DE102021116258A1

DE102021116258A1 - Messobjekt, Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Röntgenquelle

Info

Publication number: DE102021116258A1
Application number: DE102021116258.0A
Authority: DE
Inventors: Martin LEIBFRITZ
Original assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Current assignee: Helmut Fischer GmbH and Co
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-12-29
Also published as: JP2024523465A; CN117546012A; US20240310308A1; EP4359776A1; WO2022269002A1

Abstract

Messobjekt, beispielsweise für ein auf Röntgenstrahlung, z.B. zur Auswertung von Röntgenfluoreszenz, basierendes Verfahren, aufweisend einen Grundkörper und wenigstens eine auf dem Grundkörper angeordnete Markierung, wobei der Grundkörper ein erstes Material aufweist und/oder aus einem ersten Material gebildet ist, wobei die Markierung aus einem zweiten Material gebildet ist, das von dem ersten Material verschieden ist.

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf ein Messobjekt, beispielsweise für ein auf Röntgenstrahlung basierendes Verfahren.
Die Offenbarung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Betreiben einer Röntgenstrahlung emittierenden Röntgenquelle.
Die Offenbarung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zum Betreiben einer Röntgenstrahlung emittierenden Röntgenquelle.
Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Messobjekt, beispielsweise für ein auf Röntgenstrahlung, z.B. zur Auswertung von Röntgenfluoreszenz, basierendes Verfahren, beispielsweise ein Messverfahren, wobei das Messobjekt einen Grundkörper aufweist und wenigstens eine auf dem Grundkörper angeordnete Markierung, wobei der Grundkörper ein erstes Material aufweist und/oder aus einem ersten Material gebildet ist, wobei die Markierung aus einem zweiten Material gebildet ist, das von dem ersten Material verschieden ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das zweite Material ein Schwermetall ist, beispielsweise Blei.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material kein Schwermetall ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: a) PTFE, Polytetrafluorethylen, b) PMA, Polymethylacrylat, c) PMMA, Polymethylmethacrylat, d) PC, Polycarbonat, e) PE, Polyethylen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material eine vergleichsweise hohe Reinheit aufweist, beispielsweise keine Zusätze, beispielsweise keine farbgebenden, beispielsweise metallischen, Zusätze aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material bei einer Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung gegenüber dem zweiten Material vergleichsweise geringe Röntgenfluoreszenzemissionen abgibt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Grundkörper wenigstens bereichsweise eine Schicht aufweist, beispielsweise mit einer bzw. der Schicht beschichtet ist, die dazu ausgebildet ist, bei Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung elektromagnetische Strahlung in einem vorgebbaren Wellenlängenbereich zu emittieren, beispielsweise basierend auf Röntgenfluoreszenz.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schicht ein Fluoreszenz-Coating aufweist oder ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der vorgebbare Wellenlängenbereich in einem Bereich zwischen 300 Nanometer, nm, und 1100 nm liegt, beispielsweise zwischen 400 nm und 800 nm, also z.B. in einem für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich, was z.B. eine einfache optische Wahrnehmung seitens z.B. eines Benutzers ermöglicht, und/oder eine Erfassung mittels eines Bilddetektors, z.B. Digitalkamera, die in demselben oder zumindest einem ähnlichen Wellenlängenbereich arbeitet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der vorgebbare Wellenlängenbereich zumindest teilweise außerhalb des für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereichs liegt, wobei er beispielsweise mittels einer geeigneten Digitalkamera, z.B. aufweisend wenigstens einen Bildsensor mit entsprechender spektraler Empfindlichkeit, erfassbar ist. Der Bildsensor kann z.B. vom CCD (charge coupled device)-Typ oder vom CMOS (complementary metal oxide semiconductor)-Typ sein oder einen sonstigen Typ aufweisen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Markierung wenigstens zwei sich schneidende Linien, beispielsweise Geraden, beispielsweise zueinander orthogonale Geraden, aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Markierung wenigstens einen Kreis aufweist, wobei beispielsweise der Kreis konzentrisch zu einem Schnittpunkt der wenigstens zwei sich schneidenden Linien bzw. Geraden angeordnet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schicht innerhalb des Kreises angeordnet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Messobjekt Plättchenform aufweist und/oder wobei eine Dicke des Messobjekts kleiner ist als wenigstens eine Außenabmessung des Messobjekts entlang einer zu der Dicke senkrechten Richtung, wobei beispielsweise die Dicke des Messobjekts kleiner ist als eine Breite und eine Höhe des Messobjekts bzw. einer die Markierung aufweisenden Oberfläche des Messobjekts.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Messobjekt manuell und/oder automatisiert platzierbar ist, beispielsweise auf einem Probentisch bzw. Messtisch. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann der Probentisch z.B. als sog. automatischer Probentisch ausgebildet sein, der eine Bewegung einer Tischplatte bzw. eines bzw. des darauf angeordneten Messobjekts ermöglicht, beispielsweise mittels eines z.B. motorischen Antriebs.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf einen Tisch, beispielsweise einen Probentisch, für ein auf Röntgenfluoreszenz basierendes Verfahren, beispielsweise Messverfahren, aufweisend wenigstens ein Messobjekt gemäß den Ausführungsformen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das Messobjekt in den Tisch integriert. Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Röntgenstrahlung emittierenden Röntgenquelle, aufweisend: zumindest zeitweises Beaufschlagen eines Messobjekts gemäß den Ausführungsformen mit der Röntgenstrahlung, Erfassen von elektromagnetischer Strahlung, die wenigstens eine Komponente des Messobjekts, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung, emittiert, und, optional, Ermitteln wenigstens einer eine Ausrichtung der Röntgenquelle auf das Messobjekt charakterisierenden ersten Größe basierend auf der erfassten elektromagnetischen Strahlung, beispielsweise mittels wenigstens eines Fotodetektors und/oder mittels wenigstens einer Digitalkamera.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen handelt es sich bei der Röntgenquelle beispielsweise um eine Röntgenquelle einer Röntgenfluoreszenzanalyseeinrichtung.
Die Röntgenfluoreszenzanalyse ist ein zerstörungsfreies Verfahren zur qualitativen und/oder quantitativen Materialanalyse. Es beruht auf dem Prinzip, dass durch Bestrahlung einer Materialprobe mit z.B. polychromatischer Röntgenstrahlung Elektronen aus den inneren Schalen der Atome der Materialprobe herausgelöst werden. Dadurch können Elektronen aus höheren Energieniveaus der Atome in die mit den inneren Schalen korrespondierenden niedrigeren Energieniveaus zurückfallen, wobei eine für die Materialprobe bzw. ihre Atome spezifische Fluoreszenzstrahlung entsteht, die z.B. von einem Detektor aufgezeichnet werden kann und Aufschluss über die elementare Zusammensetzung der Materialprobe gibt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird dieser Effekt auch für den Betrieb der Röntgenquelle mit dem Messobjekt gemäß den Ausführungsformen genutzt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ausrichten, beispielsweise manuelles Ausrichten und/oder automatisches Ausrichten, der Röntgenquelle auf das Messobjekt und/oder umgekehrt, beispielsweise vor dem zumindest zeitweisen Beaufschlagen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das automatische Ausrichten beispielsweise basierend auf digitalen Bildern bzw. einem Videodatenstrom erfolgen, die bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. durch eine Digitalkamera bzw. eine Videokamera erfasst werden können.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann z.B. ein Mustererkennungsverfahren (z.B. „pattern recognition“) eingesetzt werden, beispielsweise um die Markierung des Messobjekts auf den digitalen Bildern bzw. in dem Videodatenstrom zu ermitteln und ggf. die relative Ausrichtung der Röntgenquelle und des Messobjekts zueinander auf dieser Basis zu ermitteln und/oder zu beeinflussen, was die Präzision der Ausrichtung steigern kann.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe eine Intensität der elektromagnetischen Strahlung charakterisiert, wobei das Verfahren beispielsweise aufweist: Variieren einer Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle, Wiederholen des zumindest zeitweisen Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung und des Erfassens von elektromagnetischer Strahlung, die die wenigstens eine Komponente des Messobjekts, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung, emittiert, und Ermitteln einer Änderung der ersten Größe basierend auf der erfassten elektromagnetischen Strahlung, und, optional, erneutes Variieren der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle basierend auf der Änderung der ersten Größe.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ermitteln von mehreren Werten, die eine elektromagnetische Strahlung charakterisieren, die die wenigstens eine Komponente des Messobjekts, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung, emittiert, wobei wenigstens zwei der mehreren Werte mit jeweils einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle assoziiert sind, und, optional, Ermitteln von eine Ausrichtung, beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen, beispielsweise charakterisierbar durch wenigstens einen Vektor, z.B. Fehlervektor, basierend auf den wenigstens zwei der mehreren Werte.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe wenigstens ein Digitalbild des Messobjekts charakterisiert, wobei beispielsweise eine bzw. die Digitalkamera für das Ermitteln der wenigstens einen ersten Größe verwendet wird.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Variieren einer Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle, Wiederholen des zumindest zeitweisen Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung und des Erfassens von elektromagnetischer Strahlung, die die wenigstens eine Komponente des Messobjekts, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung emittiert, wobei das Erfassen ein Aufnehmen von wenigstens einem, z.B. weiteren, Digitalbild charakterisiert, und Ermitteln einer Änderung der ersten Größe basierend auf den erfassten Digitalbildern, und, optional, erneutes Variieren der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle basierend auf der Änderung der ersten Größe. Beispielsweise kann vor dem Variieren bereits ein erstes Digitalbild aufgenommen werden, sodann erfolgt das Variieren, und dann wird das zweite bzw. weitere Digitalbild aufgenommen. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist z.B. aus einem Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Digitalbild ermittelbar, ob, ggf. nach wie vor, eine Fehlausrichtung zwischen Röntgenquelle und Messobjekt besteht, oder ob das Variieren bereits zu einer gewünschten Ausrichtung - anstelle der genannten Fehlausrichtung - geführt hat.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ermitteln von mehreren Digitalbildern, die eine elektromagnetische Strahlung charakterisieren, die die wenigstens eine Komponente des Messobjekts, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung emittiert, wobei wenigstens zwei der mehreren Digitalbilder mit jeweils einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle assoziiert sind, und, optional, Ermitteln von eine Ausrichtung, beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen, beispielsweise charakterisierbar durch wenigstens einen Vektor, z.B. Fehlervektor, basierend auf den wenigstens zwei der mehreren Digitalbilder.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Senden der die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen an wenigstens eine weitere Einheit, beispielsweise eine Antriebseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle zu ändern. Damit ist bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise eine Regelung („closed-loop“) der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle realisierbar.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Informieren, beispielsweise eines Benutzers, bezüglich der die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen. Dies ermöglicht beispielsweise eine manuelle Anpassung der Ausrichtung und/oder Anordnung bzw. eine Information des Benutzers über eine aktuelle Ausrichtung und/oder Anordnung.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass Ausrichten basierend auf dem wenigstens einen Digitalbild ausgeführt wird.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
Die Vorrichtung weist z.B. auf: eine wenigstens einen Rechenkern aufweisende Recheneinrichtung („Computer“), eine der Recheneinrichtung zugeordnete Speichereinrichtung zur zumindest zeitweisen Speicherung wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Daten (z.B. die erste Größe bzw. die Änderung der ersten Größe charakterisierende Daten), b) Computerprogramm, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen weist die Speichereinrichtung einen flüchtigen Speicher (z.B. Arbeitsspeicher (RAM)) auf, und/oder einen nichtflüchtigen Speicher (z.B. Flash-EEPROM).
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen weist die Recheneinrichtung wenigstens eines der folgenden Elemente auf bzw. ist als wenigstens eines dieser Elemente ausgebildet: Mikroprozessor (pP), Mikrocontroller (pC), anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), System on Chip (SoC), programmierbarer Logikbaustein (z.B. FPGA, field programmable gate array), Hardwareschaltung, Grafikprozessor (GPU), oder beliebige Kombinationen hieraus.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Datenträgersignal, das das Computerprogramm gemäß den Ausführungsformen charakterisiert und/oder überträgt. Das Datenträgersignal ist beispielsweise über eine optionale Datenschnittstelle der Vorrichtung übertragbar.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Messobjekts gemäß den Ausführungsformen und/oder des Tischs gemäß den Ausführungsformen und/oder des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung gemäß den Ausführungsformen und/oder des computerlesbaren Speichermediums gemäß den Ausführungsformen und/oder des Computerprogramms gemäß den Ausführungsformen und/oder des Datenträgersignals gemäß den Ausführungsformen für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Bereitstellen eines Messobjekts für die Röntgenfluoreszenzanalyse, b) Ermöglichen einer, beispielsweise effizienten und/oder präzisen, Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt und/oder umgekehrt, c) Sicherstellen, dass ein optisch, beispielsweise durch eine Kamera, z.B. Digitalkamera, erfassbares Sichtfeld mit einem durch die Röntgenquelle mit Röntgenstrahlung beaufschlagbaren Bereich („Röntgenfeld“) übereinstimmt, beispielsweise unabhängig von ggf. in einem Strahlengang der Röntgenstrahlung vorhandenen, z.B. strahlwegsverändernden, Komponenten wie z.B. Kollimatoren, Filter, Blenden, d) Prüfen einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt, e) Unterstützen eines Benutzers bei einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt und/oder umgekehrt, f) Auswählen eines Kollimators und/oder eines anderen feldformenden Elements zur Anordnung in einem Strahlengang der Röntgenstrahlung, g) Korrigieren einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt.
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile beispielhafter Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsbeispielen, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand beispielhafter Ausführungsformen, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:

1 schematisch eine Aufsicht auf ein Messobjekt gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
2 schematisch eine Seitenansicht des Messobjekts gemäß 1 und einer Röntgenquelle,
3 schematisch eine Aufsicht auf einen Tisch gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
4 schematisch ein Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
5 schematisch ein Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
6 schematisch ein Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
7 schematisch ein Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
8 schematisch ein Flussdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
9 schematisch ein Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
10 schematisch Aspekte von Verwendungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen.

Beispielhafte Ausführungsformen, vgl. 1, beziehen sich auf ein Messobjekt 100, beispielsweise für ein auf Röntgenstrahlung, z.B. eine Auswertung von Röntgenfluoreszenz, basierendes Verfahren, beispielsweise ein Messverfahren, wobei das Messobjekt 100 einen Grundkörper 110 aufweist und wenigstens eine auf dem Grundkörper 110 angeordnete Markierung 112, wobei der Grundkörper 110 ein erstes Material M-1 aufweist und/oder aus einem ersten Material M-1 gebildet ist, wobei die Markierung 112 aus einem zweiten Material M-2 gebildet ist, das von dem ersten Material M-1 verschieden ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das zweite Material M-2 ein Schwermetall ist, beispielsweise Blei.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material M-1 kein Schwermetall ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material M-1 wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: a) PTFE, Polytetrafluorethylen, b) PMA, Polymethylacrylat, c) PMMA, Polymethylmethacrylat, d) PC, Polycarbonat, e) PE, Polyethylen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material M-1 eine vergleichsweise hohe Reinheit aufweist, beispielsweise keine Zusätze, beispielsweise keine farbgebenden, beispielsweise metallischen, Zusätze aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das erste Material M-1 bei einer Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung RS, vgl. die beispielhafte Seitenansicht gemäß 2, gegenüber dem zweiten Material vergleichsweise geringe Röntgenfluoreszenzemissionen abgibt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird die Röntgenstrahlung RS von einer Röntgenquelle 10 bereitgestellt, die z.B. einen Teil einer Röntgenfluoreszenzanalyseeinrichtung (nicht gezeigt) bilden kann.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist ein Detektor 12 (z.B. Fotodetektor), 12' (z.B. Bildsensor bzw. Digitalkamera), z.B. für Röntgenfluoreszenzemissionen, vorgesehen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Grundkörper 110 (1) wenigstens bereichsweise eine Schicht 114 aufweist, beispielsweise mit einer bzw. der Schicht 114 beschichtet ist, die dazu ausgebildet ist, bei Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung RS (2) elektromagnetische Strahlung ES1 in einem vorgebbaren Wellenlängenbereich WLB zu emittieren, beispielsweise basierend auf Röntgenfluoreszenz, die z.B. mittels des Detektors 12, 12' detektierbar ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schicht 114 ein Fluoreszenz-Coating aufweist oder ist. Das Fluoreszenz-Coating 114 kann z.B. wenigstens eines der folgenden Materialien aufweisen: a) Steinsalz (Natriumchlorid), b) Lithiumfluorid, c) Kaliumchlorid, d) Na₂O₂ (Natriumperoxid).
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der vorgebbare Wellenlängenbereich WLB in einem Bereich zwischen 300 Nanometer, nm, und 1100 nm liegt, beispielsweise zwischen 400 nm und 800 nm, also z.B. in einem für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich, was z.B. eine einfache optische Wahrnehmung seitens z.B. eines Benutzers ermöglicht, und/oder eine Erfassung mittels eines Bilddetektors 12, 12', z.B. Digitalkamera 12', die in demselben oder zumindest einem ähnlichen Wellenlängenbereich arbeitet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der vorgebbare Wellenlängenbereich WLB zumindest teilweise außerhalb des für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereichs liegt, wobei er beispielsweise mittels einer geeigneten Digitalkamera 12', z.B. aufweisend wenigstens einen Bildsensor mit entsprechender spektraler Empfindlichkeit, erfassbar ist, oder mit einem Fotodetektor 12, der z.B. eine PIN-Diode aufweisen kann. Der Bildsensor kann z.B. vom CCD (charge coupled device)-Typ oder vom CMOS (complementary metal oxide semiconductor)-Typ sein oder einen sonstigen Typ aufweisen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, ist vorgesehen, dass die Markierung 112 wenigstens zwei sich schneidende Linien 112a, 112b, beispielsweise Geraden, beispielsweise zueinander orthogonale Geraden, aufweist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Markierung 112 wenigstens einen Kreis 112c aufweist, wobei beispielsweise der Kreis 112c konzentrisch zu einem Schnittpunkt 112ab der wenigstens zwei sich schneidenden Linien bzw. Geraden 112a, 112b angeordnet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schicht 114 innerhalb des Kreises 112 angeordnet ist. Dies ermöglicht eine besonders präzise Beurteilung einer Ausrichtung der Röntgenquelle bzw. Röntgenstrahlung RS bezüglich des Messobjekts 100, z.B. zur Ermittlung, ob die Röntgenstrahlung RS konzentrisch zu dem Kreis 112 ausgerichtet ist.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Messobjekt 100 Plättchenform aufweist und/oder dass eine Dicke D1 (2) des Messobjekts 100 kleiner ist als wenigstens eine Außenabmessung des Messobjekts 100 entlang einer zu der Dicke D1 senkrechten Richtung, wobei beispielsweise die Dicke D1 des Messobjekts 100 kleiner ist als eine Breite B1 (1) und eine Höhe H1 des Messobjekts bzw. einer die Markierung 112 aufweisenden Oberfläche 100a des Messobjekts 100.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Messobjekt 100 manuell und/oder automatisiert platzierbar ist, beispielsweise auf einem Probentisch 20, vgl. 3. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann der Probentisch 20 z.B. als sog. automatischer Probentisch ausgebildet sein, der eine Bewegung einer Tischplatte bzw. eines bzw. des darauf angeordneten Messobjekts 100 ermöglicht, beispielsweise mittels eines z.B. motorischen Antriebs, der in 2 schematisch durch den Block 11 und in 3 schematisch durch den Block 21 symbolisiert ist.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf einen Tisch 20, 3, beispielsweise einen Probentisch, für ein auf Röntgenfluoreszenz basierendes Verfahren, beispielsweise Messverfahren, aufweisend wenigstens ein Messobjekt 100 gemäß den Ausführungsformen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das Messobjekt 100 in den Tisch 20 integriert.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 4, beziehen sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Röntgenstrahlung RS emittierenden Röntgenquelle 10, aufweisend: zumindest zeitweises Beaufschlagen 202 eines Messobjekts 100 gemäß den Ausführungsformen mit der Röntgenstrahlung RS (2), Erfassen 204 (4) von elektromagnetischer Strahlung ES2, die wenigstens eine Komponente 112, 114 des Messobjekts 100, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts 100 mit der Röntgenstrahlung RS, emittiert, und, optional, Ermitteln 206 wenigstens einer eine Ausrichtung der Röntgenquelle 10 auf das Messobjekt 100 charakterisierenden ersten Größe G1 basierend auf der erfassten elektromagnetischen Strahlung ES2, beispielsweise mittels wenigstens eines Fotodetektors 12 (2) und/oder mittels wenigstens einer Digitalkamera 12'.
Das Ermitteln der ersten Größe G1 mittels des wenigstens einen Fotodetektors 12 ist in 4 symbolisch durch Block 206a dargestellt, und das Ermitteln der ersten Größe G1 mittels der wenigstens einen Digitalkamera 12' ist in 4 symbolisch durch Block 206b dargestellt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 4, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ausrichten 200, beispielsweise manuelles Ausrichten 200a und/oder automatisches Ausrichten 200b, der Röntgenquelle 10 auf das Messobjekt 100 und/oder umgekehrt, beispielsweise vor dem zumindest zeitweisen Beaufschlagen 202, beispielsweise mittels wenigstens einem der optionalen Antriebe 11, 21, und/oder manuell.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das automatische Ausrichten 200b beispielsweise basierend auf digitalen Bildern bzw. einem Videodatenstrom erfolgen, die bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. durch eine bzw. die Digitalkamera 12' bzw. eine Videokamera erfasst werden können.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann z.B. ein Mustererkennungsverfahren (z.B. „pattern recognition“) eingesetzt werden, beispielsweise um die Markierung 112 des Messobjekts 100 auf den digitalen Bildern bzw. in dem Videodatenstrom zu ermitteln und ggf. die relative Ausrichtung der Röntgenquelle 10 und des Messobjekts 100 zueinander auf dieser Basis zu ermitteln und/oder zu beeinflussen, was die Präzision der Ausrichtung 200 steigern kann.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 5., ist vorgesehen, dass die erste Größe G1 eine Intensität der elektromagnetischen Strahlung ES2 charakterisiert, wobei das Verfahren beispielsweise aufweist: Variieren 210 einer Anordnung AN (z.B. Position) und/oder Ausrichtung AUSR (z.B. Winkelausrichtung) des Messobjekts 100 relativ zu der Röntgenquelle 10, Wiederholen 212 des zumindest zeitweisen Beaufschlagens 202 (4) des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung RS und des Erfassens 204 von elektromagnetischer Strahlung ES2' (5), die die wenigstens eine 112, 114 Komponente des Messobjekts 100, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung, emittiert, und Ermitteln 214 einer Änderung G1' der ersten Größe G1 basierend auf der erfassten elektromagnetischen Strahlung ES2', und, optional, erneutes Variieren 216 der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle basierend auf der Änderung der ersten Größe. Optional kann das Verfahren bzw. können ein oder mehrere der Blöcke 210, 212, 214, 216 bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wiederholt werden, z.B. bis eine gewünschte Ausrichtung bzw. Anordnung erreicht ist, beispielsweise eine konzentrische Ausrichtung der Röntgenstrahlung RS in Bezug auf den Schnittpunkt 112ab ( 1) bzw. den Kreis 114.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 6, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ermitteln 220 von mehreren Werten ES-W-1, ES-W-2, ES-W-3, die eine elektromagnetische Strahlung charakterisieren, die die wenigstens eine Komponente 112, 114 des Messobjekts 100, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung, emittiert, wobei wenigstens zwei der mehreren Werte ES-W-1, ES-W-2, ES-W-3 mit jeweils einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts 100 relativ zu der Röntgenquelle 10 assoziiert sind, und, optional, Ermitteln 222 von eine Ausrichtung, beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung der Röntgenquelle 10 in Bezug auf das Messobjekt 100 charakterisierenden Informationen I-AUSR, beispielsweise charakterisierbar durch wenigstens einen Vektor, z.B. Fehlervektor, basierend auf den wenigstens zwei der mehreren Werte ES-W-1, ES-W-2, ES-W-3.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die erste Größe G1 (4) wenigstens ein Digitalbild des Messobjekts 100 charakterisiert, wobei beispielsweise eine bzw. die Digitalkamera 12' (2) für das Ermitteln der wenigstens einen ersten Größe G1 verwendet wird.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 7, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Variieren 230 einer Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle, Wiederholen 232 des zumindest zeitweisen Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung RS und des Erfassens von elektromagnetischer Strahlung ES2'', die die wenigstens eine Komponente 112, 114 des Messobjekts 100, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung emittiert, wobei das Erfassen ein Aufnehmen von wenigstens einem, z.B. weiteren, Digitalbild DB-2 charakterisiert, und Ermitteln 234 einer Änderung G1' der ersten Größe G1 basierend auf den erfassten Digitalbildern DB-1, DB-2, und, optional, erneutes Variieren 236 der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle basierend auf der Änderung G1' der ersten Größe G1. Beispielsweise kann vor dem Variieren 230 bereits ein erstes Digitalbild DB-1 aufgenommen werden, sodann erfolgt das Variieren 230, und dann wird das zweite bzw. weitere Digitalbild DB-2 aufgenommen. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist z.B. aus einem Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten Digitalbild ermittelbar, ob, ggf. nach wie vor, eine Fehlausrichtung zwischen Röntgenquelle 10 und Messobjekt 100 besteht, oder ob das Variieren bereits zu einer gewünschten Ausrichtung - anstelle der genannten Fehlausrichtung - geführt hat.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 8., ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Ermitteln 240 von mehreren Digitalbildern DB-1, DB-2, DB-3, die eine elektromagnetische Strahlung charakterisieren, die die wenigstens eine Komponente 112, 114 des Messobjekts 100, beispielsweise infolge des Beaufschlagens des Messobjekts mit der Röntgenstrahlung RS emittiert, wobei wenigstens zwei der mehreren Digitalbilder DB-1, DB-2, DB-3 mit jeweils einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle assoziiert sind, und, optional, Ermitteln 242 von eine Ausrichtung, beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen I-AUSR', beispielsweise charakterisierbar durch wenigstens einen Vektor, z.B. Fehlervektor, basierend auf den wenigstens zwei der mehreren Digitalbilder DB-1, DB-2, DB-3.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 6, 8, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Senden 224a; 244a der die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen I-AUS, I-AUSR' an wenigstens eine weitere Einheit 11, 21, beispielsweise eine Antriebseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle zu ändern. Damit ist bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen beispielsweise eine Regelung („closed-loop“) der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts relativ zu der Röntgenquelle realisierbar.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Informieren 224b, 244b, beispielsweise eines Benutzers, bezüglich der die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle in Bezug auf das Messobjekt charakterisierenden Informationen I-AUSR, I-AUSR'. Dies ermöglicht beispielsweise eine manuelle Anpassung der Ausrichtung und/oder Anordnung bzw. eine Information des Benutzers über eine aktuelle Ausrichtung und/oder Anordnung.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass Ausrichten 200 (4) basierend auf dem wenigstens einen Digitalbild DB-1 ausgeführt wird.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 9, beziehen sich auf eine Vorrichtung 300 zur Ausführung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen. Beispielsweise kann die Vorrichtung 30 gemäß 2 eine zu der Konfiguration 300 gemäß 9 ähnliche oder identische Konfiguration aufweisen.
Die Vorrichtung 300 weist z.B. auf: eine wenigstens einen Rechenkern 302a, 302b, 302c aufweisende Recheneinrichtung 302 („Computer“), eine der Recheneinrichtung 302 zugeordnete Speichereinrichtung 304 zur zumindest zeitweisen Speicherung wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Daten DAT, b) Computerprogramm PRG, insbesondere zur Ausführung eines Verfahrens gemäß den Ausführungsformen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen weist die Speichereinrichtung 304a einen flüchtigen Speicher (z.B. Arbeitsspeicher (RAM)) auf, und/oder einen nichtflüchtigen Speicher (z.B. Flash-EEPROM).
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen weist die Recheneinrichtung 302 wenigstens eines der folgenden Elemente auf bzw. ist als wenigstens eines dieser Elemente ausgebildet: Mikroprozessor (pP), Mikrocontroller (pC), anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC), System on Chip (SoC), programmierbarer Logikbaustein (z.B. FPGA, field programmable gate array), Hardwareschaltung, Grafikprozessor (GPU), oder beliebige Kombinationen hieraus.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein computerlesbares Speichermedium SM, umfassend Befehle PRG, die bei der Ausführung durch einen Computer 302 diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Computerprogramm PRG, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms PRG durch einen Computer 302 diesen veranlassen, das Verfahren gemäß den Ausführungsformen auszuführen.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Datenträgersignal DCS, das das Computerprogramm PRG gemäß den Ausführungsformen charakterisiert und/oder überträgt. Das Datenträgersignal DCS ist beispielsweise über eine optionale Datenschnittstelle 306 der Vorrichtung 300 übertragbar, beispielsweise ebenso wie Daten D der Detektoren 12, 12' bzw. für die Ansteuerung optionaler Antriebe 11, 21.
Nachstehend sind weitere beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, die jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination miteinander mit wenigstens einem der vorstehend beispielhaft beschriebenen Aspekte kombinierbar sind.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf das Bereitstellen des Messobjektes 100 (1) gemäß den Ausführungsformen, z.B. zur Kontrolle einer Übereinstimmung von Licht- und Röntgenfeld, z.B. für eine Röntgenfluoreszenzanalyse. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird das Messobjekt 100 z.B. manuell auf dem Probentisch 20 (3) platziert, z.B. an einer vorgebbaren Testposition. Alternativ oder ergänzend kann das Messobjekt 100, z.B. bei einem automatischen Tisch, der z.B. motorisch mittels einer Antriebseinheit 21 antreibbar ist, an die Testposition gefahren werden. Alternativ oder ergänzend kann das Messobjekt 100 z.B. auch bereits an einer vorgebbaren Stelle in den Probentisch 20 integriert sein, wobei bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, z.B. für die genannte Kontrolle der Übereinstimmung von Licht- und Röntgenfeld, die Position dieses Messobjekts 100 angefahren wird.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das Messobjekt 100 z.B. ein flaches Plättchen, z.B. mit einer Dicke D1 (2) kleiner zehn Prozent einer Breite B1 ( 1) und/oder Höhe H1, in das die Markierung 112, z.B. in Form eines Fadenkreuzes, z.B. aus einer gut z.B. Röntgenstrahlung RS absorbierenden Struktur (z.B. zweites Material M-2, z.B. Blei), aufgebracht ist. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist um das Fadenkreuz 112a, 112b, das z.B. einen Mittelpunkt 112ab definiert, ein konzentrischer Ring bzw. Kreis 112c, z.B. ebenfalls aus Blei bzw. dem zweiten Material M-2, angebracht.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen entspricht der Ringdurchmesser D (1) vorteilhaft einem z.B. in einem nominellen Abstand des Messtisches 20 projizierten Kollimatordurchmesser eines Kollimators K für die Röntgenquelle 10 gemäß 2. Beispielsweise ist der optionale Kollimator K wie in 2 schematisch abgebildet in dem Strahlengang der Röntgenstrahlung RS zwischen der Röntgenquelle 10 und dem Messobjekt 100 angeordnet.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist das Messobjekt 100 optional mit einer Substanz 114 beschichtet, die bei Bestrahlung mit der Röntgenstrahlung RS z.B. für Menschen sichtbares Licht emittiert. Dieses Licht liegt bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen in einem Spektralbereich, der z.B. auch von einer CCD-Kamera 12' erfasst und ausgewertet werden kann.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird eine Verifikation z.B. gemäß den nachstehend beispielhaft genannten Schritten ausgeführt. Beispielsweise wird zunächst ein Standard der Röntgenquelle 10 bzw. eines sie enthaltenden Röntgenmesssystems (z.B. für eine Röntgenfluoreszenzanalyse) bzw. die Röntgenquelle 10 so bezüglich des Messtischs 20 bzw. des darauf befindlichen bzw. daran und/oder darin angeordneten Messobjekts 100 ausgerichtet, dass z.B. das Fadenkreuz 112a, 112b des Messobjekts 100 mit dem des Standards zusammenfällt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen werden Pattern-Recognition (Mustererkennungs-) Algorithmen ausgeführt, bei denen z.B. mittels der CCD-Kamera 12' Digitalbilder von dem Messobjekt 100 aufgenommen und z.B. automatisiert ausgewertet werden. Dadurch ist bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen auch die vorstehend genannte Ausrichtung automatisierbar, was z.B. bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen einem Anwender eine präzise Ausrichtung des Messtisches/Standards erspart und damit weitere Fehler eliminiert.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird ein Kollimator K (2) gewählt, dessen Projektion auf die Tischebene 100a (Standard) dem Durchmesser D (1) des Rings 112c auf dem Messobjekt 100 entspricht. Andere Durchmesser für den Kollimator K sind bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ebenfalls möglich und werden weiter unten beschrieben.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird das Messobjekt 100 mit der Röntgenstrahlung RS bestrahlt und z.B. das optische Bild des Messobjekts 100 durch die CCD-Kamera 12' erfasst. Wenn die Einstellung der Anordnung 10, 20, 100 hinsichtlich der Übereinstimmung von Licht- und Röntgenfeld ideal ist, deckt bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen z.B. der mittels der Röntgenstrahlung RS ausgeleuchtete Bereich des Messobjekts 100, z.B. genau, das Innere des Kreises 112c ab, was aus dem Digitalbild der CCD-Kamera 12', z.B. anhand der Intensitätswerte der Pixel des dem Inneren des Kreises 112c entsprechenden Bildbereichs des Digitalbilds, erkennbar ist. Beispielsweise sind die Intensitätswerte dieser Pixel größer als die Werte anderer Pixel, die mit Bildbereichen korrespondieren, in denen z.B. keine bzw. geringere Röntgenfluoreszenzemissionen auftreten. Abweichungen in der Ausleuchtung, z.B. eine zu große (größer als der Kreis 112c) oder zu kleine Zone (kleiner als der Kreis 112c), lassen bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen auf eine Veränderung des Abstands zwischen einem Fokuspunkt der Röntgenquelle 10 und dem Messtisch 20 schließen.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können diese Abweichungen z.B. mittels der Vorrichtung 30, 300 ausgewertet werden und z.B. einem Benutzer zur Kenntnis gebracht werden, beispielsweise durch eine Ausgabe an den Benutzer. Alternativ oder ergänzend kann bei nichtverschwindenden Abweichungen bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen auch die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle 10 relativ zu dem Messobjekt 100 geändert werden, beispielsweise kann z.B. der Abstand zwischen den Komponenten 10, 20 und/oder 100 z.B. durch wenigstens einen Antrieb 11, 21, z.B. unter Steuerung bzw. Regelung durch die Vorrichtung 30, 300, geändert werden, beispielsweise bis der mittels der Röntgenstrahlung RS ausgeleuchtete Bereich des Messobjekts 100, z.B. genau, das Innere des Kreises 112c abdeckt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können z.B. auch seitliche Verschiebungen, z.B. zwischen den Komponenten 10, 20/100, z.B. basierend auf dem Digitalbild der CCD-Kamera 12', ausgewertet, und, bei weiteren beispielhaften Ausführungen, z.B. mittels der Komponenten 11, 21 verändert, z.B. verringert, z.B. eliminiert, werden.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen werden aus ein oder mehreren mittels der CCD-Kamera 12' aufgenommenen Digitalbildern bzw. deren Bilddaten z.B. Fehlervektoren ermittelt, die eine Ausrichtung (z.B. Winkelausrichtung, beispielsweise in einer oder mehreren Raumrichtungen), beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung (z.B. Abstand, z.B. in einer oder mehreren Raumrichtungen) der Röntgenquelle 10 in Bezug auf das Messobjekt 100 charakterisieren.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle 10 in Bezug auf das Messobjekt 100 verändert (beispielsweise durch Bewegen des Messobjekts 100), beispielsweise bis eine vorgebbare Ausrichtung erreicht ist, die z.B. eine gute Ausgangsbasis für präzise Messungen basierend auf der Röntgenstrahlung RS, z.B. für eine Röntgenfluoreszenzanalyse, ermöglicht. Das Verändern der Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle 10 in Bezug auf das Messobjekt 100, beispielsweise basierend auf den Fehlervektoren, kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen manuell und/oder automatisch erfolgen.
Mit anderen Worten lässt sich bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen basierend auf den Digitalbildern bzw. auf den daraus ermittelbaren Fehlervektoren z.B. ein optisches Fadenkreuz eines die Röntgenquelle 10 aufweisenden Messgeräts (z.B. für die Röntgenfluoreszenzanalyse) nun entsprechend in der Anzeige (bzw. Anordnung und/oder Ausrichtung) korrigieren, sodass der Benutzer nun, z.B. stets, am exakt selben Punkt misst, der auch angezeigt wird, z.B. mittels des optischen Fadenkreuzes.
Analog zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen auch ein kleinerer oder größerer Kollimatordurchmesser als der vorstehend beispielhaft genannte Kollimatordurchmesser verwendet werden. Die mit dem Kollimator K assoziierte Projektion der Röntgenstrahlung RS z.B. auf das Messobjekt 100 lässt sich z.B. anhand des Strahlensatzes ermitteln, z.B. vorberechnen. Abweichungen der Projektionsgröße und/oder Position (z.B. Anordnung und/oder Ausrichtung) lassen sich bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen auch bei den vorliegenden abweichenden Kollimatordurchmesserwerten analog zu den vorstehend beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen auswerten, z.B. um die Fehlervektoren z.B. für eine Korrekturverschiebung des Fadenkreuzes (z.B. optisches Fadenkreuz eines die Röntgenquelle 10 enthaltenden Messgeräts) zu ermitteln.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird der größte Kollimatordurchmesser verwendet, der verfügbar ist, wodurch die Genauigkeit der Messung verbessert werden kann.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf Konfigurationen, bei denen z.B. kein Bildsensor bzw. keine Digitalkamera 12', vorhanden ist, sondern z.B. ein (Foto-)Detektor 12. Bei diesen Ausführungsformen wird z.B. das Messobjekt 100 so auf dem Messtisch 20 positioniert, dass das Fadenkreuz 112a, 112b (1) des Messobjekts 100 von einer Zielvorrichtung, die eine Ausrichtung der Röntgenquelle RS andeutet, z.B. einem Laserpointer, in der Mitte beleuchtet wird (Schnittpunkt 112ab). Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird dann die Messung an der, beispielsweise vermeintlichen (also z.B. durch den Laserpointer angezeigten), Position gestartet, das Messobjekt 100 also mit der Röntgenstrahlung RS beaufschlagt.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird z.B. die relative Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts 100 zu der Röntgenquelle 10, vorzugsweise durch einen automatischen Tisch 20, 21, in z.B. einer Achsrichtung variiert. Dadurch verändert sich z.B. die von der Röntgenstrahlung RS beleuchtete Fläche des Messobjekts 100 und damit auch das mittels des Detektors 12 erfasste Signal ES1, das z.B. durch die Markierung 112, z.B. in Form einer Bleistruktur 112, infolge der Beaufschlagung des Messobjekts 100 mit der Röntgenstrahlung RS erzeugt wird. Beispielsweise nimmt bei geringerer Beleuchtung des Messobjekts 100 mit der Röntgenstrahlung RS die Signalstärke des Signals ES1 entsprechend ab.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird eine die Signalstärke des Signals ES1 charakterisierende Größe, z.B. eine Zählrate des Detektors 12, für drei verschiedene relative Positionen und/oder Anordnungen der Komponenten 10, 100 zueinander ermittelt, darunter z.B. der vermeintliche Mittelpunkt (angezeigt z.B. durch ein Auftreffen des Laserpointer-Signals auf den Schnittpunkt 112ab), eine Variation entlang einer ersten Raumrichtung, beispielsweise Koordinatenachse, z.B. X-Variation, und eine Variation entlang einer zweiten Raumrichtung, beispielsweise Koordinatenachse, z.B. Y-Variation, wobei die X-Achse z.B. einer Breitenausdehnung B1 der Oberfläche 100a des Messobjekts 100 und wobei die Y-Achse z.B. einer Höhenausdehnung H1 der Oberfläche 100a des Messobjekts 100 entspricht.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird die die Signalstärke des Signals ES1 charakterisierende Größe, z.B. die Zählrate des Detektors 12, für die drei genannten Positionen erfasst, darunter der vermeintliche Mittelpunkt, eine X- und eine Y-Variation von dieser Position, z.B. ähnlich zu dem Ablauf gemäß 6.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen werden die drei mit den drei Positionen assoziierten Zählraten mit einer theoretisch durch die Röntgenstrahlung RS beleuchteten Fläche des Messobjekts 100 korreliert und entsprechende Fehlervektoren bestimmt, auf deren Basis beispielsweise die Ausrichtung und/oder Anordnung wie vorstehend beispielhaft beschrieben änderbar ist, beispielsweise bis eine vorgebbare Ausrichtung tatsächlich erreicht ist, die eine präzise Messung mittels der Röntgenstrahlung RS ermöglicht.
Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Steigerung der Genauigkeit durch die Aufnahme weiterer Messpunkte (zu den vorstehend beispielhaft genannten drei Messpunkten) sinnvoll erreicht werden.
Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 10, beziehen sich auf eine Verwendung 400 des Messobjekts 100 gemäß den Ausführungsformen und/oder des Tischs 20 gemäß den Ausführungsformen und/oder des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Vorrichtung 30, 300 gemäß den Ausführungsformen und/oder des computerlesbaren Speichermediums SM gemäß den Ausführungsformen und/oder des Computerprogramms PRG gemäß den Ausführungsformen und/oder des Datenträgersignals DCS gemäß den Ausführungsformen für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Bereitstellen 401 eines Messobjekts 100, beispielsweise für die Röntgenfluoreszenzanalyse, b) Ermöglichen 402 einer, beispielsweise effizienten und/oder präzisen, Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle 10 in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt 100 und/oder umgekehrt, c) Sicherstellen 403, dass ein optisch, beispielsweise durch eine Kamera, z.B. Digitalkamera, erfassbares Sichtfeld mit einem durch die Röntgenquelle mit Röntgenstrahlung beaufschlagbaren Bereich („Röntgenfeld“) übereinstimmt, beispielsweise unabhängig von ggf. in einem Strahlengang der Röntgenstrahlung vorhandenen, z.B. strahlwegsverändernden, Komponenten wie z.B. Kollimatoren, Filter, Blenden, d) Prüfen 404 einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt, e) Unterstützen 405 eines Benutzers bei einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt und/oder umgekehrt, f) Auswählen 406 eines Kollimators und/oder eines anderen feldformenden Elements zur Anordnung in einem Strahlengang der Röntgenstrahlung, g) Korrigieren 407 einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt.

Claims

Messobjekt (100), beispielsweise für ein auf Röntgenstrahlung (RS), beispielsweise zur Auswertung von Röntgenfluoreszenz, basierendes Verfahren, beispielsweise Messverfahren, aufweisend einen Grundkörper (110) und wenigstens eine auf dem Grundkörper (110) angeordnete Markierung (112), wobei der Grundkörper (110) ein erstes Material (M-1) aufweist und/oder aus einem ersten Material (M-1) gebildet ist, wobei die Markierung (112) aus einem zweiten Material (M-2) gebildet ist, das von dem ersten Material (M-1) verschieden ist.
Messobjekt (100) nach Anspruch 1, wobei das zweite Material (M-2) ein Schwermetall ist, beispielsweise Blei.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Material (M-1) kein Schwermetall ist.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Material (M-1) bei einer Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung (RS) gegenüber dem zweiten Material (M-2) vergleichsweise geringe Röntgenfluoreszenzemissionen abgibt.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (110) wenigstens bereichsweise eine Schicht (114) aufweist, beispielsweise mit einer bzw. der Schicht (114) beschichtet ist, die dazu ausgebildet ist, bei Beaufschlagung mit Röntgenstrahlung (RS) elektromagnetische Strahlung (ES1) in einem vorgebbaren Wellenlängenbereich (WLB) zu emittieren.
Messobjekt (100) nach Anspruch 5, wobei die Schicht (114) ein Fluoreszenz-Coating aufweist oder ist.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 6, wobei der vorgebbare Wellenlängenbereich (WLB) in einem Bereich zwischen 300 Nanometer, nm, und 1100 nm liegt, beispielsweise zwischen 400 nm und 800 nm.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Markierung (112) wenigstens zwei sich schneidende Linien (112a, 112b), beispielsweise Geraden, beispielsweise zueinander orthogonale Geraden, aufweist.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Markierung (112) wenigstens einen Kreis (112c) aufweist, wobei beispielsweise der Kreis (112c) konzentrisch zu einem Schnittpunkt (112ab) der wenigstens zwei sich schneidenden Linien bzw. Geraden (112a, 112b) angeordnet ist.
Messobjekt (100) nach Anspruch 9, rückbezogen auf wenigstens einen der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Schicht (114) innerhalb des Kreises (112c) angeordnet ist.
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Messobjekt (100) Plättchenform aufweist und/oder wobei eine Dicke (D1) des Messobjekts (100) kleiner ist als wenigstens eine Außenabmessung des Messobjekts (100) entlang einer zu der Dicke (D1) senkrechten Richtung, wobei beispielsweise die Dicke (D1) des Messobjekts (100) kleiner ist als eine Breite (B1) und eine Höhe (H1) des Messobjekts (100) bzw. einer die Markierung (112) aufweisenden Oberfläche (100a) des Messobjekts (100).
Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Messobjekt (100) manuell und/oder automatisiert platzierbar ist, beispielsweise auf einem Probentisch (10).
Tisch (20), beispielsweise Probentisch, beispielsweise für ein auf Röntgenfluoreszenz basierendes Verfahren, beispielsweise Messverfahren, aufweisend wenigstens ein Messobjekt (100) nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche.
Tisch (20) nach Anspruch 13, wobei das Messobjekt (100) in den Tisch (20) integriert ist.
Verfahren zum Betreiben einer Röntgenstrahlung (RS) emittierenden Röntgenquelle (10), aufweisend: zumindest zeitweises Beaufschlagen (202) eines Messobjekts (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 mit der Röntgenstrahlung (RS), Erfassen (204) von elektromagnetischer Strahlung (ES2), die wenigstens eine Komponente (112, 114) des Messobjekts (100), beispielsweise infolge des Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS), emittiert, und, optional, Ermitteln (206; 206a; 206b) wenigstens einer eine Ausrichtung der Röntgenquelle (10) auf das Messobjekt (100) charakterisierenden ersten Größe (G1) basierend auf der erfassten elektromagnetischen Strahlung (ES2), beispielsweise mittels wenigstens eines Detektors, z.B. Fotodetektors, (12) und/oder mittels wenigstens einer Digitalkamera (12' ) .
Verfahren nach Anspruch 15, aufweisend: Ausrichten (200), beispielsweise manuelles Ausrichten (200a) und/oder automatisches Ausrichten (200b), der Röntgenquelle (10) auf das Messobjekt (100) und/oder umgekehrt, beispielsweise vor dem zumindest zeitweisen Beaufschlagen (202).
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 16, wobei die erste Größe (G1) eine Intensität der elektromagnetischen Strahlung (ES2) charakterisiert, aufweisend: Variieren (210) einer Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10), Wiederholen (212) des zumindest zeitweisen Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS) und des Erfassens (204) von elektromagnetischer Strahlung (ES2'), die die wenigstens eine Komponente (112, 114) des Messobjekts (100), beispielsweise infolge des Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS), emittiert, und Ermitteln (214) einer Änderung (G1') der ersten Größe (G1) basierend auf der erfassten elektromagnetischen Strahlung (ES2, ES2'), und, optional, erneutes Variieren (216) der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10) basierend auf der Änderung (G1') der ersten Größe (G1).
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 17, aufweisend: Ermitteln (220) von mehreren Werten (ES-W-1, ES-W-2, ES-W-3), die eine elektromagnetische Strahlung (ES2') charakterisieren, die die wenigstens eine Komponente (112, 114) des Messobjekts (100), beispielsweise infolge des Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS), emittiert, wobei wenigstens zwei der mehreren Werte (ES-W-1, ES-W-2, ES-W-3) mit jeweils einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10) assoziiert sind, und, optional, Ermitteln (222) von eine Ausrichtung, beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung der Röntgenquelle (10) in Bezug auf das Messobjekt (100) charakterisierenden Informationen (I-AUSR), beispielsweise charakterisierbar durch wenigstens einen Vektor, z.B. Fehlervektor, basierend auf den wenigstens zwei der mehreren Werte (ES-W-1, ES-W-2, ES-W-3).
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die erste Größe (G1) wenigstens ein Digitalbild (DB-1, DB-2, DB-3) des Messobjekts (100) charakterisiert, wobei beispielsweise eine bzw. die Digitalkamera (12') für das Ermitteln (206; 206a; 206b) der wenigstens einen ersten Größe (G1) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, aufweisend: Variieren (230) einer Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10), Wiederholen (232) des zumindest zeitweisen Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS) und des Erfassens (204) von elektromagnetischer Strahlung (ES2''), die die wenigstens eine Komponente (112, 114) des Messobjekts (100), beispielsweise infolge des Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS) emittiert, wobei das Erfassen (204) ein Aufnehmen von wenigstens einem, z.B. weiteren, Digitalbild (DB-2) charakterisiert, und Ermitteln (234) einer Änderung (G1') der ersten Größe (G1) basierend auf den erfassten Digitalbildern (DB-1, DB-2), und, optional, erneutes Variieren (236) der Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10) basierend auf der Änderung (G1') der ersten Größe (G1).
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 20, aufweisend: Ermitteln (240) von mehreren Digitalbildern (DB-1, DB-2, DB-3), die eine elektromagnetische Strahlung (ES2'') charakterisieren, die die wenigstens eine Komponente (112, 114) des Messobjekts (100), beispielsweise infolge des Beaufschlagens (202) des Messobjekts (100) mit der Röntgenstrahlung (RS) emittiert, wobei wenigstens zwei der mehreren Digitalbilder (DB-1, DB-2, DB-3) mit jeweils einer unterschiedlichen Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10) assoziiert sind, und, optional, Ermitteln (242) von eine Ausrichtung, beispielsweise Fehlausrichtung, und/oder Anordnung der Röntgenquelle (10) in Bezug auf das Messobjekt (100) charakterisierenden Informationen (I-AUSR'), beispielsweise charakterisierbar durch wenigstens einen Vektor, z.B. Fehlervektor, basierend auf den wenigstens zwei der mehreren Digitalbilder (DB-1, DB-2, DB-3).
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 18 bis 21, aufweisend: Senden (224a; 244a) der die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle (10) in Bezug auf das Messobjekt (100) charakterisierenden Informationen (I-AUSR; I-AUSR') an wenigstens eine weitere Einheit (11; 21), beispielsweise eine Antriebseinheit (11; 21), die dazu ausgebildet ist, eine Anordnung und/oder Ausrichtung des Messobjekts (100) relativ zu der Röntgenquelle (10) zu ändern, und/oder Informieren (224b; 244b), beispielsweise eines Benutzers, bezüglich der die Ausrichtung und/oder Anordnung der Röntgenquelle (10) in Bezug auf das Messobjekt (100) charakterisierenden Informationen (I-AUSR; I-AUSR').
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 19 bis 22, rückbezogen auf wenigstens einen der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Ausrichten (200) basierend auf dem wenigstens einen Digitalbild (DB-1, DB-2, DB-3) ausgeführt wird.
Vorrichtung (30; 300) zur Ausführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 23.
Computerlesbares Speichermedium (SM), umfassend Befehle (PRG), die bei der Ausführung durch einen Computer (302) diesen veranlassen, das Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 23 auszuführen.
Computerprogramm (PRG), umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms (PRG) durch einen Computer (302) diesen veranlassen, das Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 23 auszuführen.
Datenträgersignal (DCS), das das Computerprogramm (PRG) nach Anspruch 26 überträgt und/oder charakterisiert.
Verwendung (400) des Messobjekts (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder des Tischs (20) nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 14 und/oder des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 15 bis 23 und/oder der Vorrichtung (30; 300) nach Anspruch 24 und/oder des computerlesbaren Speichermediums (SM) nach Anspruch 25 und/oder des Computerprogramms (PRG) nach Anspruch 26 und/oder des Datenträgersignals (DCS) nach Anspruch 27 für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Bereitstellen (401) eines Messobjekts (100) für die Röntgenfluoreszenzanalyse, b) Ermöglichen (402) einer, beispielsweise effizienten und/oder präzisen, Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle (10) in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt (100) und/oder umgekehrt, c) Sicherstellen (403), dass ein optisch, beispielsweise durch eine Kamera, z.B. Digitalkamera (12'), erfassbares Sichtfeld mit einem durch die Röntgenquelle (10) mit Röntgenstrahlung (RS) beaufschlagbaren Bereich übereinstimmt, beispielsweise unabhängig von ggf. in einem Strahlengang der Röntgenstrahlung (RS) vorhandenen, z.B. strahlwegsverändernden, Komponenten wie z.B. Kollimatoren (K), Filter, Blenden, d) Prüfen (404) einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle (10) in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt (100), e) Unterstützen (405) eines Benutzers bei einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle (10) in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt (100) und/oder umgekehrt, f) Auswählen (406) eines Kollimators (K) und/oder eines anderen feldformenden Elements zur Anordnung in einem Strahlengang der Röntgenstrahlung (RS), g) Korrigieren (407) einer Ausrichtung und/oder Anordnung einer Röntgenquelle (10) in Bezug auf ein bzw. das Messobjekt (100) .