere Verschlechterung der Strukturauflösung vorliegt, also die gleiche Grenzfrequenz für die Modulationsübertragungsfunktion unter Berücksichtigung des Brennflecks vorliegt. To solve the invention provides that the present without consideration of the focal spot size structure resolution is determined, in particular in which the cutoff frequency of the modulation transfer function (MTF) of the entire system is determined without regard to the focal spot and then the focal spot is set so large that just no further deterioration the structure resolution is present, so the same cutoff frequency for the modulation transfer function, taking into account the focal spot is present.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre eines Sensors, bevorzugt Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors, zur Inspektion und/oder Messung, vorzugsweise dimensionellen Messung, eines Werkstücks, wobei Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Orientierungen, insbesondere mittels eines Drehtisches eingestellten Drehstellungen, zwischen Werkstück und Sensor mit einem Detektor, vorzugsweise flächenhaften Detektor, insbesondere Röntgendetektor, aufgenommen werden, und wobei aus den Durchstrahlungsbildern mittels Rekonstruktion Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks bestimmt werden, und vorzugsweise aus den Volumendaten mittels Oberflächenextraktion Messpunkte (Messdaten) erzeugt und zur dimensionellen Messung verwendet werden, vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass die größtmögliche Brennfleckgröße eingestellt wird, die zu keiner zusätzlichen Einschränkung der Strukturauflösung der Volumendaten (Voxeldaten) und/oder Messdaten führt, wobei die ohne Berücksichtigung der Brennfleckgröße vorliegende Strukturauflösung berücksichtigt wird, welche sich zumindest aus der eingestellten Voxelgröße und/oder der in die Objektebene projizierten Pixelgröße des Detektors ergibt. The invention provides a method for adjusting the focal spot size of an x-ray tube of a sensor, preferably a computed tomography sensor or radiography sensor or laminography sensor, for inspection and / or measurement, preferably dimensional measurement, of a workpiece, whereby transmission images of the workpiece are set in several orientations, in particular by means of a turntable Rotational positions, between workpiece and sensor with a detector, preferably planar detector, in particular X-ray detector, and wherein from the radiographic images by volume data (voxel volume) of the workpiece are determined, and preferably from the volume data by means of surface extraction measurement points (measured data) generated and used for dimensional measurement, before that is characterized in that the maximum focal spot size is set, which leads to no additional restriction of the structure resolution of the volume data (voxel data) and / or measurement data, taking into account the present without consideration of the focal spot size structure resolution, which is at least from the set voxel size and / or projected into the object plane pixel size of the detector results.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Brennfleckgröße kleiner oder gleich der projizierten Pixelgröße in der Objektebene bzw. kleiner oder gleich der Voxelgröße eingestellt wird. In particular, the invention is characterized in that the focal spot size is set to be smaller than or equal to the projected pixel size in the object plane or less than or equal to the voxel size.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist eine Computertomografie-Vorrichtung (Computertomograf) mit zwei Röntgenröhren und ein Verfahren zum Betreiben des Computertomografen. The subject matter of an independent invention is a computer tomography device (computer tomography) with two x-ray tubes and a method for operating the computer tomograph.

Bei mittels Computertomografie schwierig zu durchstrahlenden Werkstücken sind mitunter mehrere Teilmessungen mit unterschiedlicher Röntgenstrahlung notwendig. Dies betrifft beispielsweise Werkstücke mit stark unterschiedlichen oder sehr großen Durchstrahlungslängen und Multimaterial-Werkstücke aus Werkstoffen stark unterschiedlicher Dichte, also mit stark unterschiedlichem Absorptionsverhalten gegenüber Röntgenstrahlung (z. B. Kunststoff und Stahl). Insbesondere für das genaue dimensionelle Messen sind ansonsten auftretende Artefakte störend. Die unterschiedliche Röntgenstrahlung wird nach dem Stand der Technik durch die Veränderung der Einstellparameter, insbesondere Strahlleistung der Röntgenstrahlung bzw. verwendetes Spektrum der Röntgenstrahlung, zur Verfügung gestellt. Die dabei entstehenden Teilergebnisse werden auf der Ebene der Durchstrahlungsbilder oder daraus rekonstruierter Volumendaten fusioniert. Ein mögliches Verfahren zur Reduzierung von Artefakten bei Multimaterial-Werkstücken beschreibt beispielhaft die DE 102012100150 A1 der Anmelderin, wobei hier nur eine Röntgenröhre zum Einsatz kommt. When using computer tomography difficult to be irradiated workpieces sometimes several partial measurements with different X-rays are necessary. This applies, for example, to workpieces with widely differing or very large transmission lengths and multi-material workpieces made of materials of very different density, ie with greatly differing absorption behavior with respect to X-ray radiation (eg plastic and steel). In particular, for accurate dimensional measurement otherwise occurring artifacts are disturbing. The different X-ray radiation is made available according to the prior art by changing the setting parameters, in particular the beam power of the X-ray radiation or the used spectrum of X-ray radiation. The resulting partial results are fused on the level of the radiographic images or reconstructed volume data. One possible method of reducing artifacts in multi-material workpieces exemplifies the DE 102012100150 A1 the applicant, in which case only an X-ray tube is used.

Bei besonders schwer zu messenden Werkstücken oder besonders hohen Genauigkeitsanforderungen an die dimensionelle Messung können die notwendigen Unterschiede in der einzusetzenden Röntgenstrahlung jedoch nicht mehr durch eine einzelne Röntgenröhre realisiert werden. Mögliche Strahlspektren und Brennfleckgrößen im Zusammenhang mit der benötigten Strahlleistung unterscheiden sich für die verschiedenen verfügbaren Röntgenröhren (Makro-Fokus, Mini-Fokus, Mikro-Fokus, Nano-Focus, offene Röhren, geschlossene Röhren, Röhren mit Transmissionstarget, Röhren mit Reflexionstarget, ...) sehr stark, so dass der Einsatz nur einer Röhre lediglich begrenzte Möglichkeiten eröffnet. Zudem ist nachteilig, dass beim Umschalten der Einstellparameter einer Röhre ein stabiler Zustand (Brennfleckposition, Strahlleistung, ...) abgewartet werden muss, wodurch Zeitverluste auftreten. However, in the case of particularly difficult to measure workpieces or particularly high accuracy requirements for the dimensional measurement, the necessary differences in the X-ray radiation to be used can no longer be realized by a single X-ray tube. Possible beam spectra and focal spot sizes related to the required beam power are different for the different available x-ray tubes (macro focus, mini focus, micro focus, nano focus, open tubes, closed tubes, tubes with transmission target, tubes with reflection target, .. .) very strong, so that the use of only one tube opens only limited possibilities. Another disadvantage is that when switching the setting parameters of a tube, a stable state (focal spot position, beam power, ...) must be awaited, whereby time losses occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher auch, komplexe Werkstücke mit stark unterschiedlichen Durchstrahlungslängen oder Multimaterial-Werkstücke aus Werkstoffen unterschiedlicher Röntgenabsorption genau und möglichst schnell zu untersuchen, insbesondere dimensionell zu messen. Dies soll kostengünstig und schnell in einem Gerät (Computertomografen) erfolgen, möglichst ohne das Werkstück umspannen zu müssen. Hierbei muss zudem sichergestellt werden, dass die aus den Teilmessungen resultierenden Messdaten räumlich einander genau zugeordnet werden, also in einem gemeinsamen Koordinatensystem vorliegen, damit die Datenfusion zu keinen oder möglichst kleinen Messabweichungen führt. Dies ist bei Verwendung der erfindungsgemäß vorgesehenen mehreren, insbesondere zwei Röntgenröhren besonders zu beachten, da diese relativ zum zu untersuchenden Werkstück bewegt werden müssen. Object of the present invention is therefore also to examine complex workpieces with very different transmission lengths or multi-material workpieces from materials of different X-ray absorption accurately and as quickly as possible, in particular to measure dimensionally. This should be done inexpensively and quickly in one device (computer tomograph), if possible without having to re-clamp the workpiece. In this case, it must also be ensured that the measurement data resulting from the partial measurements are spatially exactly assigned to one another, ie present in a common coordinate system, so that the data fusion leads to no or as small as possible measurement deviations. This is particularly important when using the inventively provided several, in particular two x-ray tubes, since they must be moved relative to the workpiece to be examined.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass das Werkstück automatisch mit zwei separaten im Computertomografen integrierten Röntgenröhren gemessen wird, die mit unterschiedlichen Einstellparametern, also mit unterschiedlicher Röntgenstrahlung, betrieben werden. Es kann sich dabei um baugleiche oder unterschiedliche Röntgenquellen, wie beispielsweise der zuvor genannten Aufzählung zu entnehmen, handeln. Beide Röntgenquellen werden durch eine einheitliche Steuerung angesteuert und die Ergebnisse der Teilmessungen werden einer einheitlichen Software zur Verfügung gestellt und durch diese ausgewertet. Die Auswertung umfasst dabei auch die Kombination (Fusion) der beiden Teilergebnisse, wobei Durchstrahlungsbilder oder Volumendaten fusioniert werden. To solve the invention provides that the workpiece is measured automatically with two separate integrated in CT scanners X-ray tubes, which are operated with different setting parameters, ie with different X-rays. It may be identical or different X-ray sources, such as the aforementioned list, act. Both X-ray sources are controlled by a uniform control and the results of the partial measurements are made available to a uniform software and evaluated by them. The evaluation also includes the combination (fusion) of the two partial results, in which radiographic images or volume data are fused.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zum Betreiben eines Computertomografen, umfassend zumindest einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, einen Drehtisch zur Aufnahme eines zu messende Werkstücks und eine erste und eine zweite Röntgenquelle, vor, wobei bei Verwendung jeweils einer Röntgenquelle Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Drehstellungen des Werkstücks relativ zur Röntgensensorik (Röntgenquelle und Röntgendetektor) mit dem Röntgendetektor aufgenommen werden, und wobei aus den Durchstrahlungsbildern mittels Rekonstruktion Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks berechnet werden, und wobei vorzugsweise Oberflächenpunkten (Messpunkten) mittels Extraktion aus den Volumendaten ermittelt werden und die Messpunkte zum Zwecke der dimensionellen Messung des Werkstücks verknüpft werden, dass sich dadurch auszeichnet, dass das Werkstück mit zwei in dem Computertomografen integrierten und mit derselben Steuerung und Software verbundenen Röntgenröhren automatisch gemessen wird, wobei die beiden Röntgenröhren mit unterschiedlichen Einstellparametern betrieben werden, vorzugsweise mit unterschiedlichen Röntgenspektren betrieben werden, und die mit beiden Röntgenröhren ermittelten Durchstrahlungsbilder oder Volumendaten durch die Steuerung und/oder Software kombiniert und gemeinsam ausgewertet werden. The invention provides for the solution a method for operating a computer tomograph comprising at least one X-ray detector, preferably planar X-ray detector, a turntable for receiving a workpiece to be measured and a first and a second X-ray source, wherein when using in each case one X-ray source radiographic images of the workpiece in several Rotary positions of the workpiece relative to the X-ray sensor (X-ray source and X-ray detector) are recorded with the X-ray detector, and wherein the radiographic images Volume data (voxel volume) of the workpiece are calculated by reconstruction, and surface points (measuring points) are preferably determined by extraction from the volume data and the measuring points are linked for the purpose of dimensional measurement of the workpiece, characterized in that the workpiece is formed with two in the Computer tomograph integrated and automatically connected to the same control and software X-ray tubes is measured, the two X-ray tubes are operated with different setting parameters, preferably operated with different X-ray spectrums, and combined with both X-ray tubes radiographic images or volume data combined by the controller and / or software and together be evaluated.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass in einem automatisierten Messablauf nacheinander die Messung mit beiden Röntgenröhren erfolgt, und die Auswertung der kombinierten Durchstrahlungsbilder oder Volumendaten erfolgt, wobei jeweils verwendete Röntgenröhre, Röntgendetektor und Werkstück relativ zueinander, besonders bevorzugt Röntgenröhre oder Werkstück und Detektor, für die Messung des Werkstücks mit der jeweils verwendeten Röntgenquelle zueinander ausgerichtet werden, vorzugsweise unter Verwendung von Messachsen. In particular, the invention is characterized in that in an automated measurement sequence, the measurement is carried out successively with two X-ray tubes, and the evaluation of the combined radiographic images or volume data takes place, each used X-ray tube, X-ray detector and workpiece relative to each other, particularly preferably X-ray tube or workpiece and detector, be aligned with each other for the measurement of the workpiece with the respective used X-ray source, preferably using measuring axes.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Durchstrahlungsbilder aus den Messungen mit beiden Röntgenröhren zu einem Satz von Durchstrahlungsbildern kombiniert werden, vorzugsweise Durchstrahlungsbilder einander entsprechender Drehstellungen fusioniert werden, und der resultierende Satz von Durchstrahlungsbildern rekonstruiert wird. Preferably, it is provided that the transmission images from the measurements are combined with both x-ray tubes into a set of transmission images, preferably transmission images of mutually corresponding rotational positions are fused, and the resulting set of transmission images is reconstructed.

Zu den Verfahren der Fusion von Durchstrahlungsbildern sei auf die DE 102012100150 A1 hingewiesen, auf die hier vollumfänglich Bezug genommen wird. Among the methods of fusion of radiographic images is on the DE 102012100150 A1 referred to, which is incorporated herein by reference.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Rekonstruktion bereits parallel zur Aufnahme der Durchstrahlungsbilder beginnt, bevorzugt parallel zur Aufnahme der Durchstrahlungsbilder bei Verwendung der als zweites verwendeten Röntgenröhre beginnt und die Durchstrahlungsbilder fusioniert werden. In particular, the invention is characterized in that the reconstruction already begins parallel to the recording of the radiographic images, preferably begins parallel to the recording of the radiographic images using the second X-ray tube used and the radiographic images are fused.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass aus den Messungen mit den beiden Röntgenröhren zunächst jeweils Volumendaten rekonstruiert und diese fusioniert werden. Preferably, the invention provides that volume data is first reconstructed from the measurements with the two x-ray tubes and these are fused.

Zu den Verfahren der Fusion von Volumendaten sei ebenso auf die DE 102012100150 A1 hingewiesen. To the procedures of the fusion of volume data is likewise on the DE 102012100150 A1 pointed.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass Durchstrahlungsbilder oder Volumendaten fusioniert werden, die bei unterschiedlicher Brennfleckgröße und/oder unterschiedlicher Auflösung des Röntgendetektors und/oder unterschiedlicher Voxelgröße der Volumendaten aufgenommen wurden, und die Auflösung und/oder Voxelgröße der fusionierten Durchstrahlungsbilder bzw. Volumendaten nicht reduziert wird, vorzugsweise durch den Einsatz von Interpolationsverfahren und/oder Extrapolationsverfahren. It should also be emphasized that transmittance images or volume data which were recorded with different focal spot size and / or different resolution of the X-ray detector and / or different voxel size of the volume data and the resolution and / or voxel size of the merged radiographic images or volume data are not reduced, preferably by the use of interpolation methods and / or extrapolation methods.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Einstellparameter der beiden Röntgenröhren, insbesondere das jeweilige Röntgenspektrum für die jeweilige Messaufgabe optimiert werden, wobei Targetmaterial der Röntgenröhre und/oder Eigenfilterung der Röntgenröhre und/oder mechanischer Strahlfilter ausgewählt werden. The invention is also characterized in that the setting parameters of the two x-ray tubes, in particular the respective x-ray spectrum, are optimized for the respective measuring task, wherein target material of the x-ray tube and / or self-filtering of the x-ray tube and / or mechanical beam filter are selected.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Brennfleckgrößen der beiden Röntgenröhren, insbesondere durch Einstellung der Fokussierung der auf das die Röntgenstrahlung abgebende Target gerichteten Elektronenstrahlung und/oder durch Einstellung der Strahlleistung, bevorzugt durch Einstellung von Röntgenspannung und -strom, für die jeweilige Messaufgabe optimiert werden. In particular, the invention is characterized in that the focal spot sizes of the two x-ray tubes, in particular by adjusting the focusing of the directed to the emitting X-ray target electron radiation and / or by adjusting the beam power, preferably by adjusting the x-ray voltage and current for the respective measurement task be optimized.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass jeweils benötigter mechanischer Strahlfilter manuell oder automatisch in den Röntgenstrahl der jeweils verwendeten Röntgenröhre eingebracht wird, vorzugsweise durch Ansteuerung separater den Röntgenröhren zugeordneter Strahlfilterwechselsysteme. According to one particularly noteworthy proposal, it is provided that the respectively required mechanical beam filter is introduced manually or automatically into the X-ray beam of the respectively used X-ray tube, preferably by controlling separate X-ray tubes associated beam filter change systems.

Besonders hervorzuheben ist, dass bei der Messung mit der jeweiligen Röntgenröhre eine Region of Interest-CT und/oder eine Halbseiten-CT und/oder eine Schnell-CT und/oder eine Raster-CT durchgeführt wird. Particularly noteworthy is that in the measurement with the respective X-ray tube, a region of interest CT and / or a half-side CT and / or a high-speed CT and / or a raster CT is performed.

Bei der Region of Interest-CT wird ein Werkstückausschnitt in derart hohem Abbildungsmaßstab tomografiert (das Werkstück ist der Röntgenquelle näher), sodass das Werkstück rechtwinklig zur Drehachse des Drehtisches den vom Röntgendetektor erfassten Bereich in einigen Drehstellungen verlässt. Die damit fehlenden Durchstrahlungsdaten werden einer zweiten Messung geringeren Abbildungsmaßstabes oder Simulationsdaten anhand von Solldaten des Werkstücks entnommen. In the region of interest CT, a workpiece cutout is tomographed in such a high magnification (the workpiece is closer to the X-ray source), so that the workpiece leaves the area covered by the X-ray detector at a certain rotational position perpendicular to the rotational axis of the turntable. The missing radiographic data are taken from a second measurement of a lower magnification or simulation data based on target data of the workpiece.

Bei der Halbseiten-CT wird das Werkstück zusammen mit dem Drehtisch bewusst rechtwinklig zur ursprünglichen Lage der Drehachse des Drehtisches (die in etwa den Zentralstrahl zwischen Brennfleck der Röntgenröhre und Detektormitte etwa rechtwinklig schneidet) versetzt so angeordnet, dass nur eine Seite des Werkstücks auf dem Detektor abgebildet wird. Durch die Drehung des Werkstücks werden die zunächst nicht abgebildeten Bereiche in den weiteren Drehstellungen ausreichend erfasst um eine Rekonstruktion zu ermöglichen. In the half-side CT, the workpiece, together with the turntable, deliberately becomes rectangular to the original position of the axis of rotation of the turntable (which approximately approximately perpendicularly intersects the central beam between the focal point of the X-ray tube and the center of the detector) so arranged that only one side of the workpiece is imaged on the detector. As a result of the rotation of the workpiece, the regions, which are not initially shown, are sufficiently grasped in the further rotational positions in order to enable a reconstruction.

Bei der Schnell-CT wird ausgenutzt, dass jeweils 180° zueinander versetzte Drehstellungen etwa redundante Durchstrahlungsinformationen liefern (bis auf Abweichungen bei der Drehung der Drehachse, Drifterscheinungen und ähnliches). Auch mit diesem eingeschränkten Satz von Durchstrahlungsbildern ist eine Rekonstruktion möglich. In the case of the fast CT, it is made use of the fact that rotational positions offset by 180 ° from one another provide, for example, redundant radiographic information (except for deviations in the rotation of the rotary axis, drifting phenomena and the like). Even with this limited set of radiographic images, a reconstruction is possible.

Bei der Raster-CT werden mehrere Abschnitte des Werkstücks nacheinander in dem jeweils gleichen Abbildungsmaßstab tomografiert. Dazu wird das Werkstück in Richtung der Drehachse und/oder senkrecht dazu in mehreren Relativpositionen zu Röntgenröhre und Röntgendetektor gebracht und jeweils in den mehreren Drehstellungen die Durchstrahlungsbilder aufgenommen. Erfolgt der Versatz senkrecht zur Drehachse, müssen zunächst die Durchstrahlungsbilder jeweils gleicher Drehstellungen zusammengefügt werden, bevor die Rekonstruktion erfolgen kann. Erfolgt der Versatz in Richtung der Drehachse, kann genauso vorgegangen werden oder aber alternativ erst die Rekonstruktion und dann das Zusammenfassen der Volumendaten erfolgen. In raster CT, several sections of the workpiece are sequentially tomographed in the same imaging scale. For this purpose, the workpiece is brought in the direction of the axis of rotation and / or perpendicular thereto in a plurality of relative positions to X-ray tube and X-ray detector and recorded in each of the several rotational positions, the radiographic images. If the offset is perpendicular to the axis of rotation, first the radiographic images of the same rotational positions must be assembled before the reconstruction can take place. If the offset is in the direction of the axis of rotation, the same procedure can be used or, alternatively, the reconstruction and then the summarization of the volume data can take place.

Zur Umsetzung des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens zur Untersuchung eines Werkstücks mit unterschiedlichen Einstellparametern unter Verwendung zweier Röntgenröhren, insbesondere unter Verwendung unterschiedlicher Spektren, wird eine geeignete Vorrichtung benötigt. To implement the previously described inventive method for examining a workpiece with different adjustment parameters using two x-ray tubes, in particular using different spectra, a suitable device is required.

Die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, bei denen meist zwei Röntgenröhren in einem Gerät integriert sind, erlauben den wahlweisen Betrieb der Röntgenröhren, abhängig vom zu untersuchenden Werkstück. Hierbei liegen unterschiedliche Aufgaben vor, die entweder mit der einen oder mit der anderen Röntgenröhre gelöst werden können. Hochgenaue Messaufgaben werden beispielsweise mit Mikro- oder sogenannten Nano-Fokus-Röhren gelöst und Inspektionsaufgaben meist mit Makro-Fokus-Röhren. Eine Kombination der Ergebnisse beider Untersuchungen ist nicht vorgesehen. Dies ist auch nicht möglich, da die Untersuchungen am gleichen Messobjekt auszuführen wären und die Messergebnisse zueinander räumlich ausgerichtet sein müssten. Für eine korrekte Ausrichtung ist es jedoch erforderlich, die räumlichen Lagen der Röntgenröhren, insbesondere der die Röntgenstrahlung abgebenden Brennflecken, bei der jeweiligen Messung zueinander und zum Objekt sowie dem Röntgendetektor, genau zu kennen. Hierfür erforderliche genaue Bewegungsmittel wie Messachsen und entsprechend geeignete Steuerungen sowie Softwareprogramme werden nach dem Stand der Technik nicht eingesetzt. The devices of the prior art, in which usually two x-ray tubes are integrated in one device, allow the optional operation of the x-ray tubes, depending on the workpiece to be examined. Here are different tasks, which can be solved either with one or the other x-ray tube. High-precision measuring tasks are solved, for example, with micro or so-called nano-focus tubes and inspection tasks usually with macro-focus tubes. A combination of the results of both studies is not provided. This is also not possible, since the investigations would have to be carried out on the same measurement object and the measurement results would have to be spatially aligned with one another. For a correct alignment, however, it is necessary to know exactly the spatial positions of the X-ray tubes, in particular of the X-ray emitting focal spots, in the respective measurement to one another and to the object and the X-ray detector. Required for this exact movement means such as measuring axes and correspondingly suitable controls and software programs are not used in the prior art.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Computertomografen derart weiterzubilden, dass die Untersuchung eines Werkstücks mit zwei Röntgenröhren, die mit unterschiedlichen Einstellparametern betrieben werden, erfolgen kann, wobei die Messergebnisse kombiniert werden, vorzugsweise die Durchstrahlungsbilder oder die Volumendaten. Object of the present invention is therefore to develop a computer tomograph such that the examination of a workpiece with two x-ray tubes, which are operated with different setting parameters, can be done, the measurement results are combined, preferably the radiographic images or the volume data.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass eine zweite Röntgenröhre mit unterschiedlichen Einstellparametern im gleichen Gerät betrieben wird und die Ergebnisse bei der Untersuchung desselben Werkstücks mit beiden Röntgenröhren, gemeinsam ausgewertet werden können, indem eine gemeinsame Steuerung und Software verwendet wird. To solve the invention provides that a second x-ray tube with different setting parameters is operated in the same device and the results in the investigation of the same workpiece with both x-ray tubes, can be evaluated together by a common control and software is used.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird gebildet durch einen Computertomografen umfassend zumindest einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, einen Drehtisch zur Aufnahme eines zu messende Werkstücks und einer ersten Röntgenquelle, sowie Steuerung und Software zur Aufnahme und Auswertung der in mehreren Drehstellungen des Werkstücks relativ zur Röntgensensorik (Röntgenquelle und Röntgendetektor) aufgenommenen Durchstrahlungsbildern, wobei die Auswertung zumindest die Rekonstruktion der Durchstrahlungsbilder zu Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks, und vorzugsweise die Extraktion von Oberflächenpunkten (Messpunkten) aus den Volumendaten und Verknüpfung der Messpunkte zum Zwecke der dimensionellen Messung des Werkstücks, umfasst, der sich dadurch auszeichnet, dass eine zweite Röntgenröhre im Computertomografen integriert ist, die mit der Steuerung verbunden ist, wobei die Steuerung und die Software ausgebildet sind, die automatisierte Messung mit beiden Röntgenröhren und die gemeinsame Auswertung der am selben Werkstück mit beiden Röntgenröhren ermittelten Durchstrahlungsbilder und/oder Volumendaten zu realisieren, wobei erste und zweite Röntgenröhre mit unterschiedlichen Einstellparametern betreibbar sind, vorzugsweise mit unterschiedlichen Röntgenspektren betreibbar sind. A device according to the invention is formed by a computer tomograph comprising at least one X-ray detector, preferably planar X-ray detector, a turntable for receiving a workpiece to be measured and a first X-ray source, and control and software for recording and evaluating the in several rotational positions of the workpiece relative to the X-ray sensor (X-ray source and X-ray detector), wherein the evaluation comprises at least the reconstruction of the radiographic images to volume data (voxel volume) of the workpiece, and preferably the extraction of surface points (measuring points) from the volume data and linking the measuring points for the purpose of dimensional measurement of the workpiece, thereby characterized in that a second x-ray tube is integrated in the computer tomograph connected to the controller, wherein the controller and the software are designed to provide automated measurement g with both X-ray tubes and the joint evaluation of the same workpiece with both X-ray tubes detected radiographic images and / or volume data to realize, with first and second X-ray tube with different setting parameters are operable, preferably with different X-ray spectrums are operable.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass mehrere unterschiedliche manuell oder automatisch in den jeweiligen Röntgenstrahl einer oder beider Röntgenröhren einbringbare mechanische Strahlfilter zur Beeinflussung des Röntgenspektrums vorgesehen sind, wobei besonders bevorzugt den Röntgenröhren jeweils separate Strahlfilterwechselsysteme zugeordnet sind, wobei die Strahlfilterwechselsysteme jeweils mehrere Strahlfilter aufweisen, die wahlweise in den Röntgenstrahl der jeweiligen Röntgenröhre manuell oder automatisch einbringbar sind. In particular, the invention is characterized in that a plurality of different manually or automatically be introduced into the respective X-ray beam of one or both X-ray tubes mechanical beam filter for influencing the X-ray spectrum are provided, particularly preferably the X-ray tubes are each assigned separate Strahlfilterwechselsysteme, wherein the Beam filter changing systems each have a plurality of beam filters that are either manually or automatically introduced into the X-ray beam of the respective X-ray tube.

Besonders hervorzuheben ist, dass die Steuerung und die Software ausgebildet sind, nacheinander das Werkstück mit der Röntgenstrahlung der jeweils verwendeten Röntgenröhren zu durchstrahlen, wobei die unterschiedlichen Einstellparameter automatisch eingestellt werden, und wobei der Computertomograf Bewegungsmittel wie Messachsen aufweist, die ausgebildet sind, Werkstück, Röntgenquellen und Röntgendetektor relativ zueinander derart zu verschieben, dass mit der Röntgenstrahlung der jeweils verwendeten Röntgenröhre das Werkstück erfasst und auf dem Röntgendetektor abgebildet wird, vorzugsweise indem Werkstück und Röntgendetektor oder indem die Röntgenquellen verschoben werden. It should be emphasized that the control and the software are designed to successively irradiate the workpiece with the X-ray radiation of the respectively used X-ray tubes, wherein the different adjustment parameters are set automatically, and wherein the computer tomograph has moving means such as measuring axes which are formed workpiece, X-ray sources and X-ray detector to move relative to each other such that with the X-ray of each X-ray tube used the workpiece is detected and imaged on the X-ray detector, preferably by workpiece and X-ray detector or by the X-ray sources are moved.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Computertomografen umfassend zumindest eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, und einer Dreheinheit wie Drehtisch und/oder Dreh-Schwenkeinheit, insbesondere zur dimensionellen Messung eines Werkstück, wobei Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Dreh- und/oder Schwenkstellungen des Werkstücks relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor mit dem Röntgendetektor aufgenommen werden. The subject of an independent invention is a method for operating a computer tomograph comprising at least one X-ray source, an X-ray detector, preferably planar X-ray detector, and a rotary unit such as rotary table and / or rotary pivot unit, in particular for the dimensional measurement of a workpiece, wherein radiographic images of the workpiece in several rotational and / or pivot positions of the workpiece relative to the X-ray source and X-ray detector are recorded with the X-ray detector.

Bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik zur computertomografischen, insbesondere röntgentomografischen Untersuchung von Werkstücken basieren auf Standard-Trajektorien, wie beispielsweise der Drehung des auf dem Drehtisch fest aufgelegten Werkstücks um 360° zzgl. Fächerwinkel der vom Detektor wie Röntgtendetektor erfassten Röntgenstrahlung, oder Helix-Tomografie, gekennzeichnet durch die Drehung des Werkstücks und gleichzeitiges Bewegen entlang der Drehachse des Drehtisches, oder kombinierten Trajektorien wie Drehung des Werkstücks um 360° zzgl. Fächerwinkel und anschließender Bewegung entlang einer Linie parallel zur Drehachse des Drehtisches. Hierbei nimmt das Werkstück relativ zur Röntgensensorik (Röntgenquelle und Röntgendetektor) eine feste Stellung ein, bei der Helix-Tomografie zumindest in Bezug auf von der Drehachse abweichende Richtungen, insbesondere wird kein Schwenken des Werkstücks vorgenommen. Known methods according to the prior art for computer tomographic, in particular X-ray tomographic examination of workpieces based on standard trajectories, such as the rotation of the fixed mounted on the turntable workpiece by 360 ° plus fan angle of the X-ray detected by the detector such as X-ray, or helical tomography characterized by the rotation of the workpiece while moving along the axis of rotation of the turntable, or combined trajectories such as rotating the workpiece by 360 ° plus the fan angle and then moving it along a line parallel to the axis of rotation of the turntable. In this case, the workpiece assumes a fixed position relative to the X-ray sensor system (X-ray source and X-ray detector), in particular in the case of helix tomography, at least with respect to directions deviating from the rotational axis, in particular no pivoting of the workpiece is undertaken.

Hierdurch ergibt sich der Nachteil, dass durch das Anordnen des Werkstücks auf dem Drehtisch unter Umständen besonders lange Durchstrahlungslängen auftreten, die in veränderter Stellung des Werkstücks, insbesondere geschwenkter Stellung, für zumindest einige Bereiche des Werkstücks vermieden werden könnten. Hierdurch würden sich günstigere Durchstrahlungsverhältnisse ergeben, insbesondere kürzere maximale Durchstrahlungslängen auftreten, welche leichter messtechnisch zu erfassen sind und weniger von Artefakten beeinflusst werden. Andere Bereiche sind möglicherweise vorteilhaft in einer anderen Schwenkstellung oder lateralen Stellung messbar. This results in the disadvantage that due to the arrangement of the workpiece on the turntable under certain circumstances particularly long transmission lengths occur, which could be avoided in a changed position of the workpiece, in particular pivoted position, for at least some areas of the workpiece. This would result in more favorable transmission ratios, in particular shorter maximum transmission lengths occur, which are easier to detect metrologically and are less affected by artifacts. Other areas may be advantageously measurable in another pivot position or lateral position.

Zudem besteht das Problem, dass die Belichtungszeit der aufgenommenen Durchstrahlungsbilder bzw. die Anzahl der Bildmittelungen je Drehstellung über die gesamte Drehung (mindestens 360° zzgl. Fächerwinkel) nach dem Stand der Technik konstant gehalten wird. Hierdurch sinkt das Signal-Rauschverhältnis für Durchstrahlungsbilder mit überwiegend langen Durchstrahlungslängen, also überwiegend stark geschwächten Bereichen, also Bereichen hoher Schwächung, bzw. für die entsprechenden Bildbereiche wie Pixel der Durchstrahlungsbilder, im Vergleich zu Durchstrahlungsbildern bzw. entsprechenden Bereichen, die von kurzen Durchstrahlungslängen betroffen sind. In addition, there is the problem that the exposure time of the recorded radiographic images or the number of image averages per rotational position over the entire rotation (at least 360 ° plus the fan angle) is kept constant according to the prior art. This reduces the signal-to-noise ratio for radiographic images with predominantly long transmission lengths, ie predominantly strongly attenuated regions, ie areas of high attenuation, or for the corresponding image areas such as pixels of the radiographic images, in comparison to radiographic images or corresponding areas which are affected by short radiographic lengths ,

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, Werkstücke genauer zu messen, indem möglichst geringe Durchstrahlungslängen, aber auch günstige Signal-Rauschverhältnisse vorliegen. Another object of the present invention is therefore to more accurately measure workpieces by having the lowest possible transmission lengths, but also favorable signal-to-noise ratios.

Geringe Durchstrahlungslängen sind vorteilhaft, um günstige Signal-Rauschverhältnisse in den Durchstrahlungsbildern, und damit eine besonders genaue, insbesondere reproduzierbare Messung und/oder Messung mit geringer Messunsicherheit zu erzielen. Low transmission lengths are advantageous in order to achieve favorable signal-to-noise ratios in the radiographic images, and thus a particularly accurate, in particular reproducible measurement and / or measurement with low measurement uncertainty.

Dies soll aber insbesondere auch für Bereiche unterschiedlich langer Durchstrahlungslängen realisiert werden, die Reproduzierbarkeiten hierfür sollen also konstant oder nahezu konstant sein, beispielsweise in Bezug auf einen Referenzwert, beispielsweise ermittelt durch eine Referenzmessung. Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher auch darin, das Signal-Rauschverhältnis für einzelne Pixel bzw. Bereiche von Pixeln der Durchstrahlungsbilder oder ganze Durchstrahlungsbilder zu bestimmen und durch geeignete Maßnahmen auch für unterschiedliche Durchstrahlungslängen zu optimieren, insbesondere zu minimieren bzw. anzugleichen. However, this should also be realized in particular for regions of radiation lengths of different lengths, the reproducibility for which should therefore be constant or nearly constant, for example with respect to a reference value, for example determined by a reference measurement. It is therefore an object of the invention to determine the signal-to-noise ratio for individual pixels or regions of pixels of the transmission images or entire radiographic images and to optimize them by suitable measures also for different transmission lengths, in particular to minimize or equalize them.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, mittels alternativer, beispielsweise aus mehreren unterschiedlichen Teiltrajektorien bestehende Trajektorien, also beispielsweise geschwenkter Stellung bzw. geschwenkten Stellungen des Werkstücks auf dem Drehtisch und Bewegung der Röntgensensorik (Röntgenquelle und Röntgendetektor) und des Werkstücks relativ zueinander, die maximalen Durchstrahlungslängen und/oder die Anzahl der Projektionsbilder mit maximalen bzw. allgemein langen bzw. längeren Durchstrahlungslängen zu minimieren, insbesondere nur Durchstrahlungsbilder mit möglichst kurzen Durchstrahlungslängen zu erzeugen bzw. zur Auswertung heranzuziehen. Es wird also unter Berücksichtigung der Durchstrahlungslängen des Werkstücks in Abhängigkeit von einer zu wählenden Dreh-Schwenk-Stellung, insbesondere Schwenkstellung, die Trajektorie für die Messung verwendet, bei der möglichst kurze Durchstrahlungslängen und damit hohe Signal-Rauschverhältnisse auftreten. To solve the invention, by means of alternative, for example, consisting of several different partial trajectories trajectories, so for example pivoted position or pivoted positions of the workpiece on the turntable and movement of the X-ray sensor (X-ray source and X-ray detector) and the workpiece relative to each other, the maximum transmission lengths and / or the number of To minimize projection images with maximum or generally long or longer transmission lengths, in particular only to produce radiographic images with the shortest possible transmission lengths or to use for evaluation. Thus, taking into account the transmission lengths of the workpiece as a function of a rotary-pivot position to be selected, in particular pivot position, the trajectory is used for the measurement, in which the shortest possible transmission lengths and thus high signal-to-noise ratios occur.

Ebenso ist zur Lösung vorgesehen, dass beim Vorliegen ungünstiger Werte für die Schwächung bzw. die Durchstrahlungslänge oder das Signal-Rauschverhältnis, die Belichtungszeit oder die Anzahl der in der jeweiligen Drehstellung aufgenommenen und gemittelten Durchstrahlungsbilder automatisch erhöht wird, beispielsweise bis ein Referenzwert für die Schwächung bzw. die Durchstrahlungslänge oder das Signal-Rauschverhältnis erreicht wird. Likewise, it is provided for the solution that automatically increases in the presence of unfavorable values for the attenuation or the transmission length or the signal-to-noise ratio, the exposure time or the number of recorded and averaged in the respective rotational position radiographic images, for example, until a reference value for the weakening or the transmission length or the signal-to-noise ratio is achieved.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zum Betreiben eines Computertomografen, umfassend zumindest eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, und eine Dreheinheit wie Drehtisch und/oder Dreh-Schwenkeinheit zur Aufnahme und Einstellung der Dreh- und/oder Schwenkstellung des zu messenden Werkstücks relativ zu Röntgendetektor und Röntgenquelle, und vorzugsweise Messachsen (Translationsachsen), zur Einstellung der Position des Werkstücks und/oder der Röntgenquelle und/oder des Röntgendetektors in zumindest einer Achse relativ zueinander, wobei Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Dreh- und/oder Schwenkstellungen des Werkstücks relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor mit dem Röntgendetektor aufgenommen werden, und wobei aus den Durchstrahlungsbildern mittels Rekonstruktion Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks berechnet werden, und wobei vorzugsweise Oberflächenpunkte (Messpunkte) mittels Extraktion aus den Volumendaten ermittelt werden und die Messpunkte zum Zwecke der dimensionellen Messung des Werkstücks verknüpft werden, vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass unter Verwendung verschiedener Positionen des Werkstücks und/oder der Röntgenquelle und/oder des Röntgendetektors, eingestellt mittels der Messachsen (Translationsachsen), und/oder verschiedener Drehstellungen und/oder Dreh-Schwenk-Stellungen des Werkstücks, eingestellt unter Verwendung des Drehtisches bzw. der Dreh-Schwenk-Einheit, von der reinen Drehung des Werkstücks um die Drehachse des Drehtisches abweichende Trajektorien, also Bewegung des Werkstücks relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor für die Aufnahme der mehreren Durchstrahlungsbilder, verwendet werden. The invention provides for the solution a method for operating a computer tomograph comprising at least one X-ray source, an X-ray detector, preferably planar X-ray detector, and a rotary unit such as turntable and / or rotary pivot unit for receiving and adjusting the rotational and / or pivot position of the workpiece to be measured relative to X-ray detector and X-ray source, and preferably measuring axes (translation axes), for adjusting the position of the workpiece and / or the X-ray source and / or the X-ray detector in at least one axis relative to each other, wherein radiographic images of the workpiece in a plurality of rotational and / or pivotal positions of the workpiece relative to the X-ray source and X-ray detector are recorded with the X-ray detector, and wherein from the radiographic images by reconstruction volume data (voxel volume) of the workpiece are calculated, and preferably surface points (measuring points) by extraction au s the volume data are determined and the measuring points are linked for the purpose of dimensional measurement of the workpiece, characterized in that it is characterized in that using different positions of the workpiece and / or the X-ray source and / or the X-ray detector, set by means of the measuring axes (translation axes) , and / or different rotational positions and / or rotational-pivot positions of the workpiece, set using the turntable or the rotary-pivot unit, of the pure rotation of the workpiece about the axis of rotation of the turntable deviating trajectories, ie movement of the workpiece relative to X-ray source and X-ray detector for recording the multiple radiographic images used.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Trajektorien so festgelegt werden, dass die maximalen Durchstrahlungslängen in den Durchstrahlungsbildern minimiert werden, vorzugsweise einen relativ zur maximal möglichen Durchstrahlungslänge festgelegten Schwellwert unterschreiten, und/oder dass die minimalen Signal-Rauschverhältnisse der Grauwerte der Durchstrahlungsbilder maximiert werden, vorzugsweise einen festgelegten Schwellwert, besonders bevorzugt relativ zum geringsten möglichen Signal-Rauschverhältnis festgelegten Schwellwert, überschreiten, und/oder die Anzahl der die maximalen Durchstrahlungslängen und/oder minimalen Signal-Rauschverhältnisse enthaltenden Durchstrahlungsbilder minimiert wird, wobei vorzugsweise anhand eines Modells des Werkstücks, vorzugsweise CAD-Modells, maximal mögliche Durchstrahlungslänge und/oder minimale Signal-Rauschverhältnisse und Durchstrahlungslängen und/oder Signal-Rauschverhältnisse für die verschiedenen Trajektorien, insbesondere verschiedenen Dreh-Schwenk-Stellungen des Werkstücks, simuliert werden. In particular, the invention is characterized in that the trajectories are set such that the maximum transmission lengths in the transmission images are minimized, preferably below a threshold value defined relative to the maximum possible transmission length, and / or that the minimum signal-to-noise ratios of the gray values of the transmission images are maximized be, preferably a predetermined threshold, particularly preferably relative to the lowest possible signal-to-noise ratio fixed threshold, exceed, and / or the number of the maximum transmission lengths and / or minimal signal-to-noise ratios containing transmission images is minimized, preferably based on a model of the workpiece, preferably CAD model, maximum possible transmission length and / or minimum signal-to-noise ratios and transmission lengths and / or signal-to-noise ratios for the various trajectories Rien, in particular different rotary-pivot positions of the workpiece to be simulated.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass mittels der Dreheinheit und/oder Dreh-Schwenk-Einheit und/oder mittels der Messachsen (Translationsachsen) Werkstück oder Werkstück zusammen mit Drehtisch und/oder Röntgenquelle und/oder Detektor zum Abfahren der Trajektorien bewegt werden. Preferably, it is provided that by means of the rotary unit and / or rotary-pivot unit and / or by means of the measuring axes (translation axes) workpiece or workpiece together with turntable and / or X-ray source and / or detector are moved to traverse the trajectories.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass mittels Messachsen (Translationsachsen) lediglich Drehtisch mit Werkstück im Messvolumen zum Abfahren der Trajektorien bewegt wird und Werkstück mittels Drehtisch dabei gedreht wird. In particular, the invention is characterized in that by means of measuring axes (translation axes) only turntable with workpiece in the measuring volume for traversing the trajectories is moved and workpiece is rotated by means of turntable.

Das Messvolumen beschreibt dabei den Bereich zwischen Röntgenquelle und Röntgendetektor, in dem das Werkstück angeordnet werden kann, damit zumindest Teile davon auf dem Röntgendetektor abgebildet werden. The measuring volume describes the region between the X-ray source and the X-ray detector, in which the workpiece can be arranged so that at least parts of it are imaged on the X-ray detector.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass Durchstrahlungsbilder, aufgenommen in der jeweiligen Trajektorie, zu Volumendaten, insbesondere zu einem gemeinsamen Voxelvolumen, rekonstruiert werden. Dies erfordert, dass zu jedem Durchstrahlungsbild die Dreh- und/oder Schwenkstellung und Position im Messvolumen (relativ zu Röntgenquelle und/oder Röntgendetektor), also auf der Trajektorie, bekannt ist und in der Rekonstruktion berücksichtigt wird. Damit die Positionen sehr genau bekannt sind, werden bevorzugt Messachsen eingesetzt, wie diese in der Koordinatenmesstechnik üblich sind. Preferably, the invention provides that transmission images taken in the respective trajectory are reconstructed into volume data, in particular to a common voxel volume. This requires that the rotational and / or pivotal position and position in the measurement volume (relative to the X-ray source and / or X-ray detector), ie the trajectory, is known for each radiographic image and is taken into account in the reconstruction. So that the positions are known very accurately, measuring axes are preferably used, as they are common in coordinate metrology.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass Durchstrahlungsbilder von der Rekonstruktion ausgeschlossen und/oder durch interpolierte und/oder simulierte Durchstrahlungsbilder ersetzt werden, in denen maximale oder mittlere Schwächungen und/oder maximale oder mittlere Durchstrahlungslänge einen jeweils festgelegten Schwellwert überschreiten. Hierfür wird bevorzugt das Modell des Werkstücks herangezogen (Simulation) oder aber in benachbarten Drehstellungen aufgenommene Durchstrahlungsbilder (Interpolation). It should also be emphasized that radiographic images are excluded from the reconstruction and / or replaced by interpolated and / or simulated radiographic images which maximum or average attenuation and / or maximum or average transmission length exceed a respectively defined threshold value. For this purpose, the model of the workpiece is preferably used (simulation) or else radiation images (interpolation) recorded in adjacent rotational positions.

Die Erfindung sieht zur Lösung auch ein Verfahren vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass beim Vorliegen maximaler oder mittlerer Schwächung und/oder maximaler oder mittlerer Durchstrahlungslängen oberhalb zuvor festgelegter Schwellwerte und/oder beim Vorliegen minimaler oder mittlerer Signal-Rauschverhältnisse unterhalb eines zuvor festgelegten Schwellwertes, automatisch für das entsprechende Durchstrahlungsbild die Belichtungszeit erhöht und/oder die Anzahl der überlagerten Bilder (Bildmittelung) in der jeweiligen Drehstellung und/oder Position auf der Trajektorie erhöht wird, bis vorzugsweise Schwellwerte unterschritten werden und/oder bis zuvor ermittelter Wert oder Wert in zu diesem festgelegter Umgebung erreicht wird, wobei der Wert beispielsweise mittels zuvor durchgeführter Referenzmessung des Werkstücks mit dem Computertomografen oder einem anderen Computertomografen festgelegt wird. Dieses Verfahren kann mit den zuvor genannten Verfahren kombiniert werden oder losgelöst davon eingesetzt werden. The invention also provides a method for the solution, which is characterized in that, in the presence of maximum or average attenuation and / or maximum or average transmission lengths above predetermined threshold values and / or in the presence of minimum or average signal-to-noise ratios below a predetermined threshold, automatically increases the exposure time for the corresponding radiographic image and / or the number of superimposed images (image averaging) is increased in the respective rotational position and / or position on the trajectory until threshold values are preferably undershot and / or previously determined value or value in relation to this is determined, for example, by means of previously performed reference measurement of the workpiece with the computer tomograph or another computer tomograph. This method can be combined with the aforementioned methods or used separately from them.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass das Werkstück zur Aufnahme von ersten Durchstrahlungsbildern in einem Winkelbereich von 0° bis 180° zzgl. Fächerwinkel des durch den Röntgendetektor erfassten Bereichs der Röntgenstrahlung der Röntgenröhre gedreht wird, wobei das Werkstück in einer ersten Dreh-Schwenk-Stellung und/oder Position relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor angeordnet ist, wobei vorzugsweise Durchstrahlungslängen und/oder Signal-Rauschverhältnisse für erste Bereiche des Werkstücks optimiert sind, und das Werkstück zur Aufnahme von zweiten Durchstrahlungsbildern in einem Winkelbereich von 180° zzgl. Fächerwinkel bis 360° zzgl. doppeltem Fächerwinkel gedreht wird, wobei das Werkstück in einer zweiten Dreh-Schwenk-Stellung und/oder Position relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor angeordnet ist, wobei vorzugsweise Durchstrahlungslängen und/oder Signal-Rauschverhältnisse für zweite Bereiche des Werkstücks optimiert sind, wobei die zweiten Bereiche besonders bevorzugt den Bereichen entsprechen, die bei der Aufnahme der ersten Durchstrahlungsbilder vorgegebene Schwellwerte in Bezug auf Durchstrahlungslängen überschritten oder in Bezug auf Signal-Rauschverhältnisse unterschritten haben, und wobei besonders bevorzugt erste und zweite Durchstrahlungsbilder zu gemeinsamen Voxelvolumen rekonstruiert werden. According to a proposal to be particularly emphasized, it is provided that the workpiece is rotated to receive first radiographic images in an angle range from 0 ° to 180 ° plus the fan angle of the area of the x-ray radiation of the x-ray tube detected by the x-ray detector, the workpiece being rotated in a first rotation Position and / or position relative to the X-ray source and X-ray detector is arranged, preferably irradiation lengths and / or signal-to-noise ratios are optimized for first areas of the workpiece, and the workpiece for receiving second radiographic images in an angular range of 180 ° plus fan angle to 360 ° plus. Double fan angle is rotated, wherein the workpiece is arranged in a second rotary-pivot position and / or position relative to the X-ray source and X-ray detector, preferably irradiation lengths and / or signal-to-noise ratio opt for second areas of the workpiece The second regions particularly preferably correspond to the regions which, when recording the first transmission images, have exceeded predetermined threshold values with respect to transmission lengths or have fallen below in terms of signal-to-noise ratios, and where particularly preferably first and second transmission images are reconstructed into common voxel volumes ,

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Röntgenröhre. The subject matter of an independent invention is a method and a device for operating an x-ray tube.

Nach dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, insbesondere zum Einsatz in Computertomografen, Radiografen oder Laminografiesensoren sehen die quantitative Beurteilung des Targetverschleißes nicht vor. Vielmehr wird nach vorgegebenen Zyklen der Brennfleck, der Bereich des Targets von dem bei Beschuss mit einem Elektronenstrahl die Röntgenstrahlung ausgeht, auf dem Target verschoben, indem das Target mechanisch relativ zum Elektronenstrahl verschoben wird. Prior art apparatus and methods for generating x-radiation, in particular for use in computer tomographs, radiographers or laminography sensors, do not provide for quantitative assessment of target wear. Instead, after given cycles, the focal spot, the area of the target from which the X-ray radiation emanates when bombarded with an electron beam, is displaced on the target by mechanically displacing the target relative to the electron beam.

Es sind auch drehbare Targets bekannt, bei denen der Brennfleck parmanent auf einer Kreisbahn auf dem Target geführt wird, indem sich das Target dreht. Rotary targets are also known in which the focal spot is parmanently guided on a circular path on the target by the target rotating.

Hierbei ergibt sich der Nachteil, dass möglicherweise zu kurze oder zu lange Intervalle zwischen den Verschiebungen vorliegen, und dadurch entweder noch brauchbare Bereiche des Targets nicht weiter verwendet werden oder Messungen mit verschlissenem Target und damit verbundenen Nachteilen, wie beispielsweise unscharfe Abbildung und damit verbundenen Messfehlern, insbesondere bei der Computertomografie, oder die Zerstörung des Targets aufgrund zu hoher Wärmebelastung erfolgt. Dies trifft bei drehbaren Targets auf die benutzte Kreisbahn ebenso zu. This has the disadvantage that there may be too short or too long intervals between the shifts, and thus either no longer useful ranges of the target are used or measurements with worn target and associated disadvantages, such as fuzzy mapping and associated measurement errors, especially in computed tomography, or the destruction of the target due to excessive heat load occurs. This applies to rotatable targets on the used circular path as well.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei dem der real vorliegende Targetverschleiß quantitativ beurteilt werden kann und entsprechende Eingriffsgrenzen definiert werden, bei denen eine Verschiebung des Brennflecks auf dem Target durchgeführt werden soll. The object of the present invention is to provide a method and a device in which the actual target wear can be quantitatively assessed and corresponding intervention limits are defined in which a displacement of the focal spot on the target is to be carried out.

Es ist auch Aufgabe der Erfindung, zuvor genanntes Verfahren und Vorrichtung für permanent drehende Targets zur Verfügung zu stellen. It is also an object of the invention to provide the above-mentioned method and apparatus for permanently rotating targets.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die Beurteilung des Targetsverschleißes anhand der mit einem Röntgendetektor, insbesondere flächig ausgeprägten Röntgendetektor erfassten Strahlung der Röntgenröhre beurteilt wird, insbesondere die Intensität der vorliegenden Strahlung mit einem Referenzwert eines nicht verschlissenen Bereichs des Targets oder eines neuwertigen Targets, bei bis auf den Targetzustand möglichst vergleichbaren, insbesondere identischen Röntgenröhrenbedingungen, verglichen wird. To solve this, the invention provides that the assessment of the target wear is assessed on the basis of the radiation of the X-ray tube detected by an X-ray detector, in particular a surface X-ray detector, in particular the intensity of the present radiation having a reference value of a non-worn region of the target or of an as-new target is compared to the target state as comparable as possible, in particular identical X-ray tube conditions.

Treten nun zu große Abweichungen der Intensitäten im Vergleich zum Referenzwert auf, kann entweder ein manueller oder automatisierter Eingriff erfolgen und der Brennfleck auf dem Target verschoben werden, indem entweder der Elektronenstrahl auf einen anderen Bereich des Targets fokussiert wird oder das Target mechanisch durch entsprechend vorgesehene Mittel verschoben wird. Das Verschieben kann beispielsweise auch ein Rotieren oder eine translatorische Bewegung, oder eine Kombination beider Bewegungen, beinhalten. Es ist auch vorgesehen, dass das Rotieren bzw. Drehen durch eine Kombination translatorischer Bewegungen ersetzt wird. Now occur too large deviations of the intensities compared to the reference value, can either a manual or automated intervention is made and the focal spot is displaced on the target either by focusing the electron beam onto another region of the target or by mechanically displacing the target through appropriately provided means. The displacement may, for example, also include a rotation or a translatory movement, or a combination of both movements. It is also envisaged that the rotation or rotation is replaced by a combination of translational movements.

Im Falle permanent drehender Targets ist vorgehen, die Kreisbahn zu verändern, indem die Rotationsachse, um die das Target dreht bzw. um die der Brennfleck geführt wird, verändert wird. Wird das Target zusammen mit der Dreheinrichtung für die Targetrotation senkrecht zur Rotationsache verschoben, ergibt sich dabei auch ein veränderter Radius für die Kreisbahn auf dem Target. Durch Kombination von Drehen und senkrechtem Verschieben sind auch anderen Bahnen, beispielsweise Spiralbahnen vorgesehen. In the case of permanently rotating targets, the aim is to change the circular path by changing the axis of rotation about which the target rotates or about which the focal spot is guided. If the target, together with the rotation device for the target rotation, is displaced perpendicular to the axis of rotation, this also results in a changed radius for the circular path on the target. By combination of rotation and vertical displacement other tracks, such as spiral paths are provided.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zum Betreiben einer Röntgenröhre, vorzugsweise Röntgenröhre, die Teil eines Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors ist, wobei die Röntgenröhre ein die Röntgenstrahlung abgebendes Target aufweist, welches mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird, vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass zur Beurteilung des Zustands des Targets, insbesondere Targetverschleißes, der Auftreffpunkt (Brennfleck) des Elektronenstrahls auf das Target und das Target relativ zueinander verschoben werden und die auf einem Röntgendetektor gerichtete Röntgenstrahlung jeweils ausgewertet wird, insbesondere Änderung der Intensität während oder jeweils vor und/oder nach der jeweiligen Verschiebung der durch den Röntgendetektor ermittelten Röntgenstrahlung beurteilt wird. The invention provides, as a solution, a method for operating an X-ray tube, preferably an X-ray tube, which is part of a computed tomography sensor or a radiography sensor or laminography sensor, wherein the X-ray tube has an X-ray emitting target, which is exposed to an electron beam, characterized in that for assessing the state of the target, in particular target wear, the point of incidence (focal spot) of the electron beam on the target and the target are shifted relative to each other and the X-ray radiation directed on an X-ray detector is evaluated in each case, in particular change in intensity during or respectively before and / or after the respective displacement of the X-ray radiation determined by the X-ray detector is assessed.

Auch sieht die Erfindung eine unabhängige oder mit zuvor geschilderter Lösung kombinierbare Lösung vor in Form eines Verfahrens zum Betreiben einer Röntgenröhre, vorzugsweise Röntgenröhre, die Teil eines Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors ist, wobei die Röntgenröhre ein die Röntgenstrahlung abgebendes Target aufweist, welches mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird, dass sich dadurch auszeichnet, dass Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf das Target entlang einer Kreisbahn verschoben wird, indem das Target um eine von der Richtung des auftreffenden Elektronenstrahls verschiedene Achse (Rotationsachse) gedreht wird oder indem durch Kombination translatorischer Verschiebungen von Elektronenstrahl und Target relativ zueinander in zumindest zwei Richtungen senkrecht zur Richtung des auftreffenden Elektronenstrahls die Kreisbahn um eine Rotationsachse realisiert wird, wobei vorzugsweise als die Verschiebung nach Anspruch 1 die Verschiebung entlang der Kreisbahn oder die Verschiebung auf eine in Radius und/oder Lage der Rotationsachse veränderte Kreisbahn verwendet wird, wobei vorzugsweise zur Änderung des Radius, die Rotationsachse senkrecht zu ihrer vorliegenden Richtung verschoben wird, vorzugsweise durch Verschieben des Targets senkrecht zur vorliegenden Richtung der Rotationsachse zusammen mit der für die Drehung vorgesehenen Dreheinrichtung oder durch entsprechend geänderte translatorische Verschiebungen von Elektronenstrahl und Target relativ zueinander. The invention also provides an independent solution or solution which can be combined with a previously described solution in the form of a method for operating an X-ray tube, which is part of a computed tomography sensor or radiography sensor or laminography sensor, wherein the X-ray tube has an X-ray emitting target which is irradiated with an electron beam It is characterized in that the point of impact of the electron beam is displaced onto the target along a circular path by rotating the target about an axis other than the direction of the incident electron beam (rotation axis) or by combining translational displacements of electron beam and target relative to one another to each other in at least two directions perpendicular to the direction of the incident electron beam, the circular path is realized about an axis of rotation, preferably as the displacement according to claim 1, the Verschi is used along the orbit or the shift to a radius and / or position of the axis of rotation changed circular path, preferably for changing the radius, the axis of rotation is moved perpendicular to its present direction, preferably by moving the target perpendicular to the present direction of the axis of rotation together with the rotating device provided for rotation or by correspondingly changed translational displacements of electron beam and target relative to each other.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die jeweils vorliegende Intensität mit einem Referenzwert verglichen wird, wobei der Referenzwert bei gleichen Einstellparametern der Röntgenröhre, wie beispielsweise Röntgenspannung und Röntgenstrom, bestimmt wird, wobei die Referenzwertbestimmung erfolgt bei erstmaliger Verwendung des Targets oder zum jeweils aktuellen Zeitpunkt, wobei der Brennfleck auf einem bis dahin unbenutzter Bereich des Target erzeugt wird, oder wobei der Referenzwert aus allen Intensitäten bestimmt wird, die während der einen oder mehreren Verschiebungen auftreten, insbesondere Maximalwert aus allen Intensitäten ist. In particular, the invention is characterized in that the respective present intensity is compared with a reference value, wherein the reference value at the same setting parameters of the X-ray tube, such as X-ray and X-ray current is determined, the reference value is determined when the first time use of the target or the current Time, wherein the focal spot is generated on a hitherto unused area of the target, or wherein the reference value is determined from all the intensities that occur during the one or more shifts, in particular maximum value from all intensities.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Targetverschleiß, insbesondere die Intensitätsänderung, bewertet und bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes dies entweder an den Bediener gemeldet wird, welcher Brennfleck und Target relativ zueinander manuell verschoben, insbesondere durch Drehen und/oder laterales Verschieben, oder automatisches Drehen und/oder laterales Verschieben des Targets relativ zum Brennfleck erfolgt. It is preferably provided that the target wear, in particular the change in intensity, is evaluated and, when a predetermined value is exceeded, this is either reported to the operator, which manually displaces the focal spot and target relative to each other, in particular by turning and / or lateral shifting, or by automatic turning and / or or lateral displacement of the target relative to the focal spot.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Drehung und/oder Verschiebung des Brennflecks relativ zum Target erfolgt durch Ablenkung des Elektronenstrahls und/oder laterales Verschieben des Targets oder des das Target aufnehmenden Grundkörpers wie Targetflansches oder Dreheinrichtung relativ zum Elektronenstrahl, insbesondere relativ zur die Vorrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahls aufweisenden Röhrenkorpuses. In particular, the invention is characterized in that rotation and / or displacement of the focal spot relative to the target by deflection of the electron beam and / or lateral displacement of the target or the target receiving body as Targetflansches or rotating device relative to the electron beam, in particular relative to the device for deflecting the electron beam having tube body.

Zur Lösung sieht die Erfindung auch eine Vorrichtung vor, die umfasst zumindest eine Röntgenröhre und ein die Röntgenstrahlung abgebendes Target, welches mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird, und weiterhin umfasst Mittel zur Beeinflussung der Richtung des Röntgenstrahls und/oder Mittel zur mechanischen Bewegung des Targets und/oder Targetflansches und/oder zur Drehung des Targets vorgesehenen Dreheinrichtung relativ zum Elektronenstrahl, insbesondere senkrecht zur Richtung des auftreffenden Elektronenstrahls, oder relativ zum Röhrenkorpus, wie Bewegungsachsen. As a solution, the invention also provides a device comprising at least one X-ray tube and an X-ray emitting target, which is exposed to an electron beam, and further comprising means for influencing the direction of the X-ray beam and / or means for the mechanical movement of the target and / or Targetflansches and / or provided for rotating the target rotating device relative to the electron beam, in particular perpendicular to the direction of the incident electron beam, or relative to the tube body, such as axes of motion.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Korrektur der während einer computertomografischen Messung auftretenden Drift. The subject matter of an independent invention is a method for correcting the drift occurring during a computer tomographic measurement.

Bei den bekannten Verfahren zur Driftkorrektur bei der computertomografischen Messungen (CT) eines Bauteils erfolgt ein einfacher Vergleich zwischen den in mehreren Drehstellungen des Bauteils aufgenommenen Durchstrahlungsbildern (Projektionsbildern) einer vor oder nach der eigentlichen computertomografischen Messung durchgeführten Schnelltomografie (Referenztomografie) mit wenigeren Drehschritten (Drehstellungen) und den bei den entsprechenden Drehschritten während der eigentlichen tomografischen Messung des Bauteils aufgenommenen Durchstrahlungsbildern (Projektionsbildern), wobei lediglich die Lage der Bilder in der Detektorebene (Projektionsebene) zueinander verglichen wird und anhand der Verschiebung eine Korrektur der Durchstrahlungsbilder der eigentlichen computertomografischen Messung erfolgt. In the known methods for drift correction in the computed tomography (CT) measurements of a component, a simple comparison is made between the radiographic images (projection images) taken in several rotational positions of the component of a rapid tomography (reference tomography) with fewer rotational steps (rotational positions) carried out before or after the actual computer tomographic measurement. and the radiographic images (projection images) recorded during the corresponding rotational steps during the actual tomographic measurement of the component, wherein only the position of the images in the detector plane (projection plane) is compared with one another and the transmission of the radiographic images of the actual computer tomographic measurement is corrected on the basis of the displacement.

Nicht berücksichtigt wird dabei jedoch die veränderte räumliche Lage der CT-Komponenten Röntgenröhre, Röntgendetektor und Drehtisch aufgrund der Drift zueinander und die damit einhergehende Veränderung der CT-Geometrie (Lage der CT-Komponenten zueinander), insbesondere des Abbildungsmaßstabes. Auch wird eine möglicherweise auftretende veränderte Orientierung wie Verkippung der CT-Komponenten nicht berücksichtigt. However, this does not take into account the changed spatial position of the CT components X-ray tube, X-ray detector and turntable due to the drift to each other and the concomitant change in the CT geometry (position of the CT components to each other), in particular the magnification. Also, a possibly occurring changed orientation such as tilting of the CT components is not taken into account.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die während einer computertomografischen Messung auftretende Drift, insbesondere Verschiebung der CT-Komponenten Röntgenröhre, Röntgendetektor und Drehtisch zueinander, sowie die damit einhergehende Veränderung des Abbildungsmaßstabes, und auch insbesondere die aufgrund der Drift auftretenden geänderten Orientierungen wie Verkippungen der CT-Komponenten zu korrigieren. A further object of the present invention is therefore to determine the drift occurring during a computed tomographic measurement, in particular displacement of the CT components X-ray tube, X-ray detector and turntable to each other, as well as the associated change in magnification, and in particular the changed orientations due to the drift Correct tilting of the CT components.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass aus den Durchstrahlungsbildern der Referenztomografie (Schnelltomografie) und den Durchstrahlungsbildern der eigentlichen computertomografischen Messung ein korrigiertes Volumen rekonstruiert wird, wobei insbesondere korrigierte Projektionsbilder oder eine korrigierte CT-Geometrie für jedes Projektionsbild ermittelt wird, wobei insbesondere ein Transformationsmodell verwendet wird, welches die veränderte CT-Geometrie, insbesondere den jeweils veränderten Abbildungsmaßstab berücksichtigt. To solve this, the invention provides that a corrected volume is reconstructed from the radiographic images of the reference tomography (rapid tomography) and the radiographic images of the actual computed tomographic measurement, in particular corrected projection images or a corrected CT geometry being determined for each projection image, wherein in particular a transformation model is used which takes into account the changed CT geometry, in particular the respectively changed magnification.

Alternativ zur Schnelltomografie als Referenztomografie ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, einen Referenzkörper wie zumindest eine Kugel mitzutomografieren, dessen Lage in Bezug auf den Drehtisch fest und für sämtliche Drehstellungen fest bzw. bekannt ist, beispielsweise durch vor der Messung durchgeführtes Einmessen. Durch Vergleich der Lage und Größe (im Fall der Kugel, Durchmesser) der Abbildung des Referenzkörpers in dem jeweiligen Durchstrahlungsbild während der eigentliche Messung des Objektes mit der zuvor bestimmten bzw, bekannten Lage bzw. Größe lässt sich die erfindungsgemäße Korrektur, insbesondere die korrigierte CT-Geometrie für die Rekonstruktion bestimmen. As an alternative to rapid tomography as a reference tomography, it is also provided according to the invention to tomostomograph a reference body, such as at least one ball, whose position is fixed with respect to the turntable and fixed or known for all rotational positions, for example by calibration performed before the measurement. By comparing the position and size (in the case of the sphere, diameter) of the image of the reference body in the respective radiographic image during the actual measurement of the object with the previously determined or known position or size, the correction according to the invention, in particular the corrected CT Determine geometry for reconstruction.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur Korrektur der während einer computertomografischen Messung auftretenden Drift der für die Computertomografie (CT) eingesetzten CT-Komponenten Röntgenröhre, zu messendes Objekt aufnehmender Drehtisch und in mehreren Drehstellungen des zu messenden Objekts relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor aufnehmender Röntgendetektor relativ zueinander vor, wobei vor und/oder nach der computertomografischen Messung eine Schnelltomografie (Referenztomografie) durchgeführt wird, bei der Durchstrahlungsbilder in einer geringeren Anzahl von Drehstellungen bezüglich der computertomografischen Messung aufgenommen werden, dass sich dadurch auszeichnet, dass unter Verwendung der Durchstrahlungsbilder der computertomografischen Messung und der Durchstrahlungsbilder der Schnelltomografie ein korrigiertes Voxelvolumen mittels Rekonstruktion ermittelt wird, wobei korrigierte Durchstrahlungsbilder (korrigierte Projektionsbilder) berechnet werden oder indem jedem Durchstrahlungsbild der computertomografischen Messung eine auf Basis der Durchstrahlungsbilder der Schnelltomografie ermittelten korrigierten CT-Geometrie für die Rekonstruktion zugeordnet wird, wobei die CT-Geometrie die räumliche Lage der CT-Komponenten Röntgenröhre, Röntgendetektor und Drehtisch zueinander und vorzugsweise deren Orientierung wie Verkippung bezeichnet. The invention provides a method for the correction of the occurring during a computed tomography measurement drift of the computer tomography (CT) CT components used X-ray tube, object to be measured receiving turntable and in several rotational positions of the object to be measured relative to X-ray source and X-ray detector receiving X-ray relative to each other, wherein before and / or after the computed tomography measurement, a rapid tomography (reference tomography) is performed, are taken in the radiographic images in a smaller number of rotational positions with respect to the computed tomography measurement that is characterized in that using the radiographic images of the computed tomography measurement and the radiographic images of the rapid tomography a corrected voxel volume is determined by reconstruction, whereby corrected radiographic images (corrected projection images) are calculated o in that a corrected CT geometry for the reconstruction determined on the basis of the radiographic images of the rapid tomography is assigned to each radiographic image of the computed tomographic measurement, the CT geometry denoting the spatial position of the CT components X-ray tube, X-ray detector and rotary table relative to one another and preferably their orientation such as tilting ,

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass anhand eines Transformationsmodells zwischen eigentlicher computertomografischer Messung und Schnelltomografie für jedes Durchstrahlungsbild der eigentlichen computertomografischen Messung eine korrigierte CT-Geometrie berechnet wird, die die durch die Drift veränderte Lage der CT-Komponenten und vorzugsweise Orientierung der CT-Komponenten berücksichtigt. In particular, the invention is characterized in that, based on a transformation model between actual computed tomography measurement and rapid tomography, a corrected CT geometry is calculated for each radiographic image of the actual computed tomography measurement, which determines the position of the CT components changed by the drift and preferably orientation of the CT. Components considered.

Um die durch die Drift veränderte Lage der CT-Komponenten zu bestimmen sieht die Erfindung in einer besonderen Ausgestaltung zusätzlich vor, dass die durch Temperaturänderungen hervorgerufene Lageänderung, insbesondere der Röntgenröhre, durch Einsatz zumindest eines Temperatursensors bestimmt und für die Korrektur herangezogen wird. Im Fall der Röntgenröhre wird bevorzugt zumindest ein in der Röntgenröhre enthaltener und/oder ein am Gehäuse befestigter, insbesondere nahe der innerhalb der Röntgenröhre vorliegenden Wärmequellen und/oder an dem die Röntgenröhre aufnehmenden Träger befestigter Temperatursensor eingesetzt. Die mit mehreren Temperatursensoren aufgenommenen Temperaturmesswerte werden in einer besonderen Ausgestaltung vorzugsweise linear zu einer für die Bestimmung der veränderten Lage resultierenden Temperatur kombiniert. Es ist weiter vorgesehen, dass entweder die veränderte Lage der Röntgenröhre durch entsprechende gegenläufige Positionierung der Röntgenröhre mit entsprechenden Antrieben wie Messachsen kompensiert wird, dass die veränderte CT-Geometrie bei der Rekonstuktion berücksichtigt wird oder die Durchstrahlungsbilder korrigiert werden. In order to determine the changed by the drift position of the CT components, the invention provides in a particular embodiment additionally, that caused by temperature changes position change, in particular the X-ray tube, determined by using at least one temperature sensor and used for the correction. In the case of the x-ray tube, it is preferable to use at least one temperature sensor contained in the x-ray tube and / or a housing attached to the housing, in particular near the heat sources present within the x-ray tube and / or at the carrier receiving the x-ray tube. The temperature measured values recorded with a plurality of temperature sensors are combined in a particular embodiment preferably linearly to a temperature resulting for the determination of the changed position. It is further envisaged that either the changed position of the X-ray tube is compensated by corresponding opposing positioning of the X-ray tube with corresponding drives such as measuring axes, that the changed CT geometry is taken into account during the reconstruction or the transmission images are corrected.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass anhand eines Transformationsmodells zwischen eigentlicher computertomografischer Messung und Schnelltomografie für jedes Durchstrahlungsbild der eigentlichen computertomografischen Messung ein korrigiertes Durchstrahlungsbild berechnet wird, indem die Grauwerte (Intensitäten) der Durchstrahlungsbilder so verändert werden, dass sie der aus der Referenztomografie sich ergebenden CT-Geometrie (Referenz-CT-Geometrie) entsprechen und unter Zugrundelegung der Referenz-CT-Geometrie rekonstruiert werden. Preferably, it is provided that a corrected transmission image is calculated for each transmission image of the actual computer tomographic measurement using a transformation model between actual computer tomographic measurement and rapid tomography by changing the gray values (intensities) of the transmission images such that they correspond to the CT geometry resulting from the reference tomography (Reference CT geometry) and reconstructed based on the reference CT geometry.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Transformationsmodell in Abhängigkeit aller die CT-Geometrie betreffenden Parameter wie Translation der CT-Komponenten Röntgenröhre, Röntgendetektor und Drehtisch zueinander und deren Rotation (Verkippung) berücksichtigt, wobei insbesondere der sich zwischen Schnelltomografie (Referenztomografie) und eigentlicher computertomografischer Messung je Drehlage veränderte Abbildungsmaßstab berücksichtigt wird. In particular, the invention is characterized in that the transformation model, depending on all the CT geometry parameters such as translation of the CT components X-ray tube, X-ray detector and turntable to each other and their rotation (tilt) into account, in particular between the fast tomography (reference tomography) and actual computer tomographic measurement is taken into account for each rotational position of changed magnification.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass im Transformationsmodel der bezüglich der Referenztomografie veränderte Abbildungsmaßstab der computertomografischen Messung berücksichtigt wird und nach Anwendung der Transformation das jeweilige Durchstrahlungsbild im Abbildungsmaßstab der Referenztomografie vorliegt. Preferably, the invention provides that in the transformation model of the reference tomography changed magnification of the computer tomographic measurement is taken into account and present after application of the transformation, the respective radiographic image in the magnification of the reference tomography.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass das Transformationsmodell bestimmt wird, indem die Projektionsbilder der Referenztomografie (Referenzprojektionsbilder) mit den in gleicher Drehstellung aufgenommenen Projektionsbildern (Durchstrahlungsbildern) der eigentlichen computertomografischen Messung (Messprojektionsbilder) verglichen werden und die Transformationsparameter des Transformationsmodells derart bestimmt werden, dass nach Durchführung der Transformationen die Abweichungen zwischen den Bilddaten (Grauwerten) der Referenzprojektionsbilder und der Messprojektionsbilder minimal sind, beispielsweise durch Minimierung der Abstandsquadrate der Intensitäten (Grauwerte) der einzelnen Pixel der korrespondierenden Durchstrahlungsbilder und/oder durch Korrelationsverfahren. It should also be emphasized that the transformation model is determined by comparing the projection images of the reference tomography (reference projection images) with the projection images (radiation images) of the actual computer tomographic measurement (measurement projection images) recorded in the same rotational position and determining the transformation parameters of the transformation model in such a way that, after execution the transformations, the deviations between the image data (gray values) of the reference projection images and the measurement projection images are minimal, for example by minimizing the squares of the intensities (gray values) of the individual pixels of the corresponding radiographic images and / or by correlation methods.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Transformationsparameter stützstellenbasiert, also anhand der Drehstellungen bestimmt werden, für die Referenzprojektionsbilder und Messprojektionsbilder vorliegen und dass für die Durchstrahlungsbilder der eigentlichen computertomografischen Messung in den dazwischenliegenden Drehstellungen die Transformationsparameter interpoliert werden. The invention is also distinguished by the fact that the transformation parameters are based on support sites, that is to say based on the rotational positions for which reference projection images and measurement projection images are present, and that the transformation parameters are interpolated for the radiographic images of the actual computer tomographic measurement in the intermediate rotational positions.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Verfahren in einem Koordinatenmessgerät eingesetzt wird und/oder aus dem rekonstruierten Voxelvolumen mittels Oberflächenextraktion Oberflächenmesspunkte generiert werden, die besonders bevorzugt zur Ermittlung von Geometrieelementen und/oder Maßen verwendet werden. In particular, the invention is characterized in that the method is used in a coordinate measuring machine and / or surface measurement points are generated from the reconstructed voxel volume by means of surface extraction, which are particularly preferably used for determining geometric elements and / or dimensions.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Vorrichtung und die Verwendung dieser Vorrichtung für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Computertomografie, wobei als Detektor für die Messstrahlung keine bereits fertig montierte Einheit aus einem Szintillator und einem optischen Detektor verwendet wird, wie dies zumeist nach dem Stand der Technik erfolgt, sondern Szintillator und optischer Detektor getrennt voneinander aufgebaut sind. Der Szintillator dient der Umwandlung der empfangenen Messstrahlung in optische Strahlung, die von einem optischen Detektor mit mehreren lichtempfindlichen Elementen wie beispielsweise einer CCD- oder CMOS-Kamera aufnehmbar ist. Um eine möglichst hohe Auflösung zu erzielen, sind Szintillatoren oftmals mit Zusatzeinrichtungen, wie beispielsweise vielen röhrenförmigen, die entstehende optische Strahlung leitenden Elementen versehen. Zusätzlich wird die erreichbare Auflösung aber auch durch die Auflösung des verwendeten optischen Detektors beeinflusst. The invention relates in particular to a device and the use of this device for a method according to the invention for computer tomography, wherein no already assembled unit consisting of a scintillator and an optical detector is used as the detector for the measuring radiation, as is usually the case in the prior art , but scintillator and optical detector are constructed separately from each other. The scintillator is used to convert the received measurement radiation into optical radiation, which can be received by an optical detector with a plurality of photosensitive elements such as a CCD or CMOS camera. In order to achieve the highest possible resolution scintillators are often provided with ancillary equipment, such as many tubular, the resulting optical radiation-conducting elements. In addition, the achievable resolution is also influenced by the resolution of the optical detector used.

Vorrichtungen mit vom Szintillator getrenntem optischem Detektor haben den Vorteil, dass zur Erhöhung der Auflösung zwischen Szintillator und optischen Detektor eine Optik eingesetzt werden kann, wie dies beispielsweise in der US 7,400,704 beschrieben wird. Dabei nachteilig ist es jedoch, dass aufgrund der begrenzten Apertur der eingesetzten Optik nur kleine Szintillatorflächen erfasst werden können oder der Lichtdurchsatz und damit das Signal-Rausch-Verhältnis sehr gering sind. Anderenfalls wären sehr große und teure Optiken notwendig. Es ist dadurch nicht möglich, große Bereiche eines Szintillators komplett in hoher Auflösung und Bildqualität zu erfassen. Der erfasste Bereich des Szintillators kann zudem in seiner Größe oder Lage nicht verändert werden. Ebenso nachteilig beim Stand der Technik ist es, dass beim Einsatz von Umlenkspiegeln diese zumeist eine entsprechend große Ausdehnung aufweisen müssen, um die gesamte vom Szintillator abgegebene optische Strahlung zu reflektieren. Devices with an optical detector separated from the scintillator have the advantage that an optical system can be used to increase the resolution between the scintillator and the optical detector, as described, for example, in US Pat US 7,400,704 is described. It is disadvantageous, however, that due to the limited aperture of the optics used only small Szintillatorflächen can be detected or the light throughput and thus the Signal-to-noise ratio are very low. Otherwise, very large and expensive optics would be necessary. It is therefore not possible to capture large areas of a scintillator completely in high resolution and image quality. The detected area of the scintillator can not be changed in its size or location. It is likewise disadvantageous in the prior art that, when deflecting mirrors are used, they usually have to have a correspondingly large extent in order to reflect the entire optical radiation emitted by the scintillator.

Diese Probleme löst die DE 102013108367.6 der Anmelderin, auf die hier vollständig Bezug genommen wird, zumindest teilweise, indem eine Einheit aus beweglicher Kamera und Optik zur stückweisen Erfassung von Teilbereichen der Szintillatorfläche mit hoher Auflösung eingesetzt werden. Nachteilig dabei ist jedoch, dass zeitaufwändig nacheinander mehrere Messungen in mehreren Relativpositionen zwischen Szintillator und Kamera zzgl. Optik zur kompletten Erfassung der Szintillatorfläche notwendig sind. Zudem nehmen die notwendigen Positioniereinheiten viel Bauraum ein. Auch die Notwendigkeit einer Optik an sich ist nachteilig. These problems are solved DE 102013108367.6 Applicant, which is fully incorporated herein by reference, is at least partially implemented by employing a moveable camera and optics unit for piecewise detecting high resolution portions of the scintillator surface. The disadvantage here, however, is that time-consuming successive multiple measurements in several relative positions between the scintillator and camera plus optics for complete detection of Szintillatorfläche are necessary. In addition, the necessary positioning units take up a lot of space. The need for an optic itself is disadvantageous.

Auch in der DE 102015110493.8 der Anmelderin, auf die hier ebenso vollständig Bezug genommen wird, wird eine ähnliche Anordnung und ein ähnliches Verfahren angewandt, jedoch unter Verwendung eines Parabolspiegels, Fresnellinse oder Glasfaser-Tapers. In Bezug auf die Glasfaser-Taper werden jedoch keine Hinweise auf die konkrete Ausführung gegeben. Zudem ist dabei vorgesehen, Kamera (optischer Detektor) und Szintillator relativ zueinander zu verschieben. Der Glasfaser-Taper erfasst den Szintillator also nicht vollständig und mehrere Messungen sind zeitaufwändig notwendig. Also in the DE 102015110493.8 Applicant, to which reference is also made in its entirety, uses a similar arrangement and method, but using a parabolic mirror, Fresnel lens or glass fiber tapers. With regard to the fiberglass tapers, however, there are no indications of the actual execution. In addition, it is provided to move camera (optical detector) and scintillator relative to each other. The fiber optic taper thus does not completely capture the scintillator and several measurements are time consuming.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb auch, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um ohne den Einsatz von klassischen Optiken die vollständige Erfassung der von einem Szintillator abgegebenen optischen Strahlung mit hoher Qualität, insbesondere hohem Lichtdurchsatz zu realisieren und damit eine schnelle und genaue Messung eines Werkstücks mittels beispielsweise Computertomografie zu gewährleisten. Die Anwendung für andere durchstrahlende Verfahren unter Verwendung von Röntgenstrahlen in optische Strahlung umwandelnden Szintillatoren ist ebenso vorgesehen, wie beispielsweise zur Materialinspektion oder Laminografie. The object of the present invention is therefore also to provide an apparatus and a method in order to realize the complete detection of the output of a scintillator optical radiation with high quality, especially high light throughput without the use of classical optics and thus a fast and to ensure accurate measurement of a workpiece by means of, for example, computed tomography. The application to other radiographic methods using X-ray to optical radiation converting scintillators is also contemplated, such as for material inspection or laminography.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass zwischen der die optische Strahlung abgebenden Seite des Szintillators und einer Kamera ein oder mehrere Faserbündel, bevorzugt Taper, angeordnet werden, das bzw. die die optische Strahlung in Richtung der Kamera abbilden. Bevorzugt wird durch das eine oder die mehreren Faserbündel die gesamte Szintillatorfläche erfasst. To solve the invention provides that between the optical radiation emitting side of the scintillator and a camera one or more fiber bundles, preferably taper, are arranged, which or reflect the optical radiation in the direction of the camera. Preferably, the entire scintillator surface is detected by the one or more fiber bundles.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Abbildungsmaßstab des Szintillators auf die Kamera durch die Anzahl der eingesetzten Faserbündel und/oder die Ausführung des Faserbündels in Bezug auf die Anzahl und Packungsdichte der Fasern und damit deren Durchmesser, eingestellt werden kann. Bevorzugt ist der Durchmesser der einzelnen Fasern geringer, als die Pixelgröße der Kamera. In Ausgestaltung ist zusätzlich zwischen Kameraseitigem Ende des Faserbündels und der Kamera eine abbildende Optik angeordnet. Diese ist jedoch in ihrer Baugröße kleiner als eine Optik, die zur Erfassung der gesamten Szintillatorfläche notwendig wäre, da das Faserbündel bevorzugt derart ausgeführt ist, dass das dem Szintillator zugewandte Ende einen größeren Querschnitt ausweist, als das der Kamera zugewandte Ende, das Faserbündel also in Richtung der Kamera zusammengeschrumpft ausgeführt ist. This results in the advantage that the imaging scale of the scintillator on the camera by the number of fiber bundles used and / or the design of the fiber bundle with respect to the number and packing density of the fibers and thus their diameter can be adjusted. Preferably, the diameter of the individual fibers is smaller than the pixel size of the camera. In an embodiment, an imaging optic is additionally arranged between the camera end of the fiber bundle and the camera. However, this is smaller in size than an optical system that would be necessary for detecting the entire Szintillatorfläche, since the fiber bundle is preferably designed such that the scintillator end facing a larger cross section identifies, as the camera facing the end, the fiber bundle in The direction of the camera is shrunk.

Auch ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jedem Faserbündel eine separate Kamera zugeordnet wird und die Bilder der einzelnen Kameras zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. It is also provided according to the invention that each fiber bundle is assigned a separate camera and the images of the individual cameras are combined to form an overall image.

Durch die Ausführung der Faserdurchmesser und gegebenenfalls verwendeten zuvor genannten Optik ist es möglich, sehr hohe Vergrößerungen zu erzielen, wodurch sich eine kleine effektive Pixelgröße für die Erfassung der Szintillatorfläche und damit für die Tomografie ergibt. By performing the fiber diameters and optionally using the aforementioned optics, it is possible to achieve very high magnifications, resulting in a small effective pixel size for the detection of the scintillator surface and thus for the tomography.

Besonders bevorzugt wird ein gerichtetes, die Abbildung erhaltendes Faserbündel, auch als Taper bezeichnet, eingesetzt. Alternativ kann die Zuordnung der einzelnen Fasern des Bündels zu dem erfassten Bereich des Szintillators und dem Bereich, auf dem die Abbildung auf der Kamera erfolgt, eingemessen werden und die mit der Kamera erfassten Bilder entsprechend korrigiert werden. Particular preference is given to using a directional fiber bundle, also referred to as a taper, which preserves the image. Alternatively, the association of the individual fibers of the bundle with the detected area of the scintillator and the area on which the image is taken on the camera can be measured and the images captured with the camera corrected accordingly.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme von mehreren Durchstrahlungsbildern eines Messobjektes (303) zur Durchführung einer Computertomografie, wobei Durchstrahlungsbilder in einer Vielzahl von Drehstellungen, einstellbar durch eine Drehvorrichtung wie mechanische Drehachse (305), in denen das Messobjekt (303) und eine Computertomografiesensorik (301, 304, 308, 309, 310, 311) relativ zueinander drehbar angeordnet sind, vorzugsweise das Messobjekt (303) drehbar ist, aufnehmbar sind, wobei die Computertomografiesensorik zumindest besteht aus einer Strahlungsquelle wie Röntgenröhre (301), zumindest einem flächig ausgeprägten Szintillator (304) und zumindest einem flächig ausgeführten, optischen Detektor (310) wie Kamera, wobei die Durchstrahlungsbilder von dem zumindest einen optischen Detektor (310) aufnehmbar sind und zu einem Voxelvolumen rekonstruierbar sind, aus dem vorzugsweise Oberflächenpunkte an Materialübergängen bestimmbar sind, wobei die vom Szintillator (304) abgegebene optische Strahlung (307) zumindest teilweise von dem zumindest einen optischen Detektor (310) erfassbar ist, und wobei die Computertomografiesensorik bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät integriert ist, zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Szintillator (304) und dem optischen Detektor (310) ein oder mehrere Faserbündel (320) angeordnet sind, wobei die dem Szintillator (304) zugeordnete Seite (321) des bzw. der Faserbündel die vom Szintillator (304) abgegebene optische Strahlung (307) aufnimmt und am dem optischen Detektor (310) zugewandten Ende (322) wieder in Richtung des bzw. der optischen Detektoren (310) abgibt. A device according to the invention for recording a plurality of radiographic images of a measurement object ( 303 ) for performing a computed tomography, wherein radiographic images in a plurality of rotational positions, adjustable by a rotating device such as mechanical axis of rotation ( 305 ), in which the measuring object ( 303 ) and a computed tomography sensor ( 301 . 304 . 308 . 309 . 310 . 311 ) are rotatably arranged relative to each other, preferably the measuring object ( 303 ) is rotatable, are receivable, the computed tomography sensor at least consists of a radiation source such as x-ray tube ( 301 ), at least one extensive scintillator ( 304 ) and at least one planar optical detector ( 310 ), like the camera, wherein the radiographic images of the at least one optical detector ( 310 ) and are reconstructable into a voxel volume from which preferably surface points can be determined at material transitions, wherein the light emitted by the scintillator ( 304 ) emitted optical radiation ( 307 ) at least partially from the at least one optical detector ( 310 ) is detectable, and wherein the computer tomography sensor is preferably integrated in a coordinate measuring machine, is characterized in that between the scintillator ( 304 ) and the optical detector ( 310 ) one or more fiber bundles ( 320 ) are arranged, which the scintillator ( 304 ) associated page ( 321 ) of the fiber bundle (s) from the scintillator ( 304 ) emitted optical radiation ( 307 ) and at the optical detector ( 310 ) facing end ( 322 ) in the direction of the optical detector (s) ( 310 ).

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Durchmesser der Fasern des Faserbündels (320) kleiner als die Pixelgröße des optischen Detektors (310) ist, insbesondere < 10 µm, bevorzugt < 5 µm. In particular, the invention is characterized in that the diameter of the fibers of the fiber bundle ( 320 ) smaller than the pixel size of the optical detector ( 310 ), in particular <10 μm, preferably <5 μm.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass zumindest eine Optik (309) zwischen Kameraseitigem Faserbündelende (322) und Kamera (310) angeordnet ist, die ausgebildet ist, die aus dem Kameraseitigem Faserbündelende (322) austretende optische Strahlung auf die Kamera (310) abzubilden. According to a proposal to be emphasized, it is provided that at least one optical system ( 309 ) between the camera side fiber bundle end ( 322 ) and camera ( 310 ) is arranged, which is formed from the camera-side fiber bundle end ( 322 ) exiting optical radiation on the camera ( 310 ).

Besonders hervorzuheben ist, dass als Faserbündel (320) ein gerichtetes Faserbündel (Taper) eingesetzt wird, bei dem die Anordnung der Fasern die Abbildung erhaltend ausgeführt ist. Particularly noteworthy is that as fiber bundles ( 320 ) a directional fiber bundle (taper) is used, in which the arrangement of the fibers is designed to receive the figure.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass über die Faserbündel- bzw. Taperauswahl (Anzahl, Packungsdichte und Durchmesser) die Auflösung für die Erfassung der Szintillatorfläche (304) einstellbar ist, wobei vorzugsweise die Faserbündel bzw. der oder die Taper auswechselbar ausgeführt ist. Furthermore, the invention is characterized in that, via the fiber bundle or taper selection (number, packing density and diameter), the resolution for the detection of the scintillator surface (FIG. 304 ) is adjustable, wherein preferably the fiber bundle or the or the taper is made interchangeable.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass mehrere Taper (320) in Bezug auf die erfasste Szintillatorfläche (304) nebeneinander angeordnet sind, so dass die gesamte Szintillatorfläche (304) erfasst wird, wobei die Kameraseitigen Enden (322) der Taper (320) einer gemeinsamen Kamera (310) zugeordnet sind oder jeder Taper (320) auf eine separate Kamera (310) gerichtet ist, wobei für den Fall mehrerer Kameras die Bilder der Kameras zu einem Gesamtbild zusammensetzbar sind, dass für die Tomografie verwendbar ist. In particular, the invention is characterized in that several taper ( 320 ) with respect to the detected scintillator surface ( 304 ) are juxtaposed so that the entire scintillator surface ( 304 ), the camera-side ends ( 322 ) the taper ( 320 ) of a common camera ( 310 ) or each taper ( 320 ) on a separate camera ( 310 ) is directed, wherein in the case of multiple cameras, the images of the cameras are composable into an overall image that is usable for tomography.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Durchführung einer computertomografischen Messung mit einem Computertomografen, wobei die Belichtungszeit und die Anzahl der zu einem resultierenden Durchstrahlungsbild zu überlagernden Durchstrahlungsbilder eingestellt werden. The subject matter of an independent invention is a method for carrying out a computer tomographic measurement with a computer tomograph, wherein the exposure time and the number of radiographic images to be superimposed on a resulting radiographic image are set.

Bei den bekannten Verfahren zur Computertomografie von Objekten bzw. Werkstücken wird über den gesamten Drehbereich, in dem das Objekt gedreht wird, also typischerweise mindestens um 180° bzw. 360°, eine konstante Belichtungs- bzw. Integrationszeit für alle Durchstrahlungsbilder verwendet. Zur Erhöhung der Bildqualität werden jeweils Gruppen von nacheinander aufgenommenen Durchstrahlungsbildern, welche im Start/Stopp-Betrieb in identischer Drehstellung aufgenommen werden, bzw. in einem kontinuierlichen Drehbetrieb innerhalb eines jeweils gleich großen Winkelbereichs aufgenommen werden, zu einem resultierenden Durchstrahlungsbild überlagert, also die Intensitäten in Form der Grauwerte aufaddiert und ggf. normiert. Diese resultierenden Durchstrahlungsbilder weisen also auch über den gesamten Drehbereich der Messung eine konstante Anzahl von Durchstrahlungsbildern auf, aus denen sie jeweils durch Überlagerung gebildet werden. In the known methods for computed tomography of objects or workpieces, a constant exposure or integration time is used for all radiographic images over the entire range of rotation in which the object is rotated, that is to say typically at least by 180 ° or 360 °. To increase the image quality, groups of successively recorded radiographic images which are recorded in the same rotational position during start / stop operation or in a continuous rotary operation within an angular range of equal size are superposed to form a resulting radiographic image, ie the intensities in Form of gray values added up and normalized if necessary. These resulting radiographic images thus also have a constant number of radiographic images over the entire range of rotation of the measurement, from which they are each formed by superposition.

Hierdurch ergibt sich ein fester Zusammenhang zwischen der Anzahl der Drehstellungen, Anzahl der je Drehstellung aufzunehmenden Durchstrahlungsbildern, Belichtungszeit je Durchstrahlungsbild und der Gesamtmesszeit. Im Falle der Bildaufnahme während der Drehbewegung ergibt sich zudem eine konstante Rotationsgeschwindigkeit. This results in a fixed relationship between the number of rotational positions, number of recorded per rotational position radiographic images, exposure time per radiographic image and the total measurement time. In the case of image acquisition during the rotational movement also results in a constant rotational speed.

Nachteilig dabei ist jedoch, dass insbesondere bei Objekten mit großem Aspektverhältnis die gemessenen Intensitäten, insbesondere die minimalen Intensitäten, abhängig von der Bauteillage, also der jeweils maximal durchstrahlten Länge, stark variieren, wodurch die Durchstrahlungsverhältnisse, insbesondere die Ausnutzung der Detektordynamik unterschiedlich ist. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei Einstellung einer Gesamtintegrationszeit so, dass die dunkelsten Bereiche, also beim Vorliegen der größten Durchstrahlungslängen, ein eingestelltes Signal-Rauschverhältnis oder eine eingestellte minimale Intensität aufweisen, jedoch in Drehstellungen, bei denen deutlich geringere maximale Durchstrahlungslängen vorliegen, deutlich höhere minimale Grauwerte und damit deutlich größere Signal-Rauschverhältnisse vorliegen. Anders ausgedrückt werden also in Drehlagen mit geringen maximalen Durchstrahlungslägen deutlich höhere Gesamtbelichtungszeiten verwendet, als dies notwendig wäre, um eine konstante Qualität, also beispielsweise Signal-Rauschverhältnisse für die dunkelsten Bereiche, über den gesamten Drehbereich zu erzielen. Dies führt zu einer hohen Messzeit. However, it is disadvantageous that, especially in the case of objects with a high aspect ratio, the measured intensities, in particular the minimum intensities, vary greatly depending on the component position, ie the maximum irradiated length, whereby the transmission ratios, in particular the utilization of the detector dynamics, are different. This means that, for example, when setting a total integration time so that the darkest areas, ie in the presence of the largest transmission lengths, have a set signal-to-noise ratio or a set minimum intensity, but in rotational positions where significantly lower maximum transmission lengths are present, significantly higher minimum Gray values and thus significantly greater signal-to-noise ratios are present. In other words, significantly higher total exposure times are used in rotational positions with low maximum transmission rates than would be necessary in order to achieve a constant quality, for example signal-to-noise ratios for the darkest regions, over the entire range of rotation. This leads to a high measuring time.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Gesamtmesszeit für eine computertomografische Messung eines Bauteils zu verkürzen. Als Nebenbedingung soll dabei die Qualität der Durchstrahlungsbilder bzw. Gesamtdurchstrahlungsbilder festgelegten Mindestanforderung entsprechen, also beispielsweise ein vorbestimmtes minimales Signal-Rauschverhältnis insbesondere für die im jeweiligen Durchstrahlungsbild vorliegenden dunkelsten Bereiche (größten Durchstrahlungslängen) einhalten. A further object of the present invention is therefore to shorten the overall measuring time for a computer tomographic measurement of a component. As a secondary condition, the quality of the radiographic images or overall radiographic images should meet the minimum requirement, ie, for example, comply with a predetermined minimum signal-to-noise ratio, in particular for the darkest regions present in the respective radiographic image (largest radiographic lengths).

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die jedem resultierenden Durchstrahlungsbild zugeordnete Gesamtbelichtungszeit, also die Belichtungszeit der möglicherweise überlagerten Durchstrahlungsbilder und die Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder, separat eingestellt wird, wobei die Einstellung so erfolgt, dass ein dem resultierenden Durchstrahlungsbild zugeordneter Kennwert wie beispielsweise das minimale Signal-Rauschverhältnis (SNR) einzelner Pixel bzw. Pixelbereiche im Rahmen eines vorgegebenen Toleranzbereiches konstant bleibt. Hierzu ist es notwendig, den zu regelnden Kennwert in den resultierenden Durchstrahlungsbildern zu bestimmen und für die Festlegung der Gesamtbelichtungszeit des jeweils folgenden Durchstrahlungsbildes bzw. resultierenden Durchstrahlungsbildes heranzuziehen. To solve this, the invention provides that the total exposure time assigned to each resulting radiographic image, ie the exposure time of the possibly superimposed radiographic images and the number of radiographic images to be overlaid, is adjusted separately, wherein the setting is made such that a characteristic value assigned to the resulting radiographic image, such as the Minimum signal-to-noise ratio (SNR) of individual pixels or pixel areas remains constant within a predetermined tolerance range. For this purpose, it is necessary to determine the characteristic value to be controlled in the resulting radiographic images and to use this for the determination of the total exposure time of the respectively following radiographic image or resulting radiographic image.

Im Sinne einer Regelung werden dabei bevorzugt auch die Kennwerte mehrerer zurückliegender Durchstrahlungsbilder bzw. resultierender Durchstrahlungsbilder verwendet. In the sense of a regulation, the characteristic values of a plurality of previous radiographic images or resulting radiographic images are also preferably used.

Zur Festlegung des Sollwertes für den bzw. die Kennwerte wird der Kennwert aus dem resultierenden Durchstrahlungsbild bestimmt, dass in einer bestimmten Drehlage aufgenommen wird, vorzugsweise in der Drehlage, bei dem die maximale Durchstrahlungslänge eines Bauteils vorliegt. Hierbei muss beachtet werden, dass auch für die kürzesten Durchstrahlungslängen, bei denen also höhere Intensitäten bzw. Grauwerte vorliegen, keine Überstrahlung auftritt. Ggf. ist der Kennwert entsprechend zu verändern oder besser anstatt der Erhöhung der Belichtungszeit die Erhöhung der Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder vorzunehmen. In order to determine the desired value for the characteristic value (s), the characteristic value is determined from the resulting radiographic image that is recorded in a specific rotational position, preferably in the rotational position at which the maximum transmission length of a component is present. It should be noted here that even for the shortest transmission wavelengths, ie where higher intensities or gray values are present, no over-radiation occurs. Possibly. the characteristic value must be changed accordingly or, instead of increasing the exposure time, it is better to increase the number of radiographic images to be overlaid.

Werden die Durchstrahlungsbilder während einer kontinuierlichen Drehbewegung des Drehtisches aufgenommen, so wird die Belichtungszeit je Durchstrahlungsbild typischerweise konstant gehalten. Um den Kennwert einzuhalten, wird die Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder variiert. Hierdurch ergibt sich die Anforderung, wie viele Durchstrahlungsbilder in einem jeweiligen Winkelbereich aufgenommen und zu einem resultierenden Durchstrahlungsbild überlagert werden, woraus sich wiederum eine Vorgabe für die Drehgeschwindigkeit des Drehtisches ergibt. Hieraus resultiert, dass in Bereichen hoher maximaler Durchstrahlungslägen eine langsamere Drehung und in Bereichen mit geringeren maximalen Durchstrahlungslängen eine schnellere Drehbewegung ausgeführt werden kann. Hierdurch lässt sich eine deutliche Zeitersparnis erzielen. Im Falle des Start/Stopp-Betriebes ergibt sich die Zeitersparnis daraus, dass in den Bereichen geringere maximale Durchstrahlungslängen kürzere Gesamtbelichtungszeiten vorliegen, sodass die entsprechenden Drehstellungen für kürzere Zeiträume eingenommen werden, bevor das Weiterdrehen zur nächsten Drehstellung durchgeführt werden kann. If the radiographic images are recorded during a continuous rotary movement of the rotary table, the exposure time per radiographic image is typically kept constant. In order to maintain the characteristic value, the number of radiographic images to be superimposed is varied. This results in the requirement of how many radiographic images are recorded in a respective angular range and superimposed to form a resulting radiographic image, which in turn results in a specification for the rotational speed of the rotary table. As a result, a slower rotation can be carried out in areas of high maximum radiating distances, and a faster rotary movement can be carried out in areas with lower maximum radiating lengths. This can be a significant time savings. In the case of start / stop operation, the time saved results from shorter total exposure times in the areas having lower maximum transmission lengths, so that the corresponding rotational positions are assumed for shorter periods of time before further rotation to the next rotational position can be carried out.

Zusätzlich zur Einstellung der Belichtungszeit anhand der an den jeweils vorher gemessenen resultierenden Durchstrahlungsbildern bestimmten Kennwerten ist die Verwendung der Solldaten, insbesondere des CAD-Modells des Objekts erfindungsgemäß vorgesehen. Hierbei kann die der jeweiligen Drehstellung zugeordnete maximale Durchstrahlungslänge zumindest etwa abgeschätzt werden und zur Nachregelung der Gesamtbelichtungszeit verwendet werden. In addition to setting the exposure time on the basis of the characteristic values determined at the respective previously measured resulting radiographic images, the use of the desired data, in particular of the CAD model of the object, is provided according to the invention. In this case, the maximum transmission length assigned to the respective rotational position can be estimated at least approximately and used to readjust the overall exposure time.

Eine Anpassung der Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder, um den Kennwert einzuhalten, kann auch bereichsweise in den Durchstrahlungsbildern erfolgen. Hierzu werden erfindungsgemäß die Durchstrahlungsbilder in Bereiche unterschiedlicher Helligkeiten, also Intensitäten bzw. Grauwerte segmentiert und für die Bereiche separat die Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder zum resultierenden Durchstrahlungsbild festgelegt. Beim Zusammensetzen des resultierenden Durchstrahlungsbildes nach der Überlagerung der einzelnen Bereiche muss eine Normierung auf eine gemeinsame Gesamtbelichtungszeit erfolgen. An adaptation of the number of radiographic images to be superposed in order to adhere to the characteristic value can also be carried out in regions in the radiographic images. For this purpose, according to the invention, the radiographic images are segmented into regions of different brightnesses, that is to say intensities or gray values, and the number of radiographic images to be superimposed on the resulting radiographic image is determined separately for the regions. When assembling the resulting radiographic image after the superimposition of the individual areas, normalization to a common overall exposure time must take place.

Das zuvor angesprochene Normieren ist aber auch grundlegend zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendig. Bevor die resultierenden Durchstrahlungsbilder einer Rekonstruktion zur Erzeugung eines Voxelvolumens zugeführt werden können, müssen diese ein einheitliches Beleuchtungsniveau aufweisen, also auf eine einheitliche Gesamtbelichtungszeit normiert werden. However, the normalization mentioned above is also fundamentally necessary for implementing the method according to the invention. Before the resulting radiographic images of a reconstruction can be supplied to generate a voxel volume, they must have a uniform illumination level, that is to say be normalized to a uniform overall exposure time.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, unerwünscht hohe Messzeiten zu vermeiden. Hierzu muss die Gesamtbelichtungszeit der resultierenden Durchstrahlungsbilder begrenzet werden. Diese Begrenzung erfolgt durch Kalkulation der gesamten Messzeit anhand der Durchstrahlungsverhältnisse in den verschiedenen Drehstellungen und insbesondere dem einzuhaltenden Kennwert für die Drehstellung, in der die maximale Durchstrahlungslänge vorliegt. Unter Kenntnis der maximalen Rotationsgeschwindigkeit der Drehachse und der Anzahl der aufzunehmenden Durchstrahlungsbilder bzw. resultierenden Durchstrahlungsbilder kann die Gesamtmesszeit abgeschätzt werden und in Bezug auf eine maximal zulässige Gesamtmesszeit untersucht werden. According to the invention, it is also provided to avoid undesirably high measuring times. For this purpose, the total exposure time of the resulting radiographic images must be limited. This limitation is achieved by calculating the total measuring time on the basis of the transmission ratios in the various rotational positions and in particular the characteristic value to be maintained for the rotational position in which the maximum transmission length is present. With knowledge of the maximum rotational speed of the axis of rotation and the number of transillumination images to be recorded or resulting transmission images, the total measurement time can be estimated and examined with respect to a maximum allowable total measurement time.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur Durchführung einer computertomografischen Messung mit einem Computertomografen, aufweisend zumindest eine Röntgenröhre, das zu messende Objekt aufnehmenden und drehenden Drehtisch und Durchstrahlungsbilder des Objekts aufnehmenden Röntgendetektor, vor, wobei in mehreren Drehstellungen des Objekts und der Komponenten Röntgenröhre und Röntgendetektor relativ zueinander, insbesondere in einem Winkelbereich von mindestens 360° oder in einem Winkelbereich von mindestens 180°, Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden, wobei die jeweilige Aufnahme während einer festgelegten Belichtungs- bzw. Integrationszeit erfolgt, und wobei eine Rekonstruktion eines Voxelvolumens aus resultierenden Durchstrahlungsbildern erfolgt, wobei die resultierenden Durchstrahlungsbilder die Durchstrahlungsbilder selbst sind oder die resultierenden Durchstrahlungsbilder jeweils mehrere aufeinanderfolgend aufgenommene und überlagerte Durchstrahlungsbilder sind, wobei den resultierenden Durchstrahlungsbildern als Gesamtbelichtungszeit die Summe der Belichtungszeiten der zur Bildung verwendeten Durchstrahlungsbilder zugeordnet wird, dass sich dadurch auszeichnet, dass für jedes resultierende Durchstrahlungsbild die Gesamtbelichtungszeit separat eingestellt wird, wobei die Belichtungszeit und/oder die Anzahl der jeweils zu überlagernden Durchstrahlungsbilder eingestellt wird, so dass zumindest einer dem jeweiligen resultierendem Durchstrahlungsbild zugeordnete Kennwert wie beispielsweise minimales Signal Rauschverhältnis (SNR), minimale Intensität bzw. Grauwert oder mittlere Intensität bzw. Grauwert für alle resultierenden Durchstrahlungsbilder konstant oder nahezu konstant bleibt, wobei die Gesamtbelichtungszeit des jeweils aufzunehmenden resultierenden Durchstrahlungsbildes festgelegt wird aus dem oder den Kennwerten, die aus dem einen oder den mehreren jeweils direkt davor aufgenommenen resultierenden Durchstrahlungsbildern bestimmt wurden. The invention provides for a method for performing a computed tomographic measurement with a computer tomograph comprising at least one x-ray tube, the object to be measured receiving and rotating turntable and radiographic images of the object receiving x-ray detector, wherein in several rotational positions of the object and the components of the x-ray tube and x-ray detector relative to each other, in particular in an angular range of at least 360 ° or in an angular range of at least 180 °, radiographic images are taken, wherein the respective recording takes place during a specified exposure or integration time, and wherein a reconstruction of a voxel volume from resulting radiographic images takes place, the resulting radiographic images are the radiographic images themselves or the resulting radiographic images are each a plurality of successively recorded and superposed radiographic images sin d, wherein the total exposure time is assigned to the resulting radiographic images as the sum of the exposure times of the radiographic images used for formation, characterized in that the total exposure time is set separately for each resulting radiographic image, wherein the exposure time and / or the number of radiographic images to be overlaid are set so that at least one of the respective resulting radiographic image associated characteristic value such as minimum signal noise ratio (SNR), minimum intensity or gray value or average intensity or gray value for all resulting radiographic images remains constant or nearly constant, the total exposure time of the respectively received resulting radiographic image is determined from the or the characteristic values, which determined from the one or more respectively directly before received resulting radiographic images were.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die aus mindestens zwei direkt davor aufgenommenen resultierenden Durchstrahlungsbildern bestimmten Kennwerte zur Einstellung der Gesamtbelichtungszeit herangezogen werden. In particular, the invention is distinguished by the fact that the characteristics of at least two resulting radiation images taken directly in front of it are used for determining the overall exposure time.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Start- bzw. Sollwert für den oder die konstant zu haltenden Kennwerte an einem Durchstrahlungsbild oder dem resultierenden Durchstrahlungsbild bestimmt wird, vorzugsweise an dem Durchstrahlungsbild, bei dem die maximale Durchstrahlungslänge des Bauteils vorliegt. It is preferably provided that the starting or setpoint value for the characteristic value (s) to be kept constant is determined on a transmission image or the resulting radiographic image, preferably on the radiographic image in which the maximum transmission length of the component is present.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Belichtungszeit und Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder für jedes resultierende Durchstrahlungsbild separat eingestellt wird, wobei die Belichtungszeit für jedes Durchstrahlungsbild jeweils so eingestellt wird, dass keine Überstrahlung vorliegt, und zur Vermeidung von Überstrahlung ggf. die Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder erhöht wird. In particular, the invention is characterized in that the exposure time and the number of overlapping radiographic images for each resulting radiographic image is set separately, wherein the exposure time for each radiographic image is set in each case so that no over-radiation is present, and to avoid over-radiation, if necessary, the number of is increased to superimposed radiographic images.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass die Durchstrahlungsbilder während einer kontinuierlichen Drehbewegung des Drehtischs aufgenommen werden, wobei vorzugsweise die Belichtungszeit für die Durchstrahlungsbilder konstant bleibt, und wobei die Drehgeschwindigkeit des Drehtisches so variieret wird, dass sich für jeweils gleiche Winkelbereiche, in denen jeweils ein resultierendes Durchstrahlungsbild gebildet wird, die Anzahl der überlagerten Durchstrahlungsbilder so ergibt, dass der Kennwert konstant bleibt. Preferably, the invention provides that the transmission images are taken during a continuous rotation of the turntable, wherein preferably the exposure time for the transmission images remains constant, and wherein the rotational speed of the turntable is varied so that for each same angular ranges, in each case a resulting Transmission image is formed, the number of superimposed radiographic images so that the characteristic remains constant.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass anhand der Solldaten, insbesondere des CAD-Modells des Objekts die einzustellende Gesamtbelichtungszeit für das jeweilige resultierende Durchstrahlungsbild geschätzt wird. It should also be emphasized that, based on the desired data, in particular the CAD model of the object, the total exposure time to be set for the respective resulting radiographic image is estimated.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Einstellung der Gesamtbelichtungszeit durch Anpassung der Anzahl der zu überlagernden Durchstrahlungsbilder, abhängig von der jeweiligen Durchstrahlungslänge und damit abhängig vom jeweils vorliegenden Grauwert bzw. Intensität im Durchstrahlungsbild bereichsweise innerhalb des Durchstrahlungsbildes unterschiedlich eingestellt wird, sodass für die unterschiedlichen Bereiche der Kennwert gleich oder fast eingestellt wird, wobei nach der Überlagerung der Durchstrahlungsbilder eine Normierung der Grauwerte der entsprechenden Bereiche in Bezug auf die Anzahl der überlagerten Durchstrahlungsbilder erfolgt. The invention is also characterized in that the adjustment of the total exposure time by adjusting the number of superimposed radiographic images, depending on the respective radiographic length and thus depending on the respective present gray value or intensity in the radiographic image in areas within the radiographic image is set differently, so for the different areas of the characteristic value is set equal or almost, wherein after the superposition of the radiographic images, a normalization of the gray values of the corresponding regions takes place in relation to the number of superimposed radiographic images.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Grauwerte der resultierenden Durchstrahlungsbilder vor der Rekonstruktion auf eine einheitliche Gesamtbelichtungszeit normiert werden. In particular, the invention is characterized in that the gray values of the resulting radiographic images are normalized to a uniform total exposure time before reconstruction.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass eine maximal zulässige Gesamtbelichtungszeit je resultierendem Durchstrahlungsbild festgelegt wird, indem vorzugsweise eine maximal zulässige Gesamtmesszeit für die Aufnahme der mehreren resultierenden Durchstrahlungsbilder festgelegt wird, wobei vorzugsweise zumindest die maximale Rotationsgeschwindigkeit der Drehachse und die Anzahl der insgesamt aufzunehmenden Durchstrahlungsbilder berücksichtigt wird. Preferably, the invention provides that a maximum permissible total exposure time per resulting radiographic image is determined by preferably setting a maximum permissible total measurement time for recording the plurality of resulting radiographic images, wherein preferably at least the maximum rotational speed of the rotational axis and the number of total transillumination images to be taken into account ,

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass aus dem rekonstruiertem Voxelvolumen Oberflächenmesspunkte berechnet werden, welche zur dimensionellen Messung des Objekts verknüpft werden. It should also be emphasized that surface measurement points are calculated from the reconstructed voxel volume, which are linked to the dimensional measurement of the object.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass mittels einer auf dem Drehtisch angeordneten Schwenkvorrichtung und/oder Dreh-Schwenkvorrichtung die Lage des Bauteils für unterschiedlich auszuführende Trajektorien eingestellt wird. The invention is also distinguished by the fact that the position of the component for different trajectories to be executed is adjusted by means of a swivel device and / or rotary swivel device arranged on the rotary table.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Kennwert gebildet wird aus

  • – dem minimalen Signal Rauschverhältnis (SNR) oder
  • – der minimalen Intensität bzw. Grauwert oder
  • – der mittleren Intensität bzw. Grauwert oder
  • – der maximalen Intensität bzw. Grauwert
des Durchstrahlungsbildes oder resultierenden Durchstrahlungsbildes oder logarithmierten normierten Durchstrahlungsbildes bzw. resultierenden logarithmierten normierten Durchstrahlungsbildes. In particular, the invention is characterized in that the characteristic value is formed from
  • - the minimum signal to noise ratio (SNR) or
  • - the minimum intensity or gray value or
  • - the mean intensity or gray value or
  • - the maximum intensity or gray value
of the radiographic image or resulting radiographic image or logarithmized normalized radiographic image or resulting logarithmized normalized radiographic image.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim Messen, insbesondere dimensionellen Messen mit einem Koordinatenmessgerät, besonders bevorzugt mit einem Computertomographen. The subject matter of an independent invention is a method for correcting temperature-related measurement deviations during measurement, in particular dimensional measurement with a coordinate measuring machine, particularly preferably with a computer tomograph.

Bei den bekannten Verfahren zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen bei Verwendung von Koordinatenmessgeräten wird zumeist nur die Ausdehnung des zu messenden Objektes und die Ausdehnung der Maßstäbe der Messachsen, die die Position des Objekts relativ zu der Sensorik des Koordinatenmessgerätes, also der meist von einer Pinole ausgehenden taktilen, optischen oder taktil-optischen Sensoren, bestimmen, berücksichtigt. Hierzu sind Temperatursensoren vorgesehen, die an den Maßstabshaltern bzw. am Objekt befestigt werden. Gegebenenfalls sind alternativ oder zusätzlich Temperatursensoren vorgesehen, die die Temperatur der das Messobjekt umgebenden Luft bestimmen und für die Korrektur der Ausdehnung des Messobjekts verwenden. In the known methods for correcting temperature-related measurement deviations when using coordinate measuring machines is usually only the extent of the object to be measured and the extent of the scales of the measuring axes, the position of the object relative to the sensors of the coordinate measuring machine, ie the most starting from a quill tactile, optical or tactile-optical sensors. For this purpose, temperature sensors are provided, which are attached to the scale holders or on the object. Optionally, temperature sensors are provided alternatively or additionally, which determine the temperature of the air surrounding the measurement object and use for the correction of the expansion of the measurement object.

Nachteilig dabei ist jedoch, dass Temperaturbedingte Abweichungen nur an genau diesen beiden Stellen des Messkreises erfasst und korrigiert werden. Entsprechende Abweichungen treten jedoch auch an den weiteren Komponenten und Verbindungselementen des Messkreises auf, insbesondere durch Temperaturbedinge Längendehnung. Als eine bekannte Gegenmaßnahme werden diese Baugruppen aus ausdehnungsarmen Materialien hergestellt, wie beispielsweise Invar oder Zerodur. Diese sind jedoch teuer und schwer verarbeitbar. Zudem besitzen sie schlechtere Wärmeleiteigenschaften im Vergleich zu den gängig eingesetzten Aluminiumlegierungen, was den Temperaturausgleich verlangsamt. Letzteres führt zu schwer vorhersehbaren Längendehnungen und damit Messfehlern für die dimensionelle Messsung. The disadvantage here, however, is that temperature-related deviations are detected and corrected only at precisely these two points of the measuring circuit. However, corresponding deviations also occur on the other components and connecting elements of the measuring circuit, in particular due to temperature-related elongation. As a known countermeasure, these assemblies are made of low expansion materials such as Invar or Zerodur. However, these are expensive and difficult to process. In addition, they have inferior thermal conductivity in comparison to the commonly used aluminum alloys, which slows the temperature compensation. The latter leads to difficult to predict elongations and thus measurement errors for the dimensional measurement.

Als Messkreis wird die gedachte Verbindungslinie durch sämtliche Komponenten und Verbindungselemente definiert, deren Ausdehnung Einfluss auf das Messergebnis hat. Die jeweiligen Ausdehnungsanteile sind dabei nach Messrichtung zu unterscheiden und der Richtungssinn, also das Vorzeichen zu beachten. Die zu berücksichtigenden Verbindungslinien verlaufen bei Verbindungselementen zwischen den jeweiligen Befestigungspunkten zu den benachbarten Baugruppen (weitere Verbindungselemente bzw. Komponenten) und in der Regel geht als Länge nur der Anteil in jeweiligen Messrichtung ein. Bei komplizierteren Aufbauten und Mehrpunkt- oder gar Flächenlagerungen müssten richtigerweise auch Biegungen und andere Verformungen berücksichtigt werden. Dies ist beispielsweise anhand von Simulationen möglich, für die Praxis aber meist zu aufwändig. As a measuring circuit, the imaginary connecting line is defined by all the components and connecting elements whose extent has an influence on the measurement result. The respective expansion components are to be differentiated according to the direction of measurement and the sense of direction, ie to observe the sign. The connecting lines to be considered extend in the case of connecting elements between the respective attachment points to the adjacent subassemblies (further connecting elements or components) and, as a rule, only the proportion in the respective measuring direction is used as the length. With more complicated structures and multipoint or even surface bearings, bends and other deformations should also be taken into account. This is possible, for example, based on simulations, but for the practice usually too complex.

Komponenten sind beispielsweise die oben genannten Sensoren, Aufnahmebaugruppen für das zu messende Objekt wie Messtische und ggf. darauf befindliche Drehtische, Maßstäbe bzw. Messachsen und andere Funktionsbaugruppen, wie beispielsweise Röntgenquelle und Röntgendetektor bei Computertomografen. Als Verbindungselemente werden die die Komponenten verbindenden Baugruppen genannt, die beispielsweise als Quader, Bögen oder andere Trägerstrukturen ausgebildet sind. Als Verbindungselement wird hier auch eine Grundplatte bzw. Basisstruktur bzw. Grundträger, beispielsweise ein Granitblock verstanden, der bzw. die die Komponenten direkt oder indirekt über Verbindungselemente aufnimmt. Components are, for example, the above-mentioned sensors, recording assemblies for the object to be measured, such as measuring tables and, if necessary, turntables, scales or measuring axes and other functional assemblies, such as X-ray source and X-ray detector in computer tomographs. As connecting elements, the components connecting components are called, which are formed for example as a cuboid, arches or other support structures. As a connecting element is here also understood a base plate or base structure or base support, for example a granite block, which receives the components directly or indirectly via connecting elements.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, kostengünstig Temperaturbedingte Abweichungen die signifikanten Einfluss auf das Messergebnis der dimensionellen Messung des Objektes mit dem Koordinatenmessgerät haben, zu korrigieren. Therefore, another object of the present invention is to inexpensively correct temperature-related deviations which have a significant influence on the measurement result of the dimensional measurement of the object with the coordinate measuring machine.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass mehrere Temperatursensoren entlang der Komponenten und Verbindungselemente entlang des Messkreises angeordnet und die damit bestimmte Temperatur zur Korrektur, insbesondere der Temperaturbedingten Längenausdehnung verwendet werden. Insbesondere beim Einsatz von Sensoren, bei denen die Temperatur der Luft einen Einfluss auf das Messergebnis hat, beispielsweise bei interferometrischen Messsystemen über die Temperatur-, Druck- und Luftfeuchteabhängige Brechzahl der Luft (entsprechend der Edlen-Formel), wird auch dieser Einfluss durch Messung der Lufttemperatur und ggf. -druck und -feuchte korrigiert. To solve the invention, several temperature sensors are arranged along the components and connecting elements along the measuring circuit and the temperature determined therewith is used for the correction, in particular the temperature-related linear expansion. In particular, when using sensors in which the temperature of the air has an influence on the measurement result, for example, in interferometric measuring systems on the temperature, pressure and air humidity-dependent refractive index of the air (according to the Noble formula), this is also Influence by measurement of the air temperature and, if necessary, pressure and humidity corrected.

Bei einem Modellbasierten Ansatz zur Ermittlung der Längenausdehnung wird zumeist von lokal homogenen Temperaturverhältnissen ausgegangen. Alternativ bzw. zusätzlich sind experimentelle Ansätze vorgesehen, bei denen die mit dem jeweiligen Temperatursensor bestimmte Temperatur bzw. die daraus ermittelte Längendehnung gewichtet in die Korrektur eingeht. Die Wichtungsfaktoren können experimentell durch Regressionsrechnung ermittelt werden, indem beispielsweise die dimensionellen Messwerte an einem bekannten Objekt bei unterschiedlichen Temperaturen ermittelt werden. In a model-based approach to determine the length expansion is usually assumed by locally homogeneous temperature conditions. Alternatively or additionally, experimental approaches are provided, in which the temperature determined with the respective temperature sensor or the elongation determined therefrom is weighted in the correction. The weighting factors can be determined experimentally by regression calculation, for example by determining the dimensional measured values on a known object at different temperatures.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim Messen vor, insbesondere beim dimensionellen Messen mit einem Koordinatenmessgerät, umfassend mehrere für die Messung vorgesehene Komponenten wie Sensoren und Maßstäbe und zumindest einen Messkreis schließende Verbindungselemente, wobei zumindest ein Temperatursensor zur Erfassung der jeweils aktuell vorliegenden Temperatur einer Komponente und/oder eines Verbindungselementes zur Korrektur der mit dem Koordinatenmessgerät bestimmten Messpunkte und/oder Maße herangezogen wird, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Temperaturmesswerte mehrerer an den Komponenten und/oder Verbindungselementen zwischen den Komponenten angebrachter oder zugeordneter Temperatursensoren für die Korrektur verwendet werden, wobei ein Modell oder zumindest Teilmodelle für die Temperaturbedingten Messabweichungen, insbesondere Temperaturbedingte Längenausdehnung der Komponenten und/oder Verbindungselemente selbst und/oder zueinander verwendet wird. The invention provides for the solution a method for correcting temperature-related measurement deviations during measurement, in particular for dimensional measurement with a coordinate measuring machine, comprising a plurality of components provided for the measurement such as sensors and scales and at least one measuring circuit closing connecting elements, wherein at least one temperature sensor for detecting each current present temperature of a component and / or a connecting element for the correction of the coordinate measuring device determined measuring points and / or dimensions is used, that is characterized in that the temperature measurements of several mounted on the components and / or connecting elements between the components or associated temperature sensors for the correction be used, wherein a model or at least partial models for the temperature-related errors, in particular temperature-induced length expansion of the components and / or Verbindungsele elements themselves and / or each other is used.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Modell vorsieht, die Temperaturbedingten Längenausdehnungen zumindest einiger der den Messkreis bildenden Komponenten und Verbindungselemente linear vorzeichenbehaftet zu verknüpfen, insbesondere vorzeichenbehaftet zu addieren, wobei dem der jeweiligen Komponente bzw. Verbindungselement zugeordnete thermische Längenausdehnungskoeffizient und die jeweilige entsprechende Länge entlang des Messkreises berücksichtigt wird oder experimentell bestimmte Werte zumindest für die zu berücksichtigende Länge verwendet werden. In particular, the invention is characterized by the fact that the model provides for linearly connecting the temperature-related linear expansions of at least some of the components and connecting elements forming the measuring circuit, in particular adding them in a signed manner, the coefficient of thermal expansion assigned to the respective component or connecting element and the corresponding respective ones Length along the measuring circle is taken into account or experimentally determined values are used at least for the length to be considered.

Der der jeweiligen Komponente bzw. Verbindungselement zugeordnete thermische Längenausdehnungskoeffizient wird zumeist durch das verwendete Material definiert. Beim Vorliegen mehrerer Materialien entlang des Messkreises durch das jeweilige Verbindungelement bzw. Komponente werden erfindungsgemäß Teilbeträge aus Teilmodellen berechnet. Hierfür kann ein gemeinsamer oder mehrere separate Temperatursensoren vorgesehen sein. Es ist auch vorgesehen, den thermischen Längenausdehnungskoeffizient experimentell für ein Material oder mehrere Materialien einer oder auch mehrere Verbindungselemente bzw. Komponenten gemeinsam zu bestimmen und zu verwenden. Dieser kann als effektiver Ersatzkoeffizient verstanden werden und ist immer dann sinnvoll, wenn eine reproduzierbare Temperaturverteilung entlang des Messkreises durch die betreffenden Komponenten vorliegt, die insbesondere mittels eines Temperatursensors berücksichtigt werden kann. Diese Lösung ermöglicht es, die Anzahl der Temperatursensoren zu verringern. Auch ist vorgesehen, effektive Längen für die Längen zu verwenden, die beispielsweise experimentell ermittelt werden. Verallgemeinert ist es also möglich, die Temperaturmesswerte der an der Korrektur beteiligten Temperatursensoren geeignet zu wichten. The thermal expansion coefficient associated with the respective component or connecting element is usually defined by the material used. When several materials are present along the measuring circle through the respective connecting element or component, partial amounts are calculated from partial models according to the invention. For this purpose, a common or several separate temperature sensors can be provided. It is also provided to determine and use the coefficient of thermal expansion experimentally for one or more materials of one or more connecting elements or components. This can be understood as an effective replacement coefficient and is always useful if there is a reproducible temperature distribution along the measuring circuit through the relevant components, which can be taken into account in particular by means of a temperature sensor. This solution makes it possible to reduce the number of temperature sensors. It is also envisaged to use effective lengths for the lengths, which are determined experimentally, for example. Generalized, it is thus possible to appropriately weight the temperature measurement values of the temperature sensors involved in the correction.

Zusätzlich ist auch vorgesehen, Temperaturen zu ermitteln und für die Korrektur einzusetzen, die nicht direkt die Temperatur einer Komponente oder eines Verbindungselementes messen, die aber in Zusammenhang mit dem Messergebnis der dimensionellen Messung stehen. Erfindungsgemäß vorgesehen ist die Bestimmung der Lufttemperatur außerhalb eines das Koordinatenmessgerät, insbesondere den Computertomografen umgebenden Gehäuses, der Lufttemperatur innerhalb dieses Gehäuses nahe eines oder mehrerer Lüfter, die dem Luftaustausch und damit Wärmetransport zwischen Gehäuseinnerem und Umgebung dienen, insbesondere an der Oberseite angeordneter Lüfter, und der Kühlmitteltemperatur einer zur Kühlung des Gehäuses oder des Gehäuseinneren vorgesehener Kühlmittelanlage (Thermostat). Der Thermostatkreislauf kann beispielsweise auch zur gegebenenfalls zusätzlichen Kühlung des Röntgendetektors eingesetzt werden. In addition, it is also intended to determine temperatures and to use for the correction, which does not directly measure the temperature of a component or a connecting element, but which are related to the measurement result of the dimensional measurement. According to the invention, provision is made for the determination of the air temperature outside a housing surrounding the coordinate measuring machine, in particular the computer tomograph, the air temperature within this housing near one or more fans which serve for air exchange and thus heat transfer between housing interior and surroundings, in particular fans arranged on the upper side, and Coolant temperature of a provided for cooling the housing or the housing interior coolant system (thermostat). The thermostatic circuit can be used, for example, for optionally additional cooling of the X-ray detector.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das Koordinatenmessgerät ein Computertomograph ist, der zumindest aufweist eine Röntgenröhre, das zu messende Objekt aufnehmenden und drehenden Drehtisch, Durchstrahlungsbilder des Objekts aufnehmenden vorzugsweise flächenhaft ausgedehnten Röntgendetektor und zuvor genannte Komponenten verbindende Verbindungselemente, wobei Temperatursensoren zumindest vorgesehen sind:

  • – an einem Grundträger wie Granitblock zur Bestimmung der Lageänderung zwischen den Aufnahmepunkten weiterer Verbindungselemente zu weiteren Komponenten oder Verbindungselementen, wobei die Aufnahmepunkte beispielsweise die Befestigungspunkte der Messachsen oder Maßstabsysteme zur Positionierung von Röntgenröhre, Drehtisch und Röntgendetektor relativ zueinander sind,
  • – an den Messachsen oder Maßstabsystemen zur Bestimmung der Lageänderung der durch die Messachsen bewegten Verbindungselemente oder Komponenten relativ zu den Befestigungspunkten am Grundträger,
  • – an den Verbindungselementen zwischen dem Grundträger und der Röntgenröhre, insbesondere zwischen den durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und der Röntgenröhre, zur Bestimmung der Lageänderung zwischen Grundträger bzw. durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und der Röntgenröhre,
  • – an den Verbindungselementen zwischen dem Grundträger und dem Drehtisch, insbesondere zwischen den durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und dem Drehtisch, zur Bestimmung der Lageänderung zwischen Grundträger bzw. durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und dem Drehtisch,
  • – an den Verbindungselementen zwischen dem Grundträger und dem Röntgendetektor, insbesondere zwischen den durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und dem Röntgendetektor, zur Bestimmung der Lageänderung zwischen Grundträger bzw. durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und dem Röntgendetektor
  • – an der Röntgenröhre, insbesondere nahe dem die Röntgenstrahlung abgebendem Brennfleck, zur Bestimmung der Lageänderung zwischen Röntgenröhre und Brennfleck der Röntgenröhre,
  • – an dem Drehtisch, insbesondere nahe dem das Objekt aufnehmenden drehbaren Teil des Drehtisches, zur Bestimmung der Lageänderung zwischen Drehtisch und drehbarem Teil des Drehtisches, und/oder
  • – an dem Röntgendetektor, insbesondere nahe dem das jeweilige Durchstrahlungsbild aufnehmendem Teil des Röntgendetektors wie Detektorfläche, zur Bestimmung der Lageänderung zwischen Röntgendetektor und Durchstrahlungsbild aufnehmendem Teil des Röntgendetektors wie Detektorfläche
  • – außerhalb eines den Computertomografen umgebenden Gehäuses zur Bestimmung der Umgebungslufttemperatur,
  • – innerhalb eines den Computertomografen umgebenden Gehäuses zur Bestimmung der Lufttemperatur innerhalb des Gehäuses, insbesondere nahe eines oder mehrerer Lüfter, die dem Luftaustausch und damit Wärmetransport zwischen Gehäuseinnerem und Umgebung dienen, insbesondere an der Oberseite des Gehäuses angeordneter Lüfter und/oder
  • – im Kühlmittelkreislauf einer zur Kühlung des Gehäuses und/oder des Gehäuseinneren wie beispielsweise Rötgendetektor vorgesehenen Kühlmittelanlage (Thermostat).
Preferably, it is provided that the coordinate measuring machine is a computer tomograph having at least one X-ray tube, the object to be measured receiving and rotating turntable, radiographic images of the object receiving preferably areally extended X-ray detector and connecting components connecting connecting elements, wherein temperature sensors are at least provided:
  • On a base support such as granite block for determining the change in position between the receiving points of further connecting elements to further components or connecting elements, wherein the receiving points are, for example, the attachment points of the measuring axes or scale systems for positioning the X-ray tube, turntable and X-ray detector relative to each other,
  • On the measuring axes or scale systems for determining the change in position of the connecting elements or components moved by the measuring axes relative to the fastening points on the base carrier,
  • On the connecting elements between the base support and the X-ray tube, in particular between the connecting elements moved by the measuring axes and the X-ray tube, for determining the change in position between base support or connecting elements moved through the measuring axes and the X-ray tube,
  • On the connecting elements between the base carrier and the turntable, in particular between the connecting elements moved by the measuring axes and the turntable, for determining the change in position between the basic carrier or connecting elements moved through the measuring axes, and the turntable,
  • - At the connecting elements between the base support and the X-ray detector, in particular between the moved by the measuring axes connecting elements and the X-ray detector, for determining the change in position between the base support or moving through the measuring axes connecting elements and the X-ray detector
  • On the X-ray tube, in particular near the focal spot emitting the X-radiation, for determining the change in position between the X-ray tube and the focal spot of the X-ray tube,
  • - On the turntable, in particular near the object receiving the rotatable part of the turntable, for determining the change in position between the turntable and rotatable part of the turntable, and / or
  • - At the X-ray detector, in particular near the respective radiographic image receiving part of the X-ray detector such as detector surface, for determining the change in position between the X-ray detector and radiographic image receiving part of the X-ray detector as the detector surface
  • Outside a housing surrounding the computer tomograph for determining the ambient air temperature,
  • - Within a computer tomography surrounding housing for determining the air temperature within the housing, in particular close to one or more fans, which are used for air exchange and heat transfer between Gehäuseinnerem and environment, in particular arranged on the top of the housing fan and / or
  • - In the coolant circuit provided for cooling the housing and / or the housing interior such as Rötgendetektor coolant system (thermostat).

Zur Bewegung von Komponenten bzw. Verbindungselementen können auch jeweils mehrere Messachsen vorgesehen sein, beispielsweise für unterschiedliche Raumrichtungen. Diese können direkt aufeinander aufbauen oder durch Verbindungselemente verbunden sein. Den mehreren Messachsen bzw. Maßstäben sind erfindungsgemäß separate oder gemeinsame Temperatursensoren zugeordnet. For the movement of components or connecting elements, in each case a plurality of measuring axes can also be provided, for example for different spatial directions. These can be built directly on each other or connected by connecting elements. The plurality of measuring axes or scales are assigned according to the invention separate or common temperature sensors.

Mit den Temperatursensoren an Röntgenröhre, Drehtisch und Röntgendetektor wird jeweils die Längenausdehnung zwischen dem Aufnahmepunkt der Komponente an dem jeweiligen Verbindungselement und dem Funktionselement (Brennfleck, drehbarer Teil bzw. Detektorfläche) korrigiert. Hierbei werden auch in den Komponenten auftretende Drifterscheinungen durch Temperaturänderungen erfasst und mit korrigiert. With the temperature sensors on the X-ray tube, turntable and X-ray detector, the length expansion between the pickup point of the component on the respective connecting element and the functional element (focal spot, rotatable part or detector surface) is corrected in each case. In this case also occurring in the components Drifterscheinungen be detected by temperature changes and corrected with.

Zur Lösung sieht die Erfindung auch eine entsprechend zur Umsetzung des zuvor beschriebenen Verfahrens geeignete Vorrichtung vor, die sich dadurch auszeichnet, dass Temperatursensoren an mehreren Komponenten und/oder Verbindungselementen zwischen den Komponenten angebracht oder diesen zugeordnet sind. To solve the invention also provides a corresponding to the implementation of the method described above suitable device, which is characterized in that temperature sensors are attached to a plurality of components and / or connecting elements between the components or associated with these.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim Messen, insbesondere dimensionellen Messen mit einem Koordinatenmessgerät wird gebildet durch ein Koordinatenmessgerät umfassend mehrere für die Messung vorgesehene Komponenten wie Sensoren und Maßstäbe und zumindest einen Messkreis schließende Verbindungselemente, wobei zumindest ein Temperatursensor zur Erfassung der jeweils aktuell vorliegenden Temperatur einer Komponente und/oder eines Verbindungselementes vorgesehen ist, und wobei eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die zur Korrektur der mit dem Koordinatenmessgerät bestimmten Messpunkte und/oder Maße herangezogen wird, wobei die Korrektureinrichtung ausgebildet ist, die Temperaturmesswerte der Temperatursensoren zu erfassen und die Korrektur zu berechnen, und zeichnet sich dadurch auszeichnet, dass Temperatursensoren an mehreren Komponenten und/oder Verbindungselementen zwischen den Komponenten angebracht oder diesen zugeordnet sind. A device according to the invention for the implementation of the method for the correction of temperature-induced measurement deviations during measuring, in particular dimensional measurement with a coordinate measuring machine is formed by a coordinate measuring machine comprising a plurality of components provided for the measurement such as sensors and scales and at least one connecting circuit closing connecting elements, wherein at least one temperature sensor for detecting the each currently present temperature of a component and / or a connecting element is provided, and wherein a correction device is provided, which is used to correct the measuring points and / or measures determined by the coordinate measuring machine, wherein the correction device is adapted to detect the temperature measured values of the temperature sensors and To calculate the correction, and is characterized in that temperature sensors on several components and / or connecting elements between the components brought or associated with it.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Koordinatenmessgerät ein Computertomograph ist, der zumindest aufweist eine Röntgenröhre, das zu messende Objekt aufnehmenden und drehenden Drehtisch, Durchstrahlungsbilder des Objekts aufnehmenden vorzugsweise flächenhaft ausgedehnten Röntgendetektor und zuvor genannte Komponenten verbindende Verbindungselemente, wobei Temperatursensoren zumindest vorgesehen sind.

  • – an einem Grundträger wie Granitblock, wobei der Grundträger Aufnahmepunkte wie beispielsweise Befestigungspunkte der Messachsen oder Maßstabsysteme zur Positionierung von Röntgenröhre, Drehtisch und Röntgendetektor relativ zueinander, aufweist,
  • – an den Messachsen oder Maßstabsystemen,
  • – an den Verbindungselementen zwischen dem Grundträger und der Röntgenröhre, insbesondere zwischen den durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und der Röntgenröhre,
  • – an den Verbindungselementen zwischen dem Grundträger und dem Drehtisch, insbesondere zwischen den durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und dem Drehtisch,
  • – an den Verbindungselementen zwischen dem Grundträger und dem Röntgendetektor, insbesondere zwischen den durch die Messachsen bewegten Verbindungselementen und dem Röntgendetektor,
  • – an der Röntgenröhre, insbesondere nahe dem die Röntgenstrahlung abgebendem Brennfleck,
  • – an dem Drehtisch, insbesondere nahe dem das Objekt aufnehmenden drehbaren Teil des Drehtisches, und/oder
  • – an dem Röntgendetektor, insbesondere nahe dem das jeweilige Durchstrahlungsbild aufnehmendem Teil des Röntgendetektors wie Detektorfläche
  • – außerhalb eines den Computertomografen umgebenden Gehäuses zur Bestimmung der Umgebungslufttemperatur,
  • – innerhalb eines den Computertomografen umgebenden Gehäuses zur Bestimmung der Lufttemperatur innerhalb des Gehäuses, insbesondere nahe eines oder mehrerer Lüfter, die dem Luftaustausch und damit Wärmetransport zwischen Gehäuseinnerem und Umgebung dienen, insbesondere an der Oberseite des Gehäuses angeordneter Lüfter und/oder
  • – im Kühlmittelkreislauf einer zur Kühlung des Gehäuses und/oder des Gehäuseinneren wie beispielsweise Rötgendetektor vorgesehenen Kühlmittelanlage (Thermostat).
In particular, the invention is characterized in that the coordinate measuring machine is a computed tomography, at least comprising an X-ray tube, the object to be measured receiving and rotating turntable, radiographic images of the object receiving preferably areally extended X-ray detector and connecting components connecting connecting elements, wherein temperature sensors are at least provided ,
  • On a base support such as a granite block, wherein the base support has receiving points such as attachment points of the measuring axes or scale systems for positioning the X-ray tube, turntable and X-ray detector relative to one another,
  • - on the measuring axes or scale systems,
  • On the connecting elements between the base support and the X-ray tube, in particular between the connecting elements moved by the measuring axes and the X-ray tube,
  • On the connecting elements between the base support and the turntable, in particular between the connecting elements moved by the measuring axes and the turntable,
  • At the connecting elements between the base carrier and the X-ray detector, in particular between the connecting elements moved by the measuring axes and the X-ray detector,
  • On the X-ray tube, in particular near the focal spot emitting the X-ray,
  • - On the turntable, in particular near the object receiving the rotatable part of the turntable, and / or
  • - At the X-ray detector, in particular near the respective radiographic image receiving part of the X-ray detector as the detector surface
  • Outside a housing surrounding the computer tomograph for determining the ambient air temperature,
  • - Within a computer tomography surrounding housing for determining the air temperature within the housing, in particular close to one or more fans, which are used for air exchange and heat transfer between Gehäuseinnerem and environment, in particular arranged on the top of the housing fan and / or
  • - In the coolant circuit provided for cooling the housing and / or the housing interior such as Rötgendetektor coolant system (thermostat).

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Computertomografie eines Objekts, bevorzugt einer computertomografischen Messung, wobei der Computertomograf vorzugsweise in einem Koordinatenmessgerät integriert ist. The subject matter of an independent invention is a method and a device for computer tomography of an object, preferably a computer tomographic measurement, the computer tomograph preferably being integrated in a coordinate measuring machine.

Bei den bekannten Verfahren zur Computertomografie wird der eingesetzte Röntgendetektor in Bezug auf die mittlere Strahlungsrichtung der von einer Röntgenquelle abgegebenen Strahlung so ausgerichtet, dass die senkrechte zur Detektorebene, im weiteren als Detektor-Normale bezeichnet, parallel zu dieser mittleren Strahlrichtung verläuft. Hierdurch ergibt sich in Richtung der mittleren Strahlungsrichtung ein konstanter Abstand der Detektorpixel zur Röntgenquelle, und damit ein für alle Detektorpixel gleicher Abbildungsmaßstab. Die für die Rekonstruktion der aufgenommenen Durchstrahlungsbilder zu berücksichtigende Pixelgröße entspricht der nativen Pixelgröße der Pixel des Röntgendetektors. Nachteilig hierbei ist, dass die Auflösung der Messung auf die native Pixelgröße des Detektors festgelegt ist. Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise der WO 2005 119 174 A1 der Anmelderin zu entnehmen. In the known methods for computed tomography, the X-ray detector used is aligned with respect to the mean radiation direction of the radiation emitted by an X-ray source so that the perpendicular to the detector plane, hereinafter referred to as detector normal, parallel to this central beam direction. This results in the direction of the average radiation direction, a constant distance of the detector pixels to the X-ray source, and thus a same magnification for all detector pixels. The pixel size to be taken into account for the reconstruction of the recorded radiographic images corresponds to the native pixel size of the pixels of the x-ray detector. The disadvantage here is that the resolution of the measurement is set to the native pixel size of the detector. A corresponding device is for example the WO 2005 119 174 A1 to be taken from the applicant.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, unter Verwendung desselben Röntgendetektors die Auflösung der Messung anzupassen. Another object of the present invention is therefore to adjust the resolution of the measurement using the same X-ray detector.

Zur Lösung sieht die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung vor, wobei die Vorrichtungen einen Röntgendetektor umfasst, der in einer oder in zwei Achsen kippbar ist. Bei den beiden Achsen handelt es sich um die senkrecht zur Detektor-Normale verlaufenden Achsrichtungen. Durch die Kippung verändert sich die effektive Pixelgröße der Pixel des Röntgendetektors, die sich in Projektion in die unverkippte Detektorebene ergibt. Die effektive Pixelgröße ist dabei kleiner als die native Pixelgröße der Detektorpixel, wodurch sich eine verbesserte Auflösung ergibt. To solve the problem, the invention provides an apparatus and a method for operating the apparatus, wherein the apparatus comprises an X-ray detector, which can be tilted in one or in two axes. The two axes are the axis directions perpendicular to the detector normal. The tilting changes the effective pixel size of the pixels of the X-ray detector, which results in projection into the untilted detector plane. The effective pixel size is smaller than the native pixel size of the detector pixels, resulting in improved resolution.

Durch die Verkippung des Detektors ergeben sich veränderte Abbildungsmaßstäbe für die einzelnen Detektorpixel, denn abhängig von dem jeweiligen Kippwinkel und der Lage auf dem Detektor ändert sich dabei der Abstand zur Röntgenquelle. Pixel, die einen größeren Abstand zur Röntgenquelle einnehmen, wird erfindungsgemäß ein höherer Abbildungsmaßstab zugeordnet. Pixeln, die durch die Verkippung näher zur Röntgenquelle angeordnet sind, wird ein geringerer Abbildungsmaßstab zugeordnet. Die veränderten Abbildungsmaßstäbe müssen daher pixelabhängig in der Rekonstruktion berücksichtigt werden. Hierfür ist erfindungsgemäß die Anpassung der sogenannten SOUV-Vektoren vorgesehen, die die Lage der Detektorelemente in Bezug auf die Röntgenquelle beinhalten. The tilting of the detector results in altered image scales for the individual detector pixels, since the distance to the x-ray source changes depending on the respective tilt angle and the position on the detector. Pixels which occupy a greater distance from the X-ray source are assigned a higher magnification in accordance with the invention. Pixels which are arranged closer to the X-ray source due to the tilt are assigned a lower magnification. The changed image scales must therefore be taken into account in the reconstruction depending on the pixel. For this purpose, the adaptation of the so-called SOUV vectors is provided according to the invention, which include the position of the detector elements with respect to the X-ray source.

Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, die veränderte Detektorpixellage, Detektorpixelgröße und Detektorpixelform mit einer Verzeichnungskorrektur des Detektors zu kombinieren bzw. bei der Verzeichnungskorrektur des Detektors zu berücksichtigen. According to the invention, it is also provided to combine the changed detector pixel position, detector pixel size and detector pixel shape with a distortion correction of the detector or to take this into account in the distortion correction of the detector.

Wie zuvor erläutert verringert sich der Abbildungsmaßstab und damit die Auflösung für Detektorpixel, die nach der Verkippung näher an der Röntgenquelle angeordnet sind. Hierdurch wird die verbesserte Messauflösung im rekonstruierten Voxelvolumen aufgrund der kleineren Pixelgröße teilweise aufgehoben. Für die Detektorpixel, die eine größere Entfernung zur Röntgenquelle nach der Verkippung einnehmen, ergibt der vergrößerte Abbildungsmaßstab eine zusätzliche Verringerung der Voxelgröße im Voxelvolumen und damit eine zusätzlich Auflösungserhöhung. Die Auflösung im Voxelvolumen ist dadurch örtlich unterschiedlich, und zwar abhängig davon, ob die Objektbereiche auf der einen oder anderen Seite der Kippachse des Detektors vorliegen. Verläuft die Kippachse senkrecht zur Richtung der Drehachse 9 des Drehtischs 7, wie in 1 dargestellt, also in die Zeichenebene nach 1 hinein, ergibt sich dadurch für die Auflösung des Objekts 8 im Voxelvolumen beispielsweise für den oberen und den unteren Teil des Objekts 8 ein unterschiedlicher Wert. Erfindungsgemäß ist also auch vorgesehen, unterschiedliche Auflösungen innerhalb eines Objektes zu erzielen. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise das Objekt so auszurichten bzw. die Detektorverkippung so auszurichten, dass genau zu messende Details an einem Objekt 8 in höherer Auflösung und ungenau zu messende Details an einem Objekt 8 in geringerer Auflösung erfasst und gemessen werden. As explained above, the magnification and thus the resolution for detector pixels, which are arranged closer to the X-ray source after tilting, are reduced. This partially eliminates the improved measurement resolution in the reconstructed voxel volume due to the smaller pixel size. For the detector pixels, which is a larger Taking the distance to the X-ray source after tilting, the increased magnification results in an additional reduction of the voxel size in the voxel volume and thus an additional increase in resolution. The resolution in the voxel volume is thereby locally different, depending on whether the object areas are present on one side or the other of the tilt axis of the detector. Runs the tilting axis perpendicular to the direction of the axis of rotation 9 of the turntable 7 , as in 1 represented, so in the plane of the drawing 1 into, this results in the resolution of the object 8th in voxel volume, for example, for the top and bottom of the object 8th a different value. According to the invention, it is therefore also provided to achieve different resolutions within an object. This makes it possible, for example, to align the object or to align the detector tilt in such a way that details to be measured precisely on an object 8th in higher resolution and inaccurate details to be measured on an object 8th recorded and measured in lower resolution.

Bei der zweiten Achse, um die eine Kippung des Detektors erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, handelt es sich um die vertikale Richtung in der 1. Da das Objekt 8 um die Drehachse 9 des Drehtischs 7 gedreht wird, werden dadurch sämtliche Details des Objekts 8 abhängig von der Drehstellung um die Drehachse 9 mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben aufgenommen. Dies ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, führt jedoch nur dann zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe, wenn die Drehachse 9 in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene zur mittleren Strahlrichtung der Röntgenquelle 2 versetzt angeordnet ist bzw. eine virtuelle Drehachse an dieser Stelle angeordnet ist, um die sich das Objekt 8 dreht. Dies kann beispielsweise bei einer sogenannten Region of Interest-Computertomografie vorliegen. The second axis, around which a tilting of the detector can be provided according to the invention, is the vertical direction in the 1 , Because the object 8th around the axis of rotation 9 of the turntable 7 is rotated, thereby all the details of the object 8th depending on the rotational position about the axis of rotation 9 recorded with different magnifications. This is also provided according to the invention, but only leads to the solution of the object according to the invention if the axis of rotation 9 in the direction perpendicular to the plane of the drawing to the mean beam direction of the X-ray source 2 is arranged offset or a virtual axis of rotation is arranged at this point around which the object 8th rotates. This can be present, for example, in a so-called region of interest computed tomography.

Die Detektor-Normale des Detektors 10 verläuft in der 1 in der waagerechten Richtung. The detector normal of the detector 10 runs in the 1 in the horizontal direction.

Die Erfindung sieht zur Lösung eine Vorrichtung zur Durchführung einer Computertomografie umfassend zumindest eine Röntgenröhre, einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächig ausgeführten Röntgendetektor, und einen das zu tomografierende Objekt aufnehmenden und drehenden Drehtisch, welcher zwischen Röntgenröhre und Röntgendetektor angeordnet ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, Durchstrahlungsbilder des Objekts in einer Vielzahl von Drehstellungen des Drehtischs aufzunehmen, wobei die Durchstrahlungsbilder vorzugsweise zu einem Voxelvolumen mittels Rekonstruktion rekonstruierbar sind, wobei besonders bevorzugt aus dem Voxelvolumen Oberflächenpunkte an den Materialübergängen des Objekts bestimmt und besonders bevorzugt zur Messung von Merkmalen bzw. Maßen des Objekts verwendet werden, wobei die Vorrichtung besonders bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät integriert ist, vor, die sich dadurch auszeichnet, dass der Röntgendetektor kippbar ausgeführt ist, um zumindest eine erste Achse, die senkrecht zur Detektor-Normalen verläuft und vorzugsweise kippbar ausgestaltet ist, um eine zweite Achse, die senkrecht zur Detektor-Normalen und vorzugsweise senkrecht zur ersten Achse verläuft, wobei der Kippwinkel um die erste und/oder zweite Achse manuell oder elektrisch, stufenlos oder stufig einstellbar ist. The invention provides for a device for performing a computed tomography comprising at least one x-ray tube, an x-ray detector, preferably flat X-ray detector, and a turntable receiving and rotating the tomographic object, which is arranged between x-ray tube and x-ray detector, wherein the device is formed, radiographic images of the object in a plurality of rotational positions of the turntable, wherein the radiographic images are preferably reconstructed to a voxel volume by reconstruction, wherein particularly preferably determined from the voxel volume surface points at the material transitions of the object and are particularly preferably used for measuring features or dimensions of the object , wherein the device is particularly preferably integrated in a coordinate measuring machine, before, which is characterized in that the X-ray detector is made tiltable to lower a first axis, which is perpendicular to the detector normal and is preferably designed tiltable about a second axis which is perpendicular to the detector normal and preferably perpendicular to the first axis, wherein the tilt angle about the first and / or second axis manually or electrically, continuously or stepwise adjustable.

Die Erfindung sieht zur Lösung auch ein Verfahren unter Verwendung zuvor genannter Vorrichtung vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Kippwinkel um die erste und/oder zweite Achse im Bereich von 0° bis < +/–90°, bevorzugt von 0° bis +/– < 45°, so eingestellt wird, dass die effektive Pixelgröße der Pixel des Röntgendetektors, welche sich durch Projektion der Pixel des verkippten Röntgendetektors in die Ebene des unverkippten Röntgendetektors ergibt, einer vorgegebenen Pixelgröße entspricht. The invention also provides for a method using a device mentioned above, which is characterized in that the tilt angle about the first and / or second axis in the range of 0 ° to <+/- 90 °, preferably from 0 ° to + / - <45 °, is set so that the effective pixel size of the pixels of the X-ray detector, which results by projecting the pixels of the tilted X-ray detector in the plane of the untilted X-ray detector, a predetermined pixel size.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass die effektive Pixelgröße und die beim Vorliegen unterschiedlichen ersten und zweiten Kippwinkels vorliegende, von einem Quadrat abweichende Rechteckform der Pixel, und die aus dem jeweiligen Kippwinkel und der jeweiligen Lage des Pixels auf dem Röntgendetektor ergebende Vergrößerung bzw. Abbildungsmaßstab, definiert durch das Verhältnis der beiden Abstände des jeweiligen Detektorpixels zur Röntgenröhre und Drehachse des Drehtischs zur Röntgenröhre, bei der Rekonstruktion berücksichtigt wird, bevorzugt durch Anpassung der SOUV-Vektoren, welche die Lage der Detektorpixel, der Drehachse und der Röntgenquelle zueinander beinhaltet. According to a proposal which is to be particularly emphasized, it is provided that the effective pixel size and the different first and second tilt angles present in a square deviate from the square of the pixels, and the magnification resulting from the respective tilt angle and the respective position of the pixel on the x-ray detector. Image scale, defined by the ratio of the two distances of the respective detector pixel to the X-ray tube and axis of rotation of the turntable to the X-ray tube, is taken into account in the reconstruction, preferably by adjusting the SOUV vectors, which includes the position of the detector pixels, the rotation axis and the X-ray source to each other.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist eine Vorrichtung zur computertomografischen Untersuchung eines Objektes, eine Strahlenschutzumhausung aufweisend. Subject of an independent invention is a device for computed tomographic examination of an object, having a radiation protection housing.

Bei den bekannten Strahlenschutzumhausungen für auf Röntgenstrahlung basierenden Computertomografen ist vorgesehen, eine massive und aus wenigen schweren Einzelteilen bestehende Strahlenschutzumhausung einzusetzen, zu deren Montage und Demontage ein Kran oder andererweitiges Hubwerkzeug vorgesehen sein muss. Die Strahlenschutzumhausung wird zumeist durch eine aufwendige Bleikonstruktion oder durch Polymerbeton realisiert. Neben dem hohen Gewicht der dafür verwendeten Einzelteile sind die Herstellungskosten solcher Strahlenschutzumhausungen besonders hoch, da entweder viele verschiedene Teile unterschiedlicher Form und Ausgestaltung oder aufwendig ausgeformte Bauteile verwendet werden. Es müssen beispielsweise für Wartungszwecke Luken bei der Konstruktion eingeplant werden. In the known Strahlenschutzumhausungen for X-ray based computed tomography is provided to use a massive and consisting of a few heavy items radiation protection housing for the assembly and disassembly of a crane or other lifting tool must be provided. The radiation protection housing is usually realized by a complex lead construction or by polymer concrete. In addition to the high weight of the items used for this purpose, the cost of such radiation protection housings are particularly high because either many different parts of different shape and design or elaborately shaped components are used. To have to For example, for maintenance purposes, hatches will be included in the design.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine kostengünstige Strahlenschutzumhausung für einen Computertomografen, insbesondere einen in ein Koordinatenmessgerät integrierten Computertomografen, zur Verfügung zu stellen. Vorzugsweise soll die Strahlenschutzumhausung leicht auf verschiedene Gerätegrößen anpassbar und für Wartungszwecke leicht teilweise oder ganz demontierbar sein. A further object of the present invention is therefore to provide a cost-effective radiation protection housing for a computer tomograph, in particular a computer tomograph integrated in a coordinate measuring machine. Preferably, the radiation protection housing should be easily adaptable to various device sizes and easily be partially or completely dismantled for maintenance purposes.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die Strahlenschutzumhausung zumindest teilweise aus einer Vielzahl von zumindest in Form identischer Bausteine gebildet wird, die Schichten bildend und in mehreren Schichten über- oder nebeneinander kombinierbar sind, Strahlenschutzhaube also zumindest teilweise modular aufgebaut ist. To solve the invention provides that the radiation protection housing is at least partially formed of a plurality of at least in the form of identical building blocks, forming the layers and in several layers over or next to each other are combined, radiation protection hood is thus at least partially modular.

Abgeschlossen werden die einzelnen Schichten seitlich oder an Unter- und Oberseite durch entsprechende Basisplatten bzw. Deckplatten (Deckel). Die an der Unterseite vorhandene Basisplatte bzw. die Seitenplatten sind vorgesehen, die entsprechenden Komponenten des Computertomografen, also die Röntgenquelle, den Röntgendetektor und den das Messobjekt aufnehmenden und drehenden Drehtisch aufzunehmen. The individual layers are completed laterally or at the bottom and top by appropriate base plates or cover plates (cover). The base plate or the side plates present on the underside are provided to receive the corresponding components of the computer tomograph, that is to say the x-ray source, the x-ray detector and the rotary table receiving and rotating the measurement object.

Vorteil des schichtweisen, modularen Aufbaus der Strahlenschutzumhausung ist die Möglichkeit zur Verlängerung in Höhe und Breite der Umhausung in besonders einfacher Weise sowie der leichten Demontage, in Stücken oder gesamt. Es kann also eine variable Höhe bzw. Länge der Strahlenschutzumhausung realisiert werden, um verschieden große Geräte (Computertomografen) mit einer Strahlenschutzumhausung zu versehen. Zudem entstehen durch die Verwendung identischer Bausteine besonders geringe Einzelproduktionskosten und damit auch geringe Gesamtproduktionskosten. Zu Wartungszwecken können zudem einzelne Bausteine besonders leicht demontiert werden. In der Konstruktion müssen also entsprechende Wartungsluken nicht zwangsläufig vorgesehen werden. The advantage of the layered, modular construction of the radiation protection housing is the possibility to extend the height and width of the enclosure in a particularly simple manner as well as easy disassembly, in pieces or in total. It can therefore be realized a variable height or length of Strahlenschutzumhausung to provide different sized devices (computer tomography) with a radiation protection housing. In addition, the use of identical components results in particularly low individual production costs and thus also low overall production costs. For maintenance purposes, individual components can also be easily disassembled. In the construction, therefore, corresponding maintenance hatches do not necessarily have to be provided.

Um zu gewährleisten, dass an den Übergangsstellen zwischen den Bausteinen bzw. den einzelnen Schichten eine durchgehende Abschirmung der Röntgenstrahlung realisiert wird, sind die Bausteine bzw. Schichten zueinander in ihrer Form durch Ineinandergreifungen wie Schikanen oder Absätzen entsprechend ausgebildet. In order to ensure that a continuous shielding of the X-ray radiation is realized at the transition points between the blocks or the individual layers, the blocks or layers are formed correspondingly in their shape by interlocking such as baffles or heels.

Die Erfindung sieht zur Lösung eine Vorrichtung zur computertomografischen Untersuchung eines Objekts, zumindest aufweisend eine Röntgenröhre, einen Röntgendetektor, einen das zu messende Objekt aufnehmender und dieses drehender Drehtisch und einer Strahlenschutzumhausung, vor, die sich dadurch auszeichnet, dass die Strahlenschutzumhausung zumindest teilweise gebildet wird aus einer Vielzahl von Bausteinen identischer Form. The invention provides for the solution, a device for computed tomography examination of an object, at least comprising an X-ray tube, an X-ray detector, the object to be measured receiving and this rotating turntable and a radiation protection housing, which is characterized in that the radiation protection housing is at least partially formed a variety of building blocks of identical shape.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Bausteine aufgebaut sind aus einer Bleischicht wie Bleiplatten und diese aufnehmender Konstruktion, oder Röntgenstrahlen abschirmenden Gusselement. In particular, the invention is characterized in that the blocks are constructed of a lead layer such as lead plates and this receiving structure, or X-ray shielding cast element.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Bausteine ringförmige oder rechteckförmige Gestalt mit zentraler Öffnung aufweisen oder bilden und übereinander oder nebeneinander in mehreren Schichten zusammengefügt sind, vorzugsweise lösbar zusammengefügt sind, und vorzugsweise an Oberseite und Unterseite durch eine ein- oder mehrteilige Basisplatte und eine ein- oder mehrteilige Deckplatte, bzw. ein- oder mehrteilige Seitenplatten abgeschlossen sind. Preferably, it is provided that the blocks have or form an annular or rectangular shape with a central opening and are assembled one above the other or side by side in several layers, preferably detachably joined together, and preferably on the top and bottom by a single or multi-part base plate and a on or multi-part cover plate, or one or more parts side plates are completed.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Übergänge zwischen den Bausteinen und/oder zwischen den Schichten von Bausteinen gebildet werden durch Ineinandergreifungen der Bausteine wie Schikanen oder Absätze. In particular, the invention is characterized in that the transitions between the building blocks and / or between the layers of building blocks are formed by interlocking of the building blocks such as baffles or heels.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung eines Gütewertes, Messpräzision, Messunsicherheit für Oberflächenpunkte bestimmt mittels Computertomografie. The subject matter of an independent invention is a method for determining a quality value, measuring precision, measurement uncertainty for surface points determined by means of computed tomography.

Zu den bekannten Verfahren zur Bestimmung der Messunsicherheit einer Computertomografie zählen die in der Richtlinie VDI/VDE 2630-2.1: 2015 festgelegten Verfahren unter Verwendung kalibrierter Werkstücke. Hierbei handelt es sich um auf nationaler und internationaler Normale rückgeführte Verfahren. Among the known methods for determining the measurement uncertainty of a computed tomography include those in the Guideline VDI / VDE 2630-2.1: 2015 specified procedures using calibrated workpieces. These are procedures based on national and international standards.

Ein nicht rückgeführtes Verfahren wird in der DE 10 2014 115851 A1 beschrieben. Hierbei wird aus den gemessenen Voxelvolumendaten ein Gütewert und daraus die Messunsicherheit für einen Oberflächenmesspunkt ermittelt. An unreturned procedure is used in the DE 10 2014 115851 A1 described. In this case, a quality value is determined from the measured voxel volume data and from this the measurement uncertainty for a surface measuring point.

Die in oben genannter Richtlinie beschriebenen Verfahren setzen das mehrfache Messen kalibrierter Werkstücke voraus. Diese müssen den Werkstücken, für die die Messunsicherheit mittels Computertomografie ermittelter Messdaten zugeordnet werden soll, sehr ähnlich sein. Insgesamt handelt es sich um ein sehr aufwendiges Verfahren. The methods described in the above-mentioned guideline require the repeated measurement of calibrated workpieces. These have to be very similar to the workpieces for which the measurement uncertainty is to be assigned by means of computer tomography of determined measurement data. Overall, it is a very complicated process.

Das in der DE 10 2014 115 851 A1 beschriebene Verfahren stellt nur eine sehr eingeschränkte Lösungsmöglichkeit für die Abschätzung der Messunsicherheit von mit Computertomografie ermittelten Oberflächenmesspunkten dar. Insbesondere müssen dazu gemessene Voxeldaten vorliegen und zu einer Auswertung herangezogen werden. Dies ist ein mitunter zeitaufwendiger Prozess. That in the DE 10 2014 115 851 A1 The method described provides only a very limited solution for the estimation of the measurement uncertainty of computer tomography In particular, measured voxel data must be available and used for an evaluation. This is a time-consuming process.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher auch darin, weitere alternative Verfahren zur Bestimmung eines Gütewertes und/oder einer Messpräzision und/oder Messunsicherheit für Oberflächenmesspunkte und daraus ermittelter Maße von Merkmalen, bestimmt mittels Computertomografie, anzugeben. Die Verfahren sollen möglichst leicht anwendbar sein, insbesondere auch ohne Anwendung der konkreten Messdaten möglich sein. An object of the present invention therefore also consists in specifying further alternative methods for determining a quality value and / or a measurement precision and / or measurement uncertainty for surface measurement points and dimensions of features determined therefrom, determined by means of computer tomography. The methods should be as easy as possible, in particular be possible without the application of concrete measurement data.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass der Gütewert für einen Oberflächenmesspunkt bestimmt mittels Computertomografie und der daraus ggf. berechenbaren Messpräzision bzw. Messunsicherheit aus einer der folgenden Möglichkeiten oder Kombination mehrerer dieser ergeben:

  • – Messpräzision und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des gemessenen Oberflächenpunktes und/oder
  • – Messpräzision und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des simulierten Oberflächenpunktes und/oder
  • – Kontrast der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder
  • – Rauschen der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder
  • – Kontrast/Rausch-Verhältnis (CNR) der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder
  • – Intensitäten und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) der Pixel der gemessenen Durchstrahlungsbilder, die durch die Rekonstruktion zu den Voxelgrauwerten beitragen, die an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung liegen und/oder
  • – Intensitäten und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) der Pixel der simulierten Durchstrahlungsbilder, die durch die Rekonstruktion zu den Voxelgrauwerten beitragen, die an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung liegen.
As a solution, the invention provides that the quality value determined for a surface measurement point by means of computed tomography and the possibly calculable measurement precision or measurement uncertainty result from one of the following options or a combination of several of these:
  • Measurement precision and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the measured surface point and / or
  • Measurement precision and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the simulated surface point and / or
  • Contrast of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or
  • - Noise of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or
  • Contrast to noise ratio (CNR) of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or
  • Intensities and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the pixels of the measured radiographic images contributing through the reconstruction to the voxel gray values located at the coordinates of the surface point and its surroundings; and / or
  • Intensities and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the pixels of the simulated radiographic images contributing through the reconstruction to the voxel gray levels located at the coordinates of the surface point and its surroundings.

Es ist also insbesondere vorgesehen, nicht nur gemessene Voxelvolumendaten zu verwenden, sondern auch simulierte Daten. Bei den simulierten Daten kann es sich neben den Voxelvolumendaten auch um die Daten zu den Oberflächenmesspunkten selbst oder die in Form von Durchstrahlungsbildern vorliegenden Daten (z.B. erzeugt durch Vorwärtsprojektion an Solldaten wie CAD-Daten) handeln. Alternativ zur Verwendung der gemessenen Voxelvolumendaten ist ebenso vorgesehen, auch die gemessenen Durchstrahlungsbilddaten oder die gemessenen Daten zu den Oberflächenmesspunkten selbst zu verwenden. In particular, it is intended to use not only measured voxel volume data but also simulated data. The simulated data may be, in addition to the voxel volume data, also the data on the surface measurement points themselves or the data present in the form of transmission images (e.g., generated by forward projection on target data such as CAD data). As an alternative to using the measured voxel volume data, it is also provided to use the measured radiographic image data or the measured data for the surface measurement points themselves.

Zur Ermittlung des Signal/Rausch-Verhältnisses (SNR) des gemessenen Oberflächenpunktes kann beispielsweise aus mehreren Messungen eines Einzelpunktes der Mittelwert (Signal) sowie die Standardabweichung oder Varianz (Rauschen) der Oberflächenpunkte bestimmt werden. Die Messpräzision eines Oberflächenpunktes lässt sich beispielsweise mit der Standardabweichung oder der Varianz eines Messpunktes quantifizieren, wie in „Krystek, Michael, Berechnung der Messunsicherheit. Grundlagen und Anleitung für die praktische Anwendung, 2. Aufl. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2015. Beuth Praxis. – ISBN 3410255567“ angegeben. To determine the signal-to-noise ratio (SNR) of the measured surface point, the mean value (signal) and the standard deviation or variance (noise) of the surface points can be determined, for example, from several measurements of a single point. The measurement precision of a surface point can be quantified, for example, with the standard deviation or the variance of a measurement point, as in "Krystek, Michael, calculation of measurement uncertainty. Fundamentals and instructions for practical application, 2nd ed. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2015. Beuth Praxis. - ISBN 3410255567 " specified.

Um das Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des simulierten Oberflächenpunktes zu bestimmen, kann beispielsweise die Standardabweichung oder die Varianz eines Oberflächenpunkts analytisch aus den zur Oberflächenbestimmung verwendeten Voxelgrauwerten sowie deren Standardabweichung oder Varianz und/oder dem CNR der simulierten Voxelgrauwerte bestimmt werden. For example, to determine the signal-to-noise ratio (SNR) of the simulated surface point, the standard deviation or variance of a surface point can be determined analytically from the voxel gray values used for surface determination and their standard deviation or variance and / or the CNR of the simulated voxel gray values.

Der Kontrast der simulierten Voxelgrauwerte ist beispielsweise die Differenzen der Werte der Voxel die zur Oberflächenbestimmung verwendet werden. The contrast of the simulated voxel gray values is, for example, the differences in the values of the voxels used for surface determination.

Das Rauschen der simulierten Voxelgrauwerte ist beispielsweise die Standardabweichung der Werte der Voxel die zur Bestimmung eines Oberflächenpunkts verwendet werden. The noise of the simulated voxel gray values is, for example, the standard deviation of the values of the voxels used to determine a surface point.

Setzt man die beiden zuletzt genannten Größen ins Verhältnis, ergibt sich das Kontrast/Rausch-Verhältnis (CNR). If one compares the two latter quantities, the contrast / noise ratio (CNR) results.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur Bestimmung eines Gütewertes, der einem Oberflächenmesspunkt bestimmt mittels Computertomografie zugeordnet wird vor, wobei die Computertomografie zumindest die folgenden Schritte umfasst: Aufnahme mehrerer Durchstrahlungsbilder des zu untersuchenden Objektes wie Werkstück in mehreren Drehstellungen relativ zu einer Röntgenstrahlenquelle und einem Röntgendetektor, Rekonstruktion eines Voxelvolumens, welches Voxel mit zugeordneten Voxelgrauwerten aufweist, aus den Durchstrahlungsbildern und Ermittlung von Oberflächenmesspunkten, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Gütewert aus folgenden Daten bestimmt wird:

  • – Messpräzision und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des gemessenen Oberflächenpunktes und/oder
  • – Messpräzision und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des simulierten Oberflächenpunktes und/oder
  • – Kontrast der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder
  • – Rauschen der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder
  • – Kontrast/Rausch-Verhältnis (CNR) der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder
  • – Intensitäten und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) der Pixel der gemessenen Durchstrahlungsbilder, die durch die Rekonstruktion zu den Voxelgrauwerten beitragen, die an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung liegen und/oder
  • – Intensitäten und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) der Pixel der simulierten Durchstrahlungsbilder, die durch die Rekonstruktion zu den Voxelgrauwerten beitragen, die an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung liegen.
The invention provides for the solution a method for determining a quality value, which is assigned to a surface measuring point determined by computer tomography, wherein the computer tomography comprises at least the following steps: recording multiple radiographic images of the object to be examined as workpiece in several rotational positions relative to an X-ray source and an X-ray detector , Reconstruction of a voxel volume, which has voxels with assigned voxel gray values, from the transmission images and determination of surface measurement points, characterized in that the quality value is determined from the following data:
  • Measurement precision and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the measured surface point and / or
  • Measurement precision and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the simulated surface point and / or
  • Contrast of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or
  • - Noise of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or
  • Contrast to noise ratio (CNR) of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or
  • Intensities and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the pixels of the measured radiographic images contributing through the reconstruction to the voxel gray values located at the coordinates of the surface point and its surroundings; and / or
  • Intensities and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the pixels of the simulated radiographic images contributing through the reconstruction to the voxel gray levels located at the coordinates of the surface point and its surroundings.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass, insbesondere zur weiteren Verarbeitung, der Gütewert dem Oberflächenmesspunkt zugeordnet wird und/oder der Gütewert zur Bestimmung der Messpräzision und/oder Messunsicherheit verwendet wird und diese dem Oberflächenmesspunkt zugeordnet wird. In particular, the invention is characterized in that, in particular for further processing, the quality value is assigned to the surface measurement point and / or the quality value is used to determine the measurement precision and / or measurement uncertainty and this is assigned to the surface measurement point.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der jeweilige Gütewert und/oder die jeweilige Messpräzision und/oder die jeweilige Messunsicherheit bei der Verwendung von Oberflächenmesspunkten zur Bestimmung von Maßen an Merkmalen aus mehreren Oberflächenmesspunkten oder bei einer bildlichen Darstellung zur Gewichtung des jeweiligen Oberflächenmesspunktes verwendet wird. Preferably, it is provided that the respective quality value and / or the respective measurement precision and / or the respective measurement uncertainty is used when using surface measuring points for determining dimensions of features from a plurality of surface measuring points or in a pictorial representation for weighting the respective surface measuring point.

In Bezug auf die Gewichtung der Güte ist vorgesehen, eine Gewichtung mit Faktoren zwischen 0 und 1 zu berücksichtigen. Hierbei erweist sich eine kontinuierliche Gewichtung als vorteilhaft. Zudem ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, eine Gewichtung der Güte mit dem Faktor 0 auch für die Werte vorzusehen, die einen gewissen unteren Gütegrenzwert unterscheiden, sowie eine Gewichtung der Güte mit dem Faktor 1 vorzusehen für alle Oberflächenpunkte, die einen gewissen oberen Gütegrenzwert überschreiten. In einer erfinderischen Alternative ist auch vorgesehen, die nicht mit 0 oder 1 gewichteten Werte gleich zu gewichten. With regard to the weighting of the quality, it is intended to take into account a weighting with factors between 0 and 1. In this case, a continuous weighting proves to be advantageous. In addition, according to the invention, it is also provided to provide a factor of 0 weighting also for the values which distinguish a certain lower limit value, and to provide a factor of 1 weighting for all surface points which exceed a certain upper limit value. In an inventive alternative, it is also envisaged that weights not equal to 0 or 1 should be weighted equally.

Die Erfindung umfasst zudem eine entsprechende Vorrichtung mit einer zur bildlichen Darstellung geeigneten Anzeigevorrichtung wie Bildschirm, insbesondere eine Computertomografievorrichtung mit entsprechender Anzeigevorrichtung, welche vorzugsweise in ein Koordinatenmessgerät integriert ist. The invention additionally comprises a corresponding device with a display device suitable for imaging, such as a screen, in particular a computer tomography device with a corresponding display device, which is preferably integrated in a coordinate measuring machine.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass der Gütewert und/oder die jeweilige Messpräzision und/oder die jeweilige Messunsicherheit zusammen mit dem Oberflächenmesspunkt aufgezeichnet und/oder dargestellt, vorzugsweise bildlich dargestellt wird, beispielsweise auf einer Anzeigeeinheit wie Bildschirm, wobei der Gütewert und/oder die jeweilige Messpräzision und/oder die jeweilige Messunsicherheit besonders bevorzugt als Linie, Balken und/oder Pfeil mit vom Gütewert und/oder von der jeweiligen Messpräzision und/oder von der jeweiligen Messunsicherheit abhängigen Länge und/oder Farbe und/oder als Zahlenwert dargestellt wird. According to a particularly noteworthy proposal, it is provided that the quality value and / or the respective measurement precision and / or the respective measurement uncertainty is recorded and / or displayed, preferably depicted, together with the surface measurement point, for example on a display unit such as a screen, wherein the quality value and / or or the respective measurement precision and / or the respective measurement uncertainty is particularly preferably represented as a line, bar and / or arrow with length and / or color dependent on the quality value and / or on the respective measurement precision and / or on the respective measurement uncertainty and / or as numerical value ,

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zur Berechnung des Gütewertes und/oder der Messpräzision und/oder der Messunsicherheit zusätzlich Sekundärinformation berücksichtigt werden, wie beispielsweise Einflüsse durch systematische Abweichungen und/oder Unsicherheitsbeiträge, verursacht durch Artefakte wie Strahlaufhärtungsartefakte, Kegelstrahlartefakte, Streustrahlungsartefakte und/oder Ringartefakte. In particular, the invention is characterized in that secondary information is additionally taken into account for calculating the quality value and / or the measurement precision and / or the measurement uncertainty, such as influences due to systematic deviations and / or uncertainty contributions caused by artifacts such as beam hardening artifacts, cone beam artifacts, scattered radiation artifacts and / or or ring artifacts.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmale – für sich und/oder in Kombination – sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren. Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken from them - alone and / or in combination - but also from the following description of the figures.

Es zeigt: It shows:

1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, einem Computertomografen, mit zwei Röntgenquellen, in einer ersten Stellung der die Röntgenquellen tragenden Messachse und 1 a schematic diagram of the device according to the invention, a computer tomograph, with two x-ray sources, in a first position of the measuring axis carrying the x-ray sources and

2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Röntgenröhre, 2 a schematic diagram of the X-ray tube according to the invention,

3 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme von Durchstrahlungsbilder mit einem Faserbündel, 3 a schematic diagram of the device according to the invention for receiving radiographic images with a fiber bundle,

4 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufnahme von Durchstrahlungsbilder mit mehreren Faserbündeln, 4 a schematic diagram of the device according to the invention for receiving radiographic images with a plurality of fiber bundles,

5 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim dimensionellen Messen mit einem als Computertomographen ausgebildeten Koordinatenmessgerät und 5 a schematic diagram of the device according to the invention for the correction of temperature-induced errors in the dimensional measurement with a designed as computer tomography coordinate measuring machine and

6 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eines Computertomografen mit einer modularen, aus Bausteinen aufgebauten Strahlenschutzumhausung. 6 a schematic diagram of the device according to the invention of a computer tomograph with a modular, constructed of building blocks radiation protection housing.

Anhand der 1 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft verdeutlicht. Der Computertomograf 1 umfasst dabei die erste Röntgenröhre 2 und die zweite Röntgenröhre 3, die von der in Richtung des Pfeiles 4 bewegbaren Messachse 5 ausgehen und mit der Steuerung 6 verbunden sind. In der dargestellten ersten Stellung der Messachse 5 in Richtung des Pfeiles 4 wird das auf dem Drehtisch 7 angeordnete Werkstück 8 von der Röntgenstrahlung 11 der ersten Röntgenröhre 2 erfasst und durchstrahlt und auf dem Röntgendetektor 10 abgebildet. Mit dem Röntgendetektor 10 werden in mehreren Drehstellungen des Werkstücks 8 um die Drehachse 9 des Drehtisches 7 die Durchstrahlungsbilder 13 der ersten Messung mit der ersten Röntgenröhre 2 aufgenommen. Based on 1 the device according to the invention is exemplified. The computer tomograph 1 includes the first X-ray tube 2 and the second x-ray tube 3 pointing in the direction of the arrow 4 movable measuring axis 5 go out and with the controller 6 are connected. In the illustrated first position of the measuring axis 5 in the direction of the arrow 4 will that be on the turntable 7 arranged workpiece 8th from the X-ray 11 the first x-ray tube 2 recorded and irradiated and on the X-ray detector 10 displayed. With the x-ray detector 10 be in several rotational positions of the workpiece 8th around the axis of rotation 9 of the turntable 7 the radiographs 13 the first measurement with the first x-ray tube 2 added.

Anschließend wird die Messachse in Richtung des Pfeiles 4 so verstellt, dass die Röntgenstrahlung 12 der zweiten Röntgenröhre 3 das Werkstück 8 erfasst, durchdringt und auf dem Röntgendetektor 10 abbildet, wobei wiederum in mehreren Drehstellungen Durchstrahlungsbilder 14 der zweiten Messung aufgenommen werden. Alternativ zur Bewegung der Röntgenröhren 2, 3 ist auch vorgesehen, Röntgendetektor 10 und Werkstück 7, zusammen mit dem Drehtisch 7, gemeinsam durch die Messachse 5 in Richtung des Pfeiles 4 zu verschieben. Subsequently, the measuring axis is in the direction of the arrow 4 adjusted so that the X-rays 12 the second x-ray tube 3 the workpiece 8th detected, penetrates and on the X-ray detector 10 images, again in several rotational positions radiographic images 14 recorded in the second measurement. Alternative to the movement of the x-ray tubes 2 . 3 is also provided, X-ray detector 10 and workpiece 7 , along with the turntable 7 , together through the measuring axis 5 in the direction of the arrow 4 to move.

Beide Sätze von Durchstrahlungsbildern 13, 14 werden an die Software 15 übergeben und dort entweder direkt fusioniert oder erst je Satz zu Volumendaten rekonstruiert und diese dann fusioniert. Aus den fusionierten Daten werden anschließend die Messergebnisse 16 berechnet. Dies sind beispielsweise aus Volumendaten durch Oberflächenextraktion ermittelte Messpunkte, die zu Maßen verknüpft wurden. Both sets of radiographs 13 . 14 be to the software 15 passed there and either merged directly or first reconstructed per sentence to volume data and then merged. From the merged data, the measurement results are then 16 calculated. These are, for example, measurement points determined from volume data by surface extraction and linked to dimensions.

Anhand der 2 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung in beispielhafter Ausführung dargestellt. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine Röntgenröhre 100 mit einem Röntgenstrahlung abgebenden Target 101. Vom Röntgenröhrenkorpus 102 gehen aus zumindest einer Elektronenstrahlquelle 103, die einen Elektronenstrahl 105 abgibt, Mittel 104 zur Beeinflussung der Richtung des Röntgenstrahls, ein das Target aufnehmender fakultativer Targetflansch 106 und eine Dreheinrichtung 107. Das Target 101 bzw. der Targetflansch 106 sind mit dem drehbaren Teil der Dreheinrichtung 107 verbunden und damit um die Rotationsachse 108 drehbar. Hierdurch ergibt sich der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls 105 auf dem Target 101 in Form des Brennflecks 109 entlang der Kreisbahn 110 bei Drehung des Targets 101 um die Rotationsachse 108. Based on 2 a device according to the invention is shown in an exemplary embodiment. The device comprises at least one x-ray tube 100 with an X-ray emitting target 101 , From the X-ray tube body 102 go from at least one electron beam source 103 that has an electron beam 105 give up, means 104 for influencing the direction of the x-ray beam, an optional target flange receiving the target 106 and a turning device 107 , The target 101 or the target flange 106 are with the rotatable part of the rotator 107 connected and thus around the axis of rotation 108 rotatable. This results in the impact of the electron beam 105 on the target 101 in the form of the focal spot 109 along the circular path 110 upon rotation of the target 101 around the axis of rotation 108 ,

Alternativ oder zusätzlich geht die Dreheinrichtung 107 von mechanischen Bewegungsmitteln wie Bewegungsachsen 111 und/oder 112 aus, welche eine Bewegung entlang der Pfeile 111 und/oder 112 ermöglichen, wobei die Bewegungsmittel 111 bzw. 112 vom Röntgenkorpus 102 ausgehen. Die Verschiebung des Brennflecks 109 entlang der Kreisbahn 110 auf dem Target 101 kann alternativ zur Drehung des Targets 101 auch durch entsprechende Bewegung der Bewegungsmittel 111 und 112 und damit Bewegung der Dreheinrichtung 107 zusammen mit dem Target 101 auf einer kreisförmigen Bewegungsbahn 113 erfolgen. Die zuvor genannte Drehung um die Rotationsachse 108 und die Bewegungen entlang der Bewegungsbahn 113 können auch kombiniert werden, um beliebige Bahnen des Brennflecks 109 auf dem Target 101 vorzusehen. Alternatively or additionally, the turning device goes 107 of mechanical movement means such as movement axes 111 and or 112 out, which is a movement along the arrows 111 and or 112 allow, with the moving means 111 respectively. 112 from the X-ray body 102 out. The displacement of the focal spot 109 along the circular path 110 on the target 101 may alternatively to the rotation of the target 101 also by appropriate movement of the moving means 111 and 112 and thus movement of the rotating device 107 together with the target 101 on a circular trajectory 113 respectively. The aforementioned rotation about the rotation axis 108 and the movements along the trajectory 113 can also be combined to any orbits of the focal spot 109 on the target 101 provided.

Zur Veränderung der Kreisbahn 110 auf dem Target 101 ist auch vorgesehen, die Dreheinrichtung 107 zumindest in Richtung des Pfeiles 112 zu verschieben. Hierdurch ergibt sich ein veränderter Durchmesser bzw. Radius der Kreisbahn 110 auf dem Target 101. To change the circular path 110 on the target 101 is also provided, the rotating device 107 at least in the direction of the arrow 112 to move. This results in a changed diameter or radius of the circular path 110 on the target 101 ,

Ganz allgemein kann durch Verwendung der Bewegungsmittel 111 und/oder 112 eine Verschiebung und damit veränderte Position des Brennflecks 109 auf dem Target 101 realisiert werden. In general, by using the movement means 111 and or 112 a shift and thus changed position of the focal spot 109 on the target 101 will be realized.

3 zeigt eine erste Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Computertomografie mit einem Faserbündel 320 zwischen Szintillator 304 und optischem Detektor 310. Das Messobjekt 303 ist dabei zwischen der die Röntgenstrahlung 302 abgebenden Röntgenquelle 301 und dem Szintillator 304 und auf dem um die Drehachse 306 drehbaren Teil einer mechanischen Drehachse 305 angeordnet. Bei der Durchstrahlung mit der Messstrahlung 302 entsteht im Szintillator 304 die optische Strahlung 307, die an der vom Messobjekt abgewandten Seite des Szintillator 304 vollflächig und über einen großen Winkelbereich verteilt (Lambert-Strahler) austritt. Als Bauelement, das einen möglichst großen Teil der optischen Strahlung 307 erfasst, ist erfindungsgemäß ein Faserbündel 320 vorgesehen. Das Faserbündel 320 überträgt die optische Strahlung 307 vom dem dem Szintillator zugewandten Ende 321 zum der Kamera 310 zugewandten Ende 322 und gibt diese in Richtung des optischen Detektors wie CCD- oder CMOS-Kamera 310 ab. Zusätzlich kann eine weiteres optisches Bauelement, beispielsweise eine Linse oder Zoomoptik 309 zur Fokussierung auf die Kamera 310 vorgesehen sein. 3 shows a first schematic diagram of a device according to the invention for computed tomography with a fiber bundle 320 between scintillator 304 and optical detector 310 , The measurement object 303 is between the X-rays 302 emitting X-ray source 301 and the scintillator 304 and on the around the axis of rotation 306 rotatable part of a mechanical axis of rotation 305 arranged. When radiating with the measuring radiation 302 created in the scintillator 304 the optical radiation 307 at the side of the scintillator facing away from the target 304 distributed over the entire surface and distributed over a large angular range (Lambert radiator). As a component, the largest possible part of the optical radiation 307 detected, according to the invention is a fiber bundle 320 intended. The fiber bundle 320 transmits the optical radiation 307 from the end facing the scintillator 321 to the camera 310 facing the end 322 and gives them towards the optical detector like CCD or CMOS camera 310 from. In addition, another optical component, such as a lens or zoom optics 309 to focus on the camera 310 be provided.

Eine zur 3 alternative Vorrichtung, dargestellt in 4, umfasst mehrere Faserbündel 321, Optiken 309 und Kameras 310, um eine erhöhte Auflösung zu erzielen, indem die mit den Kameras 310 aufgenommenen Bilder zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden, dass für die Tomografie, insbesondere die dabei notwendige Rekonstruktion verwendet wird. One to 3 alternative device, shown in 4 , includes several fiber bundles 321 , Optics 309 and cameras 310 To achieve increased resolution by using the cameras 310 recorded images are combined to form an overall image that is used for the tomography, in particular the necessary reconstruction.

5 zeigt eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim dimensionellen Messen mit einem als Computertomographen ausgebildeten Koordinatenmessgerät. Dieses weist die Komponenten Röntgenröhre 401, zu messendes Objekt 403 aufnehmenden Drehtisch 405, bestehend aus feststehendem Teil 405b und dazu um die Drehachse 406 drehbarer Teil 405a, sowie Röntgendetektor 404 auf, zudem mehrere Verbindungselemente 408, 412, 419, 423 und 427, die die Komponenten mit dem Grundträger 415 direkt oder indirekt verbinden. 5 shows a schematic diagram of the device according to the invention for the correction of temperature-induced errors in the dimensional measurement with a designed as a computer tomograph coordinate measuring machine. This has the components X-ray tube 401 , object to be measured 403 receiving turntable 405 consisting of fixed part 405b and to the axis of rotation 406 rotatable part 405a , as well as x-ray detector 404 on, also several fasteners 408 . 412 . 419 . 423 and 427 containing the components with the basic carrier 415 connect directly or indirectly.

Die Röntgenröhre 401 weist den die Röntgenstrahlung 402 abgebenden Brennfleck 401a und einen an der Röntgenröhre 401 befestigten oder in der Röntgenröhre integrierten Temperatursensor T1 auf, und ist hier beispielhaft in zwei Richtungen entlang der Pfeile 409 und 417 in Bezug auf den Grundträger 415 verstellbar. Hierzu sind entsprechende Messachsen 410, 413 vorgesehen, die die Maßstäbe bzw. Maßstabsysteme 411 und 414 aufweisen. Die nicht dargestellten Antriebe und Führungen der Messachsen sind ausgelegt, das die Röntgenröhre aufnehmende Verbindungselement 408 und das Verbindungselement 412 entsprechend zu bewegen. Zur Bestimmung der Temperatur der beiden Verbindungselemente 408 und 412 sind die Temperatursensoren T2 und T4 vorgesehen. Zur Bestimmung der Temperatur der Maßstabsysteme 411 und 414 sind die Temperatursensoren T3 und T5 vorgesehen, die an den Maßstabsystemen direkt oder nahe dieser angeordnet sind. Die Anordnung der Bewegungsfreiheitsgrade und der Bewegungsrichtungen ist beispielhaft und nicht einschränkend. Es ist ebenso vorgesehen, die Positionierung in einer, drei oder gar keiner Richtung vorzunehmen. The x-ray tube 401 shows the X-rays 402 emitting focal spot 401 and one on the x-ray tube 401 attached or integrated in the x-ray tube temperature sensor T1, and is here for example in two directions along the arrows 409 and 417 in relation to the basic carrier 415 adjustable. For this are corresponding measuring axes 410 . 413 provided the scales or scale systems 411 and 414 exhibit. The drives and guides, not shown, of the measuring axes are designed, the connecting element receiving the x-ray tube 408 and the connecting element 412 move accordingly. To determine the temperature of the two connecting elements 408 and 412 the temperature sensors T2 and T4 are provided. To determine the temperature of the scale systems 411 and 414 are provided the temperature sensors T3 and T5, which are arranged on the scale systems directly or near this. The arrangement of the degrees of freedom of movement and the directions of movement is exemplary and not restrictive. It is also intended to make the positioning in one, three or no direction at all.

Analog zur zuvor beschriebenen Anordnung und zuvor beschriebenen Positioniermöglichkeiten sowie Temperatursensoren der Röntgenröhre 401 ist auch der Röntgendetektor 404 ausgelegt. Hierzu sind die Verbindungselemente 423, 427, die in Richtung der Pfeile 425 und 426 wirkenden Messachsen 421, 424 mit den Maßstabsysteme 420, 422 und die Temperatursensoren T9, T10, T11, T12, T13 vorgesehen. Der Temperatursensor T13 ist bevorzugt möglichst nahe der die Röntgenstrahlung 402 empfangenden Detektorfläche 405a des Röntgendetektors 405 angeordnet. Analogous to the previously described arrangement and previously described positioning options and temperature sensors of the X-ray tube 401 is also the x-ray detector 404 designed. These are the fasteners 423 . 427 pointing in the direction of the arrows 425 and 426 acting measuring axes 421 . 424 with the scale systems 420 . 422 and the temperature sensors T9, T10, T11, T12, T13. The temperature sensor T13 is preferably as close as possible to the X-ray radiation 402 receiving detector surface 405a of the X-ray detector 405 arranged.

Zur Temperaturmessung des recht großen Grundträgers 415 sind mehrere Temperatursensoren T6a, T6b und T6c vorgesehen, um das Temperaturprofil entlang des Grundträgers abzuschätzen. For temperature measurement of the quite large basic carrier 415 a plurality of temperature sensors T6a, T6b and T6c are provided to estimate the temperature profile along the base carrier.

Der Drehtisch 405 ist über das Verbindungselement 419 mit dem Grundträger 415 verbunden und wieder rein beispielhaft entlang des Pfeiles 418, also senkrecht zur Zeichenebene, mittels der Messachse 416 verschiebbar. Der Drehtisch kann auch in zwei oder drei Raumrichtungen verschiebbar oder fest angeordnet sein. Die Maßstabsysteme und diesen zugeordnete Temperatursensoren sind ebenso vorgesehen, aber hier nicht dargestellt. Desweiteren sind die Temperatursensoren T7 zur Erfassung der Temperatur des Verbindungselementes 419, und T8 zur Erfassung der Temperatur des Drehtisches 405, insbesondere des feststehenden Teils 405b, jedoch möglichst nahe des drehbaren Teils 405a vorgesehen. Der Temperatursensor T8 kann aber auch im drehbaren Teil 405a angeordnet sein. The turntable 405 is over the connecting element 419 with the basic carrier 415 connected and again purely by way of example along the arrow 418 , ie perpendicular to the plane of the drawing, by means of the measuring axis 416 displaceable. The turntable can also be displaceable or fixed in two or three spatial directions. The scale systems and associated temperature sensors are also provided, but not shown here. Furthermore, the temperature sensors T7 for detecting the temperature of the connecting element 419 , and T8 for detecting the temperature of the turntable 405 , in particular the fixed part 405b but as close as possible to the rotatable part 405a intended. The temperature sensor T8 can also be in the rotatable part 405a be arranged.

Weitere Temperatursensoren T14 bis T17 können vorgesehen sein am zu messenden Objekt 403 (Temperatursensor T14), außerhalb eines den Computertomografen umgebenden Gehäuses 428 zur Bestimmung der Umgebungslufttemperatur (Temperatursensor T16), innerhalb eines den Computertomografen umgebenden Gehäuses 428 zur Bestimmung der Lufttemperatur innerhalb des Gehäuses, insbesondere nahe eines oder mehrerer Lüfter 429, die dem Luftaustausch und damit Wärmetransport zwischen Gehäuseinnerem und Umgebung dienen (Temperatursensor T15), insbesondere an der Oberseite des Gehäuses angeordneter Lüfter, und im Kühlmittelkreislauf einer zur Kühlung des Gehäuses 528 und/oder des Gehäuseinneren wie beispielsweise Röntgendetektor 404 vorgesehenen Kühlmittelanlage (Thermostat) 430 (Temperatursensor T17). Further temperature sensors T14 to T17 can be provided on the object to be measured 403 (Temperature sensor T14), outside a housing surrounding the computer tomograph 428 for determining the ambient air temperature (temperature sensor T16) within a housing surrounding the computer tomograph 428 for determining the air temperature within the housing, in particular near one or more fans 429 , which are used for air exchange and thus heat transfer between Gehäuseinnerem and environment (temperature sensor T15), in particular arranged at the top of the housing fan, and in the coolant circuit for cooling the housing 528 and / or the housing interior such as X-ray detector 404 provided coolant system (thermostat) 430 (Temperature sensor T17).

Durch die gestrichelten Linien 407 wird der Messkreis beispielhaft angedeutet, entlang dessen die Temperatursensoren angeordnet sind. Der Messkreis 407 verläuft durch den Drehtisch 405 hindurch auch in das zu messende Objekt 403. Through the dashed lines 407 the measuring circuit is indicated by way of example, along which the temperature sensors are arranged. The measuring circuit 407 passes through the turntable 405 through into the object to be measured 403 ,

In der 6 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Computertomografie eines Objektes 504 sowie diese umschließende Strahlenschutzumhausung bzw. Strahlenschutzhaube 500 dargestellt. Beispielhaft wird die Strahlenschutzumhausung 500 gebildet durch eine mehrteilige Basisplatte 500-1, 500-2 und 500-3, die mehreren Schichten 505-1 bis 505-12 der Bausteine 505, welche schraffiert im Schnitt dargestellt sind, und entsprechende Absätze aufweisen, und die Deckplatte 506, welche beispielhaft in einem Stück ausgeführt ist, alternativ aber ebenfalls mehrteilig ausgeführt sein kann. Von dem Teil 500-1 der Basisplatte geht die Röntgenröhre 501 aus, von dem Teil 500-2 der Basisplatte geht der Drehtisch 503 und das Objekt 504 aus und von dem Teil 500-3 der Basisplatte geht der Röntgendetektor 502 aus. Alternativ zu dem Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 6 ist auch vorgesehen, die mehreren Schichten 505 der Bausteine nicht in der Höhe, sondern seitlich nebeneinander anzuordnen. Die Komponenten 501, 502 und 503 gehen dann jeweils seitlich von den die Schichten abschließenden Seitenplatten aus. In the 6 is the inventive device for computed tomography of an object 504 as well as this enclosing radiation protection housing or radiation protection hood 500 shown. Exemplary is the radiation protection housing 500 formed by a multipart base plate 500-1 . 500-2 and 500-3 containing several layers 505-1 to 505-12 the building blocks 505 , which are hatched in section, and have corresponding paragraphs, and the cover plate 506 , which is executed by way of example in one piece, but alternatively can also be designed in several parts. From the part 500-1 the base plate goes the x-ray tube 501 from, from the part 500-2 the base plate goes the turntable 503 and the object 504 from and from the part 500-3 the base plate is the X-ray detector 502 out. Alternatively to the structure of the device according to the invention 6 is also provided, the several layers 505 the blocks not in height, but laterally next to each other to arrange. The components 501 . 502 and 503 then go each one laterally from the side panels closing off the layers.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2665035 A2 [0007] EP 2665035 A2 [0007]
  • WO 2013167616 A2 [0011] WO 2013167616 A2 [0011]
  • DE 102013107745 [0011] DE 102013107745 [0011]
  • DE 102012100150 A1 [0079, 0086, 0089] DE 102012100150 A1 [0079, 0086, 0089]
  • US 7400704 [0155] US 7400704 [0155]
  • DE 102013108367 [0156] DE 102013108367 [0156]
  • DE 102015110493 [0157] DE 102015110493 [0157]
  • WO 2005119174 A1 [0214] WO 2005119174 A1 [0214]
  • DE 102014115851 A1 [0238, 0240] DE 102014115851 A1 [0238, 0240]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DIN ENV 13005 [0048] DIN ENV 13005 [0048]
  • DIN ENV 13005 [0048] DIN ENV 13005 [0048]
  • Richtlinie VDI/VDE 2630-2.1: 2015 [0237] Guideline VDI / VDE 2630-2.1: 2015 [0237]
  • „Krystek, Michael, Berechnung der Messunsicherheit. Grundlagen und Anleitung für die praktische Anwendung, 2. Aufl. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2015. Beuth Praxis. – ISBN 3410255567“ [0244] "Krystek, Michael, calculation of measurement uncertainty. Fundamentals and instructions for practical application, 2nd ed. Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2015. Beuth Praxis. - ISBN 3410255567 " [0244]

Claims (17)

Verfahren zur automatischen oder halbautomatischen Bestimmung von Einstellparametern für eine Computertomografie auf der Basis zumindest einer Modellgleichung für die computertomografische Bestimmung zumindest einer dimensionellen Messgröße (Messaufgabe), insbesondere Modellgleichung zur Bestimmung der der Messgröße zugeordneten Messpräzision oder Messabweichung oder Messunsicherheit, wobei in der oder den Modellgleichungen zumindest einige der Geräteparameter des zur Messung eingesetzten Computertomografen berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in der oder den Modellgleichungen einzuhaltende Vorgabeparameter berücksichtigt werden, zu denen zumindest die die eine oder mehrere Messaufgaben beschreibenden Messaufgaben-Parameter, insbesondere Werkstückparameter zählen, und dass durch Simulation und/oder mathematische Berechnung auf Basis der einen oder mehreren Modellgleichungen und/oder computertomografische Testmessungen im verfügbaren Parameterraum der Einstellparameter die Einstellparameter bestimmt werden, für die zumindest ein Zielparameter optimiert wird und/oder der Zielparameter einen Grenzwerte unterschreitet oder überschreitet. Method for automatic or semi-automatic determination of setting parameters for a computed tomography on the basis of at least one model equation for the computational tomographic determination of at least one dimensional measured variable, in particular model equation for determining the measured precision associated with measurement precision or measurement uncertainty, wherein in the model or model equations at least some of the device parameters of the computer tomograph used for the measurement are taken into consideration, characterized in that default parameters to be observed in the model equation (s) are taken into account, which include at least the measurement task parameters describing the one or more measurement tasks, in particular workpiece parameters, and that by simulation and / or mathematical calculation on the basis of the one or more model equations and / or computer tomographic test measurements in the available parameter space of the setting lparameter parameters are determined for which at least one target parameter is optimized and / or the target parameter falls below or exceeds a threshold. Verfahren zur Einstellung der Brennfleckgröße einer Röntgenröhre eines Sensors, bevorzugt Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors, zur Inspektion und/oder Messung, vorzugsweise dimensionellen Messung, eines Werkstücks, wobei Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Orientierungen, insbesondere mittels eines Drehtisches eingestellten Drehstellungen, zwischen Werkstück und Sensor mit einem Detektor, vorzugsweise flächenhaften Detektor, insbesondere Röntgendetektor, aufgenommen werden, und wobei aus den Durchstrahlungsbildern mittels Rekonstruktion Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks bestimmt werden, und vorzugsweise aus den Volumendaten mittels Oberflächenextraktion Messpunkte (Messdaten) erzeugt und zur dimensionellen Messung verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die größtmögliche Brennfleckgröße eingestellt wird, die zu keiner zusätzlichen Einschränkung der Strukturauflösung der Volumendaten (Voxeldaten) und/oder Messdaten führt, wobei die ohne Berücksichtigung der Brennfleckgröße vorliegende Strukturauflösung berücksichtigt wird, welche sich zumindest aus der eingestellten Voxelgröße und/oder der in die Objektebene projizierten Pixelgröße des Detektors ergibt. Method for adjusting the focal spot size of an X-ray tube of a sensor, preferably CT or radiography or laminography, for inspection and / or measurement, preferably dimensional measurement of a workpiece, wherein radiographic images of the workpiece in multiple orientations, in particular rotational positions set by a turntable between the workpiece and sensor with a detector, preferably a planar detector, in particular an X-ray detector, and wherein volume data (voxel volume) of the workpiece are determined from the radiographic images, and measurement points (measured data) are preferably generated from the volume data by means of surface extraction and thereby used for dimensional measurement characterized in that the maximum possible focal spot size is set which does not lead to any additional restriction of the structural resolution of the volume data (voxel data) and / or measurement data, taking into account the structural resolution present without taking into account the focal spot size, which results at least from the set voxel size and / or the pixel size of the detector projected into the object plane. Verfahren zum Betreiben eines Computertomografen, umfassend zumindest einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, einen Drehtisch zur Aufnahme eines zu messende Werkstücks und eine erste und eine zweite Röntgenquelle, wobei bei Verwendung jeweils einer Röntgenquelle Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Drehstellungen des Werkstücks relativ zur Röntgensensorik (Röntgenquelle und Röntgendetektor) mit dem Röntgendetektor aufgenommen werden, und wobei aus den Durchstrahlungsbildern mittels Rekonstruktion Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks berechnet werden, und wobei vorzugsweise Oberflächenpunkten (Messpunkten) mittels Extraktion aus den Volumendaten ermittelt werden und die Messpunkte zum Zwecke der dimensionellen Messung des Werkstücks verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück mit zwei in dem Computertomografen integrierten und mit derselben Steuerung und Software verbundenen Röntgenröhren automatisch gemessen wird, wobei die beiden Röntgenröhren mit unterschiedlichen Einstellparametern betrieben werden, vorzugsweise mit unterschiedlichen Röntgenspektren betrieben werden, und die mit beiden Röntgenröhren ermittelten Durchstrahlungsbilder oder Volumendaten durch die Steuerung und/oder Software kombiniert und gemeinsam ausgewertet werden. Method for operating a computer tomograph, comprising at least one X-ray detector, preferably planar X-ray detector, a turntable for receiving a workpiece to be measured and a first and a second X-ray source, wherein when using each X-ray source radiographic images of the workpiece in several rotational positions of the workpiece relative to the X-ray sensor (X-ray source and X-ray detector) are recorded with the X-ray detector, and wherein by the radiation images by reconstruction volume data (voxel volume) of the workpiece are calculated, and preferably surface points (measuring points) are determined by extraction from the volume data and links the measuring points for the purpose of dimensional measurement of the workpiece be characterized in that the workpiece automatically measured with two integrated in the computer tomograph and connected to the same control and software X-ray tubes The two X-ray tubes are operated with different adjustment parameters, preferably operated with different X-ray spectra, and the radiation images or volume data determined with both X-ray tubes are combined by the control and / or software and evaluated together. Computertomograf umfassend zumindest einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, einen Drehtisch zur Aufnahme eines zu messende Werkstücks und einer ersten Röntgenquelle, sowie Steuerung und Software zur Aufnahme und Auswertung der in mehreren Drehstellungen des Werkstücks relativ zur Röntgensensorik (Röntgenquelle und Röntgendetektor) aufgenommenen Durchstrahlungsbildern, wobei die Auswertung zumindest die Rekonstruktion der Durchstrahlungsbilder zu Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks, und vorzugsweise die Extraktion von Oberflächenpunkten (Messpunkten) aus den Volumendaten und Verknüpfung der Messpunkte zum Zwecke der dimensionellen Messung des Werkstücks, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Röntgenröhre im Computertomografen integriert ist, die mit der Steuerung verbunden ist, wobei die Steuerung und die Software ausgebildet sind, die automatisierte Messung mit beiden Röntgenröhren und die gemeinsame Auswertung der am selben Werkstück mit beiden Röntgenröhren ermittelten Durchstrahlungsbilder und/oder Volumendaten zu realisieren, wobei erste und zweite Röntgenröhre mit unterschiedlichen Einstellparametern betreibbar sind, vorzugsweise mit unterschiedlichen Röntgenspektren betreibbar sind. Computer tomograph comprising at least one X-ray detector, preferably planar X-ray detector, a turntable for receiving a workpiece to be measured and a first X-ray source, and control and software for recording and evaluating the radiation images recorded in several rotational positions of the workpiece relative to the X-ray sensor (X-ray source and X-ray detector), wherein the Evaluation at least the reconstruction of the radiographic images to volume data (voxel volume) of the workpiece, and preferably the extraction of surface points (measuring points) from the volume data and linking the measuring points for the purpose of dimensional measurement of the workpiece, characterized in that a second x-ray tube integrated in the computer tomograph is connected to the controller, wherein the controller and the software are formed, the automated measurement with both X-ray tubes and the joint evaluation of the same en to realize workpieces with both X-ray tubes determined radiation images and / or volume data, wherein the first and second X-ray tube with different setting parameters are operable, preferably with different X-ray spectrums are operable. Verfahren zum Betreiben eines Computertomografen, umfassend zumindest eine Röntgenquelle, einen Röntgendetektor, vorzugsweise flächenhaften Röntgendetektor, und eine Dreheinheit wie Drehtisch und/oder Dreh-Schwenkeinheit zur Aufnahme und Einstellung der Dreh- und/oder Schwenkstellung des zu messenden Werkstücks relativ zu Röntgendetektor und Röntgenquelle, und vorzugsweise Messachsen (Translationsachsen), zur Einstellung der Position des Werkstücks und/oder der Röntgenquelle und/oder des Röntgendetektors in zumindest einer Achse relativ zueinander, wobei Durchstrahlungsbilder des Werkstücks in mehreren Dreh- und/oder Schwenkstellungen des Werkstücks relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor mit dem Röntgendetektor aufgenommen werden, und wobei aus den Durchstrahlungsbildern mittels Rekonstruktion Volumendaten (Voxelvolumen) des Werkstücks berechnet werden, und wobei vorzugsweise Oberflächenpunkte (Messpunkte) mittels Extraktion aus den Volumendaten ermittelt werden und die Messpunkte zum Zwecke der dimensionellen Messung des Werkstücks verknüpft werden, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung verschiedener Positionen des Werkstücks und/oder der Röntgenquelle und/oder des Röntgendetektors, eingestellt mittels der Messachsen (Translationsachsen), und/oder verschiedener Drehstellungen und/oder Dreh-Schwenk-Stellungen des Werkstücks, eingestellt unter Verwendung des Drehtisches bzw. der Dreh-Schwenk-Einheit, von der reinen Drehung des Werkstücks um die Drehachse des Drehtisches abweichende Trajektorien, also Bewegung des Werkstücks relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor für die Aufnahme der mehreren Durchstrahlungsbilder, verwendet werden. Method for operating a computer tomograph, comprising at least one x-ray source, an x-ray detector, preferably a planar x-ray detector, and a rotary unit such as a turntable and / or rotary pivot unit for receiving and adjusting the rotational and / or pivoting position of the workpiece to be measured relative to the x-ray detector and x-ray source, and preferably Measuring axes (translation axes), for adjusting the position of the workpiece and / or the X-ray source and / or the X-ray detector in at least one axis relative to each other, wherein radiographic images of the workpiece in a plurality of rotational and / or pivotal positions of the workpiece relative to the X-ray source and X-ray detector with the X-ray detector in which volume data (voxel volume) of the workpiece are calculated from the transmission images by reconstruction and surface points (measurement points) are preferably determined by extraction from the volume data and the measurement points are linked for the purpose of dimensional measurement of the workpiece, characterized in that using different positions of the workpiece and / or the X-ray source and / or the X-ray detector, adjusted by means of the measuring axes (translation axes), and / or different rotational positions and / or rotational-pivot positions of the workpiece, set using the turntable or the rotational-pivot unit, of the pure rotation of the workpiece about the rotational axis of the turntable deviating trajectories, ie movement of the workpiece relative to the X-ray source and X-ray detector for recording the plurality of radiographic images used. Verfahren nach vorzugsweise Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorliegen maximaler oder mittlerer Schwächung und/oder maximaler oder mittlerer Durchstrahlungslängen oberhalb zuvor festgelegter Schwellwerte und/oder beim Vorliegen minimaler oder mittlerer Signal-Rauschverhältnisse unterhalb eines zuvor festgelegten Schwellwertes, automatisch für das entsprechende Durchstrahlungsbild die Belichtungszeit erhöht und/oder die Anzahl der überlagerten Bilder (Bildmittelung) in der jeweiligen Drehstellung und/oder Position auf der Trajektorie erhöht wird, bis vorzugsweise Schwellwerte unterschritten werden und/oder bis zuvor ermittelter Wert oder Wert in zu diesem festgelegter Umgebung erreicht wird, wobei der Wert beispielsweise mittels zuvor durchgeführter Referenzmessung des Werkstücks mit dem Computertomografen oder einem anderen Computertomografen festgelegt wird. Method according to claim 5, characterized in that in the presence of maximum or average attenuation and / or maximum or average transmission lengths above predetermined threshold values and / or in the presence of minimum or average signal-to-noise ratios below a predetermined threshold value, automatically for the corresponding radiographic image Exposure time is increased and / or the number of superimposed images (image averaging) in the respective rotational position and / or position on the trajectory is increased, preferably to below thresholds and / or previously determined value or value is achieved in this fixed environment the value is determined for example by means of previously performed reference measurement of the workpiece with the computer tomograph or another computer tomograph. Verfahren zum Betreiben einer Röntgenröhre, vorzugsweise Röntgenröhre, die Teil eines Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors ist, wobei die Röntgenröhre ein die Röntgenstrahlung abgebendes Target aufweist, welches mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beurteilung des Zustands des Targets, insbesondere Targetverschleißes, der Auftreffpunkt (Brennfleck) des Elektronenstrahls auf das Target und das Target relativ zueinander verschoben werden und die auf einem Röntgendetektor gerichtete Röntgenstrahlung jeweils ausgewertet wird, insbesondere Änderung der Intensität während oder jeweils vor und/oder nach der jeweiligen Verschiebung der durch den Röntgendetektor ermittelten Röntgenstrahlung beurteilt wird. Method for operating an x-ray tube, preferably an x-ray tube, which is part of a computed tomography sensor or a radiography sensor or laminography sensor, wherein the x-ray tube has an x-ray emitting target which is exposed to an electron beam, characterized in that for assessing the state of the target, in particular target wear, the impact point (focal spot) of the electron beam are shifted relative to each other and the X-ray radiation directed on an X-ray detector is evaluated, in particular the intensity is changed during or respectively before and / or after the respective displacement of the X-radiation determined by the X-ray detector becomes. Verfahren zum Betreiben einer Röntgenröhre, vorzugsweise Röntgenröhre, die Teil eines Computertomografiesensors oder Radiografiesensors oder Laminografiesensors ist, wobei die Röntgenröhre ein die Röntgenstrahlung abgebendes Target aufweist, welches mit einem Elektronenstrahl beaufschlagt wird, nach vorzugsweise Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Auftreffpunkt des Elektronenstrahls auf das Target entlang einer Kreisbahn verschoben wird, indem das Target um eine von der Richtung des auftreffenden Elektronenstrahls verschiedene Achse (Rotationsachse) gedreht wird oder indem durch Kombination translatorischer Verschiebungen von Elektronenstrahl und Target relativ zueinander in zumindest zwei Richtungen senkrecht zur Richtung des auftreffenden Elektronenstrahls die Kreisbahn um eine Rotationsachse realisiert wird, wobei vorzugsweise als die Verschiebung nach Anspruch 1 die Verschiebung entlang der Kreisbahn oder die Verschiebung auf eine in Radius und/oder Lage der Rotationsachse veränderte Kreisbahn verwendet wird, wobei vorzugsweise zur Änderung des Radius, die Rotationsachse senkrecht zu ihrer vorliegenden Richtung verschoben wird, vorzugsweise durch Verschieben des Targets senkrecht zur vorliegenden Richtung der Rotationsachse zusammen mit der für die Drehung vorgesehenen Dreheinrichtung oder durch entsprechend geänderte translatorische Verschiebungen von Elektronenstrahl und Target relativ zueinander. Method for operating an x-ray tube, preferably an x-ray tube, which is part of a computed tomography sensor or radiography sensor or laminography sensor, wherein the x-ray tube has an x-ray emitting target, which is exposed to an electron beam, preferably according to claim 7, characterized in that the point of impact of the electron beam on the Target is moved along a circular path by the target is rotated about an axis other than the direction of the incident electron beam (axis of rotation) or by reversing the orbit by combining translational shifts of electron beam and target relative to each other in at least two directions perpendicular to the direction of the incident electron beam a rotation axis is realized, wherein preferably as the displacement according to claim 1, the displacement along the circular path or the displacement to a radius and / or location of Rotationsac The changed orbit is preferably used for changing the radius, the rotation axis being displaced perpendicularly to its present direction, preferably by displacing the target perpendicular to the present direction of the rotation axis together with the rotation means provided for the rotation or by correspondingly changed translatory displacements of electron beam and target relative to each other. Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung umfassend zumindest eine Röntgenröhre (100) und ein die Röntgenstrahlung abgebendes Target (101), welches mit einem Elektronenstrahl (105) beaufschlagt wird, Mittel (104) zur Beeinflussung der Richtung des Röntgenstrahls und/oder Mittel (111, 112) zur mechanischen Bewegung des Targets (101) und/oder Targetflansches (106) und/oder zur Drehung des Targets vorgesehenen Dreheinrichtung (107) relativ zum Elektronenstrahl (105), insbesondere senkrecht zur Richtung des auftreffenden Elektronenstrahls (105), oder relativ zum Röhrenkorpus (102), wie Bewegungsachsen (111, 112) aufweist. Device for implementing the method according to at least one of claims 7 to 8, characterized in that a device comprising at least one x-ray tube ( 100 ) and an X-ray emitting target ( 101 ), which with an electron beam ( 105 ), means ( 104 ) for influencing the direction of the X-ray beam and / or means ( 111 . 112 ) for the mechanical movement of the target ( 101 ) and / or target flange ( 106 ) and / or rotating means provided for the rotation of the target ( 107 ) relative to the electron beam ( 105 ), in particular perpendicular to the direction of the incident electron beam ( 105 ), or relative to the tube body ( 102 ), such as axes of motion ( 111 . 112 ) having. Verfahren zur Korrektur der während einer computertomografischen Messung auftretenden Drift der für die Computertomografie (CT) eingesetzten CT-Komponenten Röntgenröhre, zu messendes Objekt aufnehmender Drehtisch und in mehreren Drehstellungen des zu messenden Objekts relativ zu Röntgenquelle und Röntgendetektor aufnehmender Röntgendetektor relativ zueinander, wobei vor und/oder nach der computertomografischen Messung eine Schnelltomografie (Referenztomografie) durchgeführt wird, bei der Durchstrahlungsbilder in einer geringeren Anzahl von Drehstellungen bezüglich der computertomografischen Messung aufgenommen werden dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung der Durchstrahlungsbilder der computertomografischen Messung und der Durchstrahlungsbilder der Schnelltomografie ein korrigiertes Voxelvolumen mittels Rekonstruktion ermittelt wird, wobei korrigierte Durchstrahlungsbilder (korrigierte Projektionsbilder) berechnet werden oder indem jedem Durchstrahlungsbild der computertomografischen Messung eine auf Basis der Durchstrahlungsbilder der Schnelltomografie ermittelten korrigierten CT-Geometrie für die Rekonstruktion zugeordnet wird, wobei die CT-Geometrie die räumliche Lage der CT-Komponenten Röntgenröhre, Röntgendetektor und Drehtisch zueinander und vorzugsweise deren Orientierung wie Verkippung bezeichnet. Method for correcting the drift of the CT components used for computed tomography (CT) during a computed tomography measurement X-ray tube, rotary table to be measured and in several rotational positions of the object to be measured relative to X-ray source and X-ray detector receiving X-ray detector relative to each other, wherein prior to and / or after the computed tomography measurement, a rapid tomography (reference tomography) is performed, are absorbed in the transmission images in a smaller number of rotational positions with respect to the computed tomography measurement, characterized in that using the radiographic images of the computer tomographic measurement and the Radiographic images of the rapid tomography a corrected voxel volume is determined by reconstruction, where corrected radiographic images (corrected projection images) are calculated or by assigning each radiograph of the computed tomography measurement on the basis of the radiographic images of the rapid tomography corrected CT geometry for reconstruction, the CT geometry the spatial position of the CT components X-ray tube, X-ray detector and turntable to each other and preferably their orientation as tilted designates. Vorrichtung zur Aufnahme von mehreren Durchstrahlungsbildern eines Messobjektes (303) zur Durchführung einer Computertomografie, wobei Durchstrahlungsbilder in einer Vielzahl von Drehstellungen, einstellbar durch eine Drehvorrichtung wie mechanische Drehachse (305), in denen das Messobjekt (303) und eine Computertomografiesensorik (301, 304, 309, 310, 320) relativ zueinander drehbar angeordnet sind, vorzugsweise das Messobjekt (303) drehbar ist, aufnehmbar sind, wobei die Computertomografiesensorik zumindest besteht aus einer Strahlungsquelle wie Röntgenröhre (301), zumindest einem flächig ausgeprägten Szintillator (304) und zumindest einem flächig ausgeführten, optischen Detektor (310) wie Kamera, wobei die Durchstrahlungsbilder von dem zumindest einen optischen Detektor (310) aufnehmbar sind und zu einem Voxelvolumen rekonstruierbar sind, aus dem vorzugsweise Oberflächenpunkte an Materialübergängen bestimmbar sind, wobei die vom Szintillator (304) abgegebene optische Strahlung (307) zumindest teilweise von dem zumindest einen optischen Detektor (310) erfassbar ist, und wobei die Computertomografiesensorik bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Szintillator (304) und dem optischen Detektor (310) ein oder mehrere Faserbündel (320) angeordnet sind, wobei die dem Szintillator (304) zugeordnete Seite (321) des bzw. der Faserbündel die vom Szintillator (304) abgegebene optische Strahlung (307) aufnimmt und am dem optischen Detektor (310) zugewandten Ende (322) wieder in Richtung des bzw. der optischen Detektoren (310) abgibt. Device for recording a plurality of radiographic images of a measured object ( 303 ) for performing a computed tomography, wherein radiographic images in a plurality of rotational positions, adjustable by a rotating device such as mechanical axis of rotation ( 305 ), in which the measuring object ( 303 ) and a computed tomography sensor ( 301 . 304 . 309 . 310 . 320 ) are rotatably arranged relative to each other, preferably the measuring object ( 303 ) is rotatable, are receivable, the computed tomography sensor at least consists of a radiation source such as x-ray tube ( 301 ), at least one extensive scintillator ( 304 ) and at least one planar optical detector ( 310 ) such as a camera, wherein the transmission images from the at least one optical detector ( 310 ) and are reconstructable into a voxel volume from which preferably surface points can be determined at material transitions, wherein the light emitted by the scintillator ( 304 ) emitted optical radiation ( 307 ) at least partially from the at least one optical detector ( 310 ) is detectable, and wherein the computed tomography sensor is preferably integrated in a coordinate measuring machine, characterized in that between the scintillator ( 304 ) and the optical detector ( 310 ) one or more fiber bundles ( 320 ) are arranged, which the scintillator ( 304 ) associated page ( 321 ) of the fiber bundle (s) from the scintillator ( 304 ) emitted optical radiation ( 307 ) and at the optical detector ( 310 ) facing end ( 322 ) in the direction of the optical detector (s) ( 310 ). Verfahren zur Durchführung einer computertomografischen Messung mit einem Computertomografen, aufweisend zumindest eine Röntgenröhre, das zu messende Objekt aufnehmenden und drehenden Drehtisch und Durchstrahlungsbilder des Objekts aufnehmenden Röntgendetektor, wobei in mehreren Drehstellungen des Objekts und der Komponenten Röntgenröhre und Röntgendetektor relativ zueinander, insbesondere in einem Winkelbereich von mindestens 360° oder in einem Winkelbereich von mindestens 180°, Durchstrahlungsbilder aufgenommen werden, wobei die jeweilige Aufnahme während einer festgelegten Belichtungs- bzw. Integrationszeit erfolgt, und wobei eine Rekonstruktion eines Voxelvolumens aus resultierenden Durchstrahlungsbildern erfolgt, wobei die resultierenden Durchstrahlungsbilder die Durchstrahlungsbilder selbst sind oder die resultierenden Durchstrahlungsbilder jeweils mehrere aufeinanderfolgend aufgenommene und überlagerte Durchstrahlungsbilder sind, wobei den resultierenden Durchstrahlungsbildern als Gesamtbelichtungszeit die Summe der Belichtungszeiten der zur Bildung verwendeten Durchstrahlungsbilder zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes resultierende Durchstrahlungsbild die Gesamtbelichtungszeit separat eingestellt wird, wobei die Belichtungszeit und/oder die Anzahl der jeweils zu überlagernden Durchstrahlungsbilder eingestellt wird, so dass zumindest einer dem jeweiligen resultierendem Durchstrahlungsbild zugeordnete Kennwert wie beispielsweise minimales Signal Rauschverhältnis (SNR), minimale Intensität bzw. Grauwert oder mittlere Intensität bzw. Grauwert für alle resultierenden Durchstrahlungsbilder konstant oder nahezu konstant bleibt, wobei die Gesamtbelichtungszeit des jeweils aufzunehmenden resultierenden Durchstrahlungsbildes festgelegt wird aus dem oder den Kennwerten, die aus dem einen oder den mehreren jeweils direkt davor aufgenommenen resultierenden Durchstrahlungsbildern bestimmt wurden. Method for carrying out a computer tomographic measurement with a computer tomograph, comprising at least one x-ray tube, the object to be measured receiving and rotating turntable and radiographic images of the object receiving x-ray detector, wherein in several rotational positions of the object and the components of the x-ray tube and x-ray detector relative to each other, in particular in an angular range of at least 360 ° or in an angular range of at least 180 °, radiographic images, wherein the respective recording takes place during a specified exposure or integration time, and wherein a reconstruction of a voxel volume from resulting radiographic images takes place, the resulting radiographic images are the radiographic images themselves or the resulting radiographic images are each a plurality of successively recorded and superimposed radiographic images, the resulting radiographs being gsbildern is assigned as the total exposure time the sum of the exposure times of the radiation images used for the formation, characterized in that for each resulting radiographic image, the total exposure time is set separately, wherein the exposure time and / or the number of each superimposed radiographic images is set so that at least one of the the characteristic value assigned to each resulting transmission image, such as minimum signal noise ratio (SNR), minimum intensity or gray value or average intensity or gray value remains constant or nearly constant for all resulting transmission images, the overall exposure time of the resulting transmission image to be recorded being determined from the characteristic value (s) which were determined from the one or more respective radiographic images respectively taken directly in front of it. Verfahren zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim Messen, insbesondere dimensionellen Messen mit einem Koordinatenmessgerät, umfassend mehrere für die Messung vorgesehene Komponenten wie Sensoren und Maßstäbe und zumindest einen Messkreis schließende Verbindungselemente, wobei zumindest ein Temperatursensor zur Erfassung der jeweils aktuell vorliegenden Temperatur einer Komponente und/oder eines Verbindungselementes zur Korrektur der mit dem Koordinatenmessgerät bestimmten Messpunkte und/oder Maße herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturmesswerte mehrerer an den Komponenten und/oder Verbindungselementen zwischen den Komponenten angebrachter oder zugeordneter Temperatursensoren für die Korrektur verwendet werden, wobei ein Modell oder zumindest Teilmodelle für die Temperaturbedingten Messabweichungen, insbesondere Temperaturbedingte Längenausdehnung der Komponenten und/oder Verbindungselemente selbst und/oder zueinander verwendet wird. Method for correcting temperature-related measurement deviations during measurement, in particular dimensional measurement with a coordinate measuring machine, comprising a plurality of components provided for the measurement, such as sensors and scales and at least one connecting circuit closing connecting elements, wherein at least one temperature sensor for detecting the currently present temperature of a component and / or a Connection element for correcting the measuring points and / or dimensions determined by the coordinate measuring machine, characterized in that the temperature measured values of a plurality of attached to the components and / or connecting elements between the components or associated temperature sensors are used for the correction, wherein a model or at least partial models for the temperature-related measurement deviations, in particular temperature-induced linear expansion of the components and / or connecting elements themselves and / or to each other is used. Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens zur Korrektur Temperaturbedingter Messabweichungen beim Messen, insbesondere dimensionellen Messen mit einem Koordinatenmessgerät nach vorzugsweise Anspruch 13, wobei das Koordinatenmessgerät umfasst mehrere für die Messung vorgesehene Komponenten (401, 404, 405, 411, 414, 420, 422) wie Sensoren (404) und Maßstäbe (411, 414, 420, 422) und zumindest einen Messkreis (407) schließende Verbindungselemente (408, 412, 415, 419, 423, 427), wobei zumindest ein Temperatursensor (T1, ..., T17) zur Erfassung der jeweils aktuell vorliegenden Temperatur einer Komponente (401, 404, 405, 411, 414, 420, 422) und/oder eines Verbindungselementes (408, 412, 415, 419, 423, 427) vorgesehen ist, und wobei eine Korrektureinrichtung vorgesehen ist, die zur Korrektur der mit dem Koordinatenmessgerät bestimmten Messpunkte und/oder Maße herangezogen wird, wobei die Korrektureinrichtung ausgebildet ist, die Temperaturmesswerte der Temperatursensoren (T1, ..., T17) zu erfassen und die Korrektur zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, dass Temperatursensoren (T1, ..., T17) an mehreren Komponenten (401, 404, 405, 411, 414, 420, 422) und/oder Verbindungselementen (408, 412, 415, 419, 423, 427) zwischen den Komponenten angebracht oder diesen zugeordnet sind. Apparatus for implementing the method for correcting temperature-related measurement deviations during measurement, in particular dimensional measurement with a coordinate measuring machine according to claim 13, wherein the coordinate measuring machine comprises a plurality of components intended for the measurement ( 401 . 404 . 405 . 411 . 414 . 420 . 422 ) like sensors ( 404 ) and standards ( 411 . 414 . 420 . 422 ) and at least one measuring circuit ( 407 ) closing connecting elements ( 408 . 412 . 415 . 419 . 423 . 427 ), wherein at least one temperature sensor (T1, ..., T17) for detecting the respectively present temperature of a component ( 401 . 404 . 405 . 411 . 414 . 420 . 422 ) and / or a connecting element ( 408 . 412 . 415 . 419 . 423 . 427 ), and wherein a correction device is provided, which is used to correct the measuring points and / or dimensions determined by the coordinate measuring machine, wherein the correction device is designed to detect the temperature measured values of the temperature sensors (T1,..., T17) and the Correction to be calculated, characterized in that temperature sensors (T1, ..., T17) at several components ( 401 . 404 . 405 . 411 . 414 . 420 . 422 ) and / or connecting elements ( 408 . 412 . 415 . 419 . 423 . 427 ) are mounted between or associated with the components. Vorrichtung zur Durchführung einer Computertomografie umfassend zumindest eine Röntgenröhre (2), einen Röntgendetektor (10), vorzugsweise flächig ausgeführten Röntgendetektor (10), und einen das zu tomografierende Objekt (8) aufnehmenden und drehenden Drehtisch (7), welcher zwischen Röntgenröhre (2) und Röntgendetektor (10) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, Durchstrahlungsbilder des Objekts (8) in einer Vielzahl von Drehstellungen des Drehtischs (7) aufzunehmen, wobei die Durchstrahlungsbilder vorzugsweise zu einem Voxelvolumen mittels Rekonstruktion rekonstruierbar sind, wobei besonders bevorzugt aus dem Voxelvolumen Oberflächenpunkte an den Materialübergängen des Objekts (8) bestimmt und besonders bevorzugt zur Messung von Merkmalen bzw. Maßen des Objekts (8) verwendet werden, wobei die Vorrichtung besonders bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät integriert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Röntgendetektor (10) kippbar ausgeführt ist, um zumindest eine erste Achse, die senkrecht zur Detektor-Normalen verläuft und vorzugsweise kippbar ausgestaltet ist, um eine zweite Achse, die senkrecht zur Detektor-Normalen und vorzugsweise senkrecht zur ersten Achse verläuft, wobei der Kippwinkel um die erste und/oder zweite Achse manuell oder elektrisch, stufenlos oder stufig einstellbar ist. Device for carrying out a computer tomography comprising at least one x-ray tube ( 2 ), an X-ray detector ( 10 ), preferably flat X-ray detector ( 10 ), and an object to be tomographed ( 8th ) receiving and rotating turntable ( 7 ), which between X-ray tube ( 2 ) and X-ray detector ( 10 ), wherein the device is designed to transmit radiographic images of the object ( 8th ) in a plurality of rotational positions of the turntable ( 7 ), wherein the radiographic images can preferably be reconstructed into a voxel volume by means of reconstruction, wherein surface points at the material transitions of the object (particularly preferably from the voxel volume ( 8th ) and particularly preferably for measuring features or dimensions of the object ( 8th ), wherein the device is particularly preferably integrated in a coordinate measuring machine, characterized in that the X-ray detector ( 10 ) is designed to be tiltable, about at least a first axis which is perpendicular to the detector normal and is preferably designed tiltable about a second axis which is perpendicular to the detector normal and preferably perpendicular to the first axis, wherein the tilt angle to the first and / or second axis manually or electrically, continuously or stepwise adjustable. Vorrichtung zur computertomografischen Untersuchung eines Objekts, zumindest aufweisend eine Röntgenröhre (501), einen Röntgendetektor (502), einen das zu messende Objekt (504) aufnehmender und dieses drehender Drehtisch (503) und einer Strahlenschutzumhausung (500), dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlenschutzumhausung (500) zumindest teilweise gebildet wird aus einer Vielzahl von Bausteinen (505-1, 505-2, 505-3, ..., 505-12) identischer Form. Device for computer tomographic examination of an object, comprising at least one x-ray tube ( 501 ), an X-ray detector ( 502 ), an object to be measured ( 504 ) and this rotating turntable ( 503 ) and a radiation protection housing ( 500 ), characterized in that the radiation protection housing ( 500 ) is at least partially formed from a plurality of building blocks ( 505-1 . 505-2 . 505-3 , ..., 505-12 ) identical shape. Verfahren zur Bestimmung eines Gütewertes, der einem Oberflächenmesspunkt bestimmt mittels Computertomografie zugeordnet wird, wobei die Computertomografie zumindest die folgenden Schritte umfasst: Aufnahme mehrerer Durchstrahlungsbilder des zu untersuchenden Objektes wie Werkstück in mehreren Drehstellungen relativ zu einer Röntgenstrahlenquelle und einem Röntgendetektor, Rekonstruktion eines Voxelvolumens, welches Voxel mit zugeordneten Voxelgrauwerten aufweist, aus den Durchstrahlungsbildern und Ermittlung von Oberflächenmesspunkten, dadurch gekennzeichnet, dass der Gütewert aus folgenden Daten bestimmt wird: – Messpräzision und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des gemessenen Oberflächenpunktes und/oder – Messpräzision und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) des simulierten Oberflächenpunktes und/oder – Kontrast der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder – Rauschen der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder – Kontrast/Rausch-Verhältnis (CNR) der simulierten Voxelgrauwerte an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung und/oder – Intensitäten und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) der Pixel der gemessenen Durchstrahlungsbilder, die durch die Rekonstruktion zu den Voxelgrauwerten beitragen, die an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung liegen und/oder – Intensitäten und/oder Signal/Rausch-Verhältnis (SNR) der Pixel der simulierten Durchstrahlungsbilder, die durch die Rekonstruktion zu den Voxelgrauwerten beitragen, die an den Koordinaten des Oberflächenpunktes und dessen Umgebung liegen. Method for determining a quality value, which is assigned to a surface measurement point determined by computer tomography, wherein the computer tomography comprises at least the following steps: recording multiple radiographic images of the object to be examined as workpiece in several rotational positions relative to an X-ray source and an X-ray detector, reconstruction of a voxel volume, which voxels with assigned voxel gray values, from the transmission images and determination of surface measurement points, characterized in that the quality value is determined from the following data: Measurement precision and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the measured surface point and / or measurement precision and / or signal / Noise ratio (SNR) of the simulated surface point and / or - contrast of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or - noise of the simulated voxel gray values at d Coordinates of the surface point and its surroundings and / or contrast / noise ratio (CNR) of the simulated voxel gray values at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or intensities and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the pixels of the measured Radiographic images that contribute to the voxel gray levels that lie at the coordinates of the surface point and its surroundings and / or intensities and / or signal-to-noise ratio (SNR) of the pixels of the simulated radiographic images obtained by the reconstruction to the voxel gray levels contributing to the coordinates of the surface point and its surroundings.
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