Strahlungsstabile Röntgendetektoren

Die Röntgentechnik hat für die zerstörungsfreie Materialprüfung einen sehr hohen Stellenwert. Entscheidend für die Leistungsfähigkeit dieser Prüftechnik ist der Röntgendetektor bzw. das Röntgenbild. Während in der Vergangenheit im Wesentlichen der Röntgenfilm als bildgebendes Element eingesetzt wurde, werden sowohl im medizinischen wie auch im industriellen Bereich zunehmend digitale Röntgendetektoren verwendet. Da die Detektoren bei der Bildaufnahme selbst der Röntgenstrahlung ausgesetzt sind, ist für eine gute und konstante Bildqualität eine hohe Strahlungsstabilität der Detektoren entscheidend.

Flat Panel Detektoren und herkömmliche Zeilenkameras sind im industriellen Einsatz Prinzip bedingt nach kurzer Einsatzzeit aufgrund der hohen Strahlungsenergie irreversibel geschädigt und müssen ersetzt werden. Die Röntgenstrahlung wird nicht vollständig vom Szintillator absorbiert und schädigt den direkt dahinter liegenden Halbleiter. Dies macht sich unter anderem durch Pixel- und Spaltendefekte oder der Überlagerung von verschiedenen Aufnahmen, dem sog. Image Lag, bemerkbar.

Die konstant hohe Bildqualität und die lange Lebensdauer des am Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT in Fürth entwickelten digitalen Röntgendetektors XEye sichert über Jahre hinweg ein zuverlässiges Ergebnis in der industriellen Röntgenprüfung. Ein Nachführen von Bildverarbeitungsparametern für die automatische Fehlerdetektion ist aufgrund der stabilen Bildqualität nicht länger erforderlich.

Das Prinzip dieser Röntgendetektoren beruht auf der digitalen Aufnahme einer Leuchtfolie (Szintillator), die – angeregt durch die Röntgenstrahlung – sichtbares Licht emittiert. Mehrere optische Kameras erfassen überlappende Teilbereiche des Szintillators. Die Einzelbilder werden nahtlos zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Das patentierte Strahlenschutzkonzept, das sämtliche elektronische und optische Komponenten vor Röntgenstrahlung bis mindestens 225 kV Röhrenspannung abschirmt, ermöglicht die lange Lebensdauer und die stabile Bildqualität der Röntgendetektoren.

XEye

© Fraunhofer IIS

Das Fraunhofer EZRT entwickelt kundenspezifische Röntgendetektor-Lösungen für industrielle Anwendungen. Durch das modulare Konzept sind nahezu beliebig große Detektorformate (z. B. 60 x 50 cm2) anwendungsspezifisch auf die jeweilige
Prüfaufgabe realisierbar. Zusammen mit einer hohen Bildwiederholrate und der anpassbaren Pixelgröße kann die Prüfzeit minimiert und die Detailerkennbarkeit optimiert werden. Die Röntgendetektoren sind sowohl als Flächen- als auch als Zeilensensoren einsetzbar.

XScan

Zeilenkamera XScan
© Fraunhofer IIS / EZRT

Die hochempfindliche TDI-Zeilenkamera XScan wurde für scannende Anwendungen entwickelt.

Für scannende Anwendungen wurde die hochempfindliche TDI-Zeilenkamera XScan entwickelt, die mit einer Auflösung von 125 µm bis 1 mm erhältlich ist und eine aktive Messbreite von bis zu 1 m ermöglicht. Die maximale Zeilenfrequenz beträgt 3 kHz, was bei einer Ortsauflösung von 0,5 mm einer Objektgeschwindigkeit von 1,5 m/sec entspricht. Bei gleicher Objektgeschwindigkeit wird gegenüber herkömmlichen Zeilenkameras aufgrund des TDI-Prinzips eine wesentlich bessere Bildqualität erreicht.