月: 2023年7月

Was ist ein Federscharnier?

Ein Federscharnier ist eine Kombination aus einem Scharnier und einer Schraubenfeder.

Es hat die Funktion, durch die Rückstellkraft der Feder in den Ausgangswinkel zurückzukehren, wenn die äußere Kraft nachlässt, auch wenn der Winkel durch Aufbringen einer äußeren Kraft verändert wird. Federscharniere werden hauptsächlich als Drehmechanismus für Türen und andere Vorrichtungen verwendet, die automatisch geschlossen werden sollen.

Durch die Rückholfunktion des Federscharniers kann die Tür nur durch eine Öffnungsbewegung geöffnet und geschlossen werden. Wenn es in einem geeigneten Drehmechanismus verwendet wird, bietet es viele Vorteile, wie z. B. erhöhte Arbeitseffizienz, verbesserte Benutzerfreundlichkeit und vermeidet, dass man vergisst, die Tür zu schließen.

Anwendungen von Federscharnieren

Federscharniere werden in vielen Produkten in unserer Umgebung verwendet, z. B. im Deckelteil eines Briefkastens oder im Deckelteil eines Abfalleimers. Sie werden häufig in Teilen verwendet, die mit relativ geringem Kraftaufwand bewegt werden können, und gehören zu den kostengünstigen Bauteilen, die eine große Rolle spielen.

Darüber hinaus werden sie manchmal als industrielle Maschinenteile verwendet. Sie tragen zu einer besseren Verarbeitbarkeit bei, da sie durch die Kraft der Schraubenfeder leicht geklemmt werden können, zum Beispiel bei der vorübergehenden Fixierung von verarbeiteten Materialien.

Wie bei normalen Scharnieren wird auch bei Federscharnieren eine Platte am feststehenden Längsträger und die andere Platte am drehenden Teil befestigt.

Funktionsweise von Federscharnieren

Wenn das feste Seitenteil fixiert ist und eine äußere Kraft auf das drehende Seitenteil einwirkt, dreht sich das drehende Seitenteil mit der Achse, die die beiden Platten verbindet, als Drehpunkt, und die Schraubenfeder verformt sich gleichzeitig. Wenn die äußere Kraft dann nachlässt, bewirkt die Rückstellkraft der Feder, dass das Scharnier in seinen ursprünglichen Winkel zurückkehrt, und der drehbare Längsträger kehrt in seine ursprüngliche Position zurück.

Aufbau von Federscharnieren

Ein Federscharnier hat eine einfache Struktur, bei der eine Schraubenfeder durch das Wellenteil, den Stift eines gewöhnlichen Scharniers, geführt wird und die beiden Enden der Feder an den Platten auf beiden Seiten des Scharniers befestigt sind. Wenn das Scharnier verformt wird, wird durch die Verdrehung der Schraubenfeder elastische Energie angesammelt, und wenn die äußere Kraft nachlässt, wirkt sie als elastische Kraft und kehrt in ihre Ausgangslage zurück.

Wiederholte Öffnungs- und Schließvorgänge verursachen Verschleiß an der Scharnierwelle und dem Rohr, das die Welle aufnimmt, was zu instabilen Öffnungs- und Schließbewegungen führt. Um Verschleiß zu vermeiden, ist eine angemessene Schmierung erforderlich.

Darüber hinaus kann nicht nur das Wellenteil, sondern auch die Feder durch Korrosion beschädigt werden, und die Feder kann durch wiederholte Betätigung schwächer werden. Daher erreichen die beweglichen Teile oft das Ende ihrer Lebensdauer vor den Befestigungsteilen.

Weitere Informationen zu Federscharnieren

1. Montage von Federscharnieren

Die Montage erfolgt im Allgemeinen durch Bohren von Löchern in die Scharnierseite und Befestigung am Befestigungsteil durch Verschrauben oder Vernieten. Ist das Befestigungselement aus Metall, kann es auch ohne Bohrung an ein Scharnier geschweißt werden.

Schrauben und Nieten verlieren oft nach wiederholtem Gebrauch ihre Befestigungskraft, während das Schweißen seine Befestigungskraft über einen langen Zeitraum beibehalten kann. In unserer Umgebung gibt es viele Türen, die sich automatisch schließen, aber die Rückstellkraft einer Schraubenfeder, die in einem Scharnier mit einer Achslänge von nur wenigen mm eingebaut ist, ist begrenzt, so dass sie nicht für Türen verwendet werden kann, die eine große Kraft benötigen, um in ihre Ausgangsstellung zurückzukehren.

Er kann jedoch für relativ leichte Türen verwendet werden. Türschließer mit einer Kombination aus Feder und Dämpfer werden häufig für Türen mit einem relativ hohen Gewicht verwendet, z. B. für Türöffnungen. In solchen Fällen muss zusätzlicher Platz für die Montage des Geräts vorgesehen werden.

2. Einstellung von Federscharnieren

Der Anfangswinkel und die Stärke der Rückstellkraft des Federscharniers können durch Veränderung des Anfangswinkels und des Drahtdurchmessers der Schraubenfeder eingestellt werden. Wenn jedoch die Rückstellkraft der Feder auf einen großen Wert eingestellt wird, erhöht sich auch die Kraft, die zur Verformung der Feder erforderlich ist, so dass die Größe der Türöffnungskraft berücksichtigt werden muss.

Wenn die Rückstellkraft der Feder zu hoch eingestellt ist, besteht außerdem ein hohes Risiko, dass die Finger beim Schließen der Tür eingeklemmt und verletzt werden. Auch Sicherheitsaspekte müssen berücksichtigt werden, und gegebenenfalls muss ein Schutz mit Gummimaterial oder der Einbau eines Dämpfers vorgesehen werden.

3. Anwendung von Federscharnieren

Bei Federscharnieren, die einfach eingebaut werden, wird die in der Feder gespeicherte elastische Energie einseitig freigesetzt. Einige Scharniere verfügen jedoch über einen im Scharnier eingebauten Dämpfer.

Andere Scharniere nutzen die Federkraft, um schwere Türen mit geringem Kraftaufwand zu öffnen, und es gibt auch Federscharniere, bei denen die Stärke der Feder in Stufen eingestellt werden kann. Selbst bei einfachen Federscharnieren kann die Schließkraft der Tür durch die Anzahl der an der Tür befestigten Teile eingestellt werden.

Was ist ein YAG-Laser?

YAG-Laser sind Festkörperlaser, die aus Yttrium-, Aluminium- und Granatkristallen hergestellt werden.

Funktionsweise von YAG-Lasern

Der Begriff LASER steht im Englischen für Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission).

Zunächst wird der YAG-Kristall von außen mit einer Blitzlampe oder einem Laser-Halbleiter angeregt. Dies führt dazu, dass die Elektronen im Inneren vom unteren zum oberen Niveau wandern und in einen angeregten Zustand übergehen.

Nach einer gewissen Zeit versuchen die Elektronen im angeregten Zustand, in den Grundzustand zurückzukehren (Übergang) und geben dabei Licht ab. Das ausgestrahlte Licht trifft auf andere Elektronen im angeregten Zustand, die auf die gleiche Weise den Übergang vollziehen, was zu einer weiteren Lichtemission führt. Dies wird als induzierte Emission bezeichnet.

Je nachdem, welche Seltenen Erden dem YAG-Kristall zugesetzt werden, variieren die Wellenlänge und die Eigenschaften. Zu den gebräuchlichen YAG-Lasern gehören mit Neodym (Nd) dotierte Nd:YAG-Laser und mit Erbium (Er) dotierte Er:YAG-Laser, wobei das Dotierungselement je nach der zu emittierenden Wellenlänge ausgewählt wird.

Die Grundwellenlänge des weit verbreiteten Nd:YAG-Lasers beträgt 1064 nm, und wenn er durch einen nichtlinearen optischen Kristall geleitet wird, kann er auch Licht bei 532 nm (zweite Harmonische) und 355 nm (dritte Harmonische) aussenden.

Anwendungen von YAG-Lasern

YAG-Laser werden in der Forschung, Industrie und Medizin eingesetzt.

In der Industrie werden YAG-Laser in allen Bereichen eingesetzt, von der Mikrofertigung über das Markieren und Trimmen bis hin zum Schweißen und Schneiden von Metallen. Besonders beliebt sind Nd:YAG- und Yb:YAG-Laser zum Schweißen.

In der Medizin werden sie häufig zur Behandlung des Grauen Stars in der Augenheilkunde, zur Entfernung von Flecken und Muttermalen in der kosmetischen Dermatologie und zur Behandlung von Abszessen und Kavitäten in der Zahnmedizin eingesetzt.

Bei der Verwendung von YAG-Lasern ist Folgendes zu beachten

Der Er:YAG-Laser ist ein Laser im mittleren Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 2,94 µm und hat ein hohes Sicherheitsprofil mit geringer Gewebepenetration und Absorption an der Oberfläche. Allerdings sind Er:YAG-Laser für das Auge unsichtbar, obwohl sie von Spiegeln und Metallen reflektiert werden. Daher müssen alle anwesenden Personen während des Einsatzes eine speziell für den Er:YAG-Laser entwickelte Schutzbrille tragen. Vergewissern Sie sich stets, dass die Stromversorgung ein- und ausgeschaltet ist, und stellen Sie sicher, dass sich keine fremden Personen in der Nähe befinden, bevor Sie den Laser benutzen.

Achten Sie stets auf Ihre Umgebung, damit Sie Ihre Aufmerksamkeit nicht nur auf den zu bestrahlenden Bereich richten, und vermeiden Sie Unfälle, die zu einer Bestrahlung von Bereichen führen könnten, die damit nicht in Verbindung stehen.

Was ist ein Röntgengenerator ?

Ein Röntgengenerator ist ein Gerät, das Röntgenstrahlen, eine Art von Strahlung, erzeugt.

Röntgenstrahlen wurden von Dr. Wilhelm Convert Röntgen im Jahr 1895 entdeckt. Wegen ihrer Eigenschaft, Materie zu durchdringen, war sie die Entdeckung des Jahrhunderts, und Röntgenstrahlen versetzten die Menschen damals in Erstaunen.

Heute werden Röntgengeneratoren an den verschiedensten Orten eingesetzt, wobei ihre durchdringenden Eigenschaften für industrielle Anwendungen wie medizinische und industrielle Maschinen sowie für physikalische und chemische Forschungsanwendungen genutzt werden. Es handelt sich um eine weithin bekannte Technologie, die vor allem in der Medizin als Röntgenstrahlung eingesetzt wird.

Anwendungen von Röntgengeneratoren

Röntgengeneratoren werden häufig in der Medizin eingesetzt. Die Röntgenuntersuchung, von der wir alle schon gehört haben, ist eine weitere Technologie, die Röntgenstrahlen verwendet.

Wenn der menschliche Körper mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird, werden Bereiche mit geringer Dichte wie Haut und Lunge von den Röntgenstrahlen durchdrungen, während Bereiche mit hoher Dichte wie Knochen und Zähne nicht von den Röntgenstrahlen durchdrungen und absorbiert werden.

Sie wird auch in anderen industriellen Anwendungen zur Prüfung von Produkten eingesetzt, da sie das Innere eines Produkts untersuchen kann, ohne es zu zerstören. Die Technologie wird auch an vertrauten Orten wie der Gepäckkontrolle am Flughafen eingesetzt.

Funktionsweise von Röntgengeneratoren

Ein Röntgengenerator besteht aus einem Objekt, das als Anode fungiert und einem Glühfaden, der als Kathode fungiert und in dem sich ein Vakuum befindet:

1. Wenn zwischen den Elektroden eine hohe Spannung (zehn- bis hunderttausend Volt) angelegt wird, werden heiße Elektronen aus dem Kathodenfaden herausgeschleudert und wandern mit hoher Geschwindigkeit zum Anodentarget.

2. Wenn sie auf das Objekt treffen, werden Röntgenstrahlen erzeugt.

3. Wenn die Elektronen auf das Objekt treffen und in das Atom eindringen, wird der Großteil ihrer Energie in Wärme umgewandelt.

4. Einige Elektronen stoßen mit Elektronen im Inneren des Atoms zusammen, wodurch ein instabiler Zustand (angeregter Zustand) entsteht.

5. Wenn ein Atom in einen angeregten Zustand eintritt, versucht es, durch Freisetzung von Energie in einen stabilen Zustand zurückzukehren.

6. Beim Übergang vom angeregten Zustand zum stabilen Zustand werden Röntgenstrahlen als Energie erzeugt.

Es gibt zwei Hauptarten von Röntgenstrahlen:

1. Charakteristische Röntgenstrahlung

Dies sind Röntgenstrahlen, die entstehen, wenn angeregte Elektronen in einen stabilen Zustand übergehen. Es werden Röntgenstrahlen erzeugt, die dem Energieunterschied zwischen den Elektronenorbitalen entsprechen und daher eine starke Energie bei einer einzigen Wellenlänge haben. Da die Energie zwischen den Elektronenorbitalen für jedes Element einzigartig ist, ist es auch charakteristisch für das Element, dass es Röntgenstrahlen erzeugt, die spezifisch für dieses Element sind. Diese Eigenschaft wird bei der Röntgenfluoreszenz (XRF) zur Analyse der Zusammensetzung von Substanzen genutzt.

2. Kontinuierliche Röntgenstrahlung

Es handelt sich um Röntgenstrahlen, die beim Aufprall thermischer Elektronen auf ein Objekt entstehen und schnell abgebremst werden. Da die Röntgenstrahlung beim Abbremsen entsteht, wird sie auch als Bremsröntgenstrahlung bezeichnet. Die Wellenlänge der erzeugten Röntgenstrahlen hängt davon ab, an welcher Stelle des Objekts sie auftreffen; es handelt sich also um Mischwellenlängen. Sie wird für die Durchleuchtung und andere Anwendungen verwendet. Die meisten der emittierten Röntgenstrahlen sind kontinuierliche Röntgenstrahlen.

Weitere Informationen zu Röntgengeneratoren

1. Röhre des Röntgengenerators

Die Röhrenkugel eines Röntgengenerators ist eine Vakuumröhre, hauptsächlich aus Glas, mit einer positiven Elektrode (Anode) und einer negativen Elektrode (Kathode) im Inneren der Röhre. Der Röhrenkolben hat einen Glühfaden (konvergierende Elektrode) an der Kathode und ein Objekt an der Anode.

Wenn an beide Elektroden mit Hilfe eines Hochspannungstransformators oder einer anderen Hochspannungsquelle eine Hochspannung angelegt wird, werden Wärmeelektronen von der Glühwendel zum Objekt abgegeben. Für den Glühfaden wird Wolfram und für das Objekt Wolfram oder Molybdän verwendet.

Es gibt zwei Araten von Röhren: Röntgenröhren mit fester Anode, die keine Drehanodenstruktur haben und Röntgenröhren mit Drehanode, die eine Drehanodenstruktur haben. Beim rotierenden Typ wird das schirmförmige Target mit hoher Geschwindigkeit gedreht, um eine lokale Überhitzung der Objektoberfläche zu verhindern. Dadurch wird der Röhrenstrom und damit die Röntgenintensität erhöht.

Drehanoden-Röntgenröhren können nach jahrelangem Gebrauch aufgrund einer falschen Ausrichtung der Drehachse oder einer Verformung der Lager anormale Geräusche erzeugen. Die weitere Verwendung der Röntgenröhre unter solchen Bedingungen kann zum Schmelzen der Anode oder zum Verbiegen der Anodenachse führen, wenn die Wand der Röntgenröhre aus Glas besteht, und die Röhre selbst kann zerstört werden.

2. Gebrauchsanweisung für Röntgengeneratoren

Für die Installation von Röntgengeneratoren für den industriellen Einsatz ist u. U. wichtig, behördliche Meldevorschriften sorgfältig zu prüfen. Beachten Sie, dass Geräte mit einer 1-cm-Äquivalentdosisleistung der externen Strahlung von mehr als 20 µSv/h in einem Strahlenschutzraum installiert werden müssen. Dagegen müssen Geräte mit einer Abschirmstruktur unter 20 µSv/h nicht in einem Strahlenschutzraum aufgestellt werden.

Darüber hinaus muss beim Einsatz von Röntgenstrahlen-Generatoren grundsätzlich für jeden Kontrollbereich eine Röntgenaufsichtsperson aus dem Kreis der Personen bestellt werden, die über eine Röntgenaufsichtsgenehmigung verfügen. Ist der Bestrahlungsraum jedoch so beschaffen, dass eine Bestrahlung nur dann erfolgt, wenn er durch eine Tür von der Außenwelt abgetrennt ist und liegt die Dosis außerhalb der Anlage unter dem Richtwert, so wird davon ausgegangen, dass außerhalb der Anlage kein kontrollierter Bereich vorliegt und es gibt Fälle, in denen keine Röntgenaufsichtsperson bestellt wird.

Was ist ein Röntgendiffraktometer?

Ein Röntgendiffraktometer ist ein Gerät, das die Beugungserscheinungen misst, die auftreten, wenn ein Material mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird.

Durch die Analyse des aus der Messung gewonnenen Beugungsmusters können Informationen über die kristalline Struktur des Zielmaterials gewonnen werden.

Röntgendiffraktometer werden häufig zur Messung von Materialien mit kristallinen Eigenschaften eingesetzt, z. B. von Einkristallen, Pulvern und dünnen Schichten. Sie werden für die Forschung, Entwicklung und Analyse eines breiten Spektrums von Materialien eingesetzt, darunter organische Materialien, anorganische Materialien, Legierungen und Proteine.

Anwendungen von Röntgendiffraktometern

Röntgendiffraktometer werden zur Messung der Beugungsphänomene eingesetzt, die bei der Bestrahlung einer Probe mit Röntgenstrahlen auftreten. Durch die Analyse der erhaltenen Beugungsmuster lassen sich die Kristallinität, die Orientierung und die Gitterdefekte der Probe beurteilen.

Da sich die Beugungsmuster für jede kristalline Struktur eines Materials unterscheiden, können sie auch zur Identifizierung und qualitativen Analyse unbekannter Proben verwendet werden, indem man sie mit den Beugungsmustern bekannter Materialien vergleicht. Röntgendiffraktometer eignen sich nicht zur Messung nicht-kristalliner Materialien wie amorpher (amorpher) Materialien, sie können aber zur Messung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden. Sie können jedoch zur Messung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden, einschließlich kristalliner Pulver, dünner Schichten und Legierungen.

Funktionsweise des Röntgendiffraktometers

Röntgenstrahlen, die auf ein Material eingestrahlt werden, werden an den Elektronen im Material gestreut. In Kristallen und anderen Materialien, in denen die Atome mit einer gewissen Regelmäßigkeit angeordnet sind. Interferieren die gestreuten Röntgenstrahlen miteinander, verstärken oder schwächen sich gegenseitig, und die Streuintensität nimmt nur in bestimmten Richtungen zu. Dies ist die Röntgenbeugung.

Bei der Röntgenbeugung ist bekannt, dass die Streuintensität der Röntgenstrahlen zunimmt, wenn die Bragg-Gleichung 2d sinθ = nλ (d: Gitterabstand θ: Bragg-Winkel n: ganze Zahl λ: Wellenlänge der eingestrahlten Röntgenstrahlen) gilt. Mit anderen Worten: Wenn die Wellenlänge λ feststeht, kann der Gitterebenenabstand d für verschiedene Beugungswinkel 2θ (Winkel zwischen einfallenden und gebeugten Röntgenstrahlen) bestimmt werden. Auf diese Weise gibt das gemessene Beugungsmuster Aufschluss über die atomare Anordnung des gemessenen Materials.

Arten von Röntgendiffraktometern

Die wichtigsten Röntgendiffraktometern sind Pulverröntgendiffraktometer, Einkristallröntgendiffraktometer und Dünnschichtröntgendiffraktometer. Diese werden nach der Art und Weise unterschieden, wie die Röntgenstrahlen eingestrahlt und detektiert werden.

1. Einkristallröntgendiffraktometer (SC-XRD)

Bei dieser Methode werden Röntgenstrahlen eingestrahlt, während der Kristall um eine bestimmte Achse gedreht wird, und das Beugungsmuster wird als zweidimensionales Bild gemessen. Durch Berechnung des erhaltenen zweidimensionalen Beugungsmusters mit einer speziellen Software kann ein dreidimensionales Modell der Kristallstruktur erstellt werden.

2. Röntgendiffraktometer für Pulver (PXRD)

Hierbei handelt es sich um eine Messmethode, bei der der Einfallswinkel der einfallenden Röntgenstrahlen und die Position des Detektors usw. so verändert werden, dass die Beugungsintensität bei einem Beugungswinkel von 2θ als Daten erhalten werden kann. Sie wird hauptsächlich zur Identifizierung und qualitativen Analyse von Substanzen mit bekannten Beugungsmustern verwendet. Es ist die am häufigsten verwendete Messmethode, da sie eine geringe Probenmenge erfordert und die Probe leicht eingestellt werden kann.

3. Röntgendiffraktometer für Dünnschichten (GI-XRD)

Hierbei handelt es sich um eine Messmethode, bei der der Einfallswinkel der einstrahlenden Röntgenstrahlen so festgelegt wird, dass er nahezu parallel zur Substratoberfläche verläuft, und der Detektor bewegt wird. In-Plane-Messungen können auch durchgeführt werden, indem der Detektor in einer Richtung parallel zur Substratoberfläche bewegt wird. Diese Methode wird hauptsächlich zur Ermittlung der Kristallstruktur dünner Schichten und Grenzflächen sowie für qualitative Analysen verwendet, da der Einfluss des Substrats relativ gering ist und Informationen über oberflächennahe Bereiche gewonnen werden können.

Beide Verfahren haben unterschiedliche Eigenschaften und sollten je nach Verwendungszweck und der zu messenden Probe eingesetzt werden. Je nach Verwendungszweck kann es auch besser sein, ein ähnliches Messgerät, ein Röntgenstreuungsgerät, zu verwenden. Weitere Zusatzgeräte können verwendet werden, um die Art der Lichtquelle zu ändern und die Messumgebung, wie Temperatur und Druck, während der Messungen zu verändern.

Was ist ein Computertomograph?

Ein Computertomograph ist ein Gerät, das Röntgenstrahlen aussendet, um die Materialien und Strukturen im Inneren eines Objekts zu untersuchen.

Es gibt zwei Haupttypen, medizinische und industrielle. Medizinische Computertomographen können Knochen, Muskeln, Blutgefäße und andere Gewebe sowie innere Organe vom Kopf bis zu den Füßen untersuchen.

Anwendungen von Computertomographen

Es gibt zwei Haupttypen von Computertomographen, medizinische und industrielle. Sie werden in der folgenden Reihenfolge erläutert:

1. Medizinische Computertomographen

Medizinische Computertomographen nehmen Röntgenstrahlen auf, die durch den menschlichen Körper gesendet werden, um Informationen über das Innere des menschlichen Körpers zu erhalten, die zur Feststellung von Krankheiten verwendet werden. Zu den medizinischen Computertomographen gehören die einfache Computertomographie (CT), bei der der menschliche Körper so betrachtet wird, wie er ist, und die kontrastverstärkte Computertomographie (CT), bei der ein Kontrastmittel in die Blutgefäße gespritzt wird, um sie zu betrachten.

2. Industrielle Computertomographen

Industrielle Computertomographen werden häufig für die zerstörungsfreie Prüfung von Werkstoffen eingesetzt, und solche industriellen Computertomographen werden als Beobachtungs-CT bezeichnet. Beispiele für zerstörungsfreie Prüfungen sind die Formbewertung und Fehleruntersuchung von Halbleitergehäusen usw., die Bewertung der inneren Struktur von Tabletten und die Bewertung der Form und Faserorientierung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen.

In den letzten Jahren wurden viele industrielle Computertomographen auch als Mess-CTs entwickelt. Wie die CT für die Beobachtung ermöglicht die CT für die Messung die zerstörungsfreie Inspektion sowie die Größenmessung und Datenanalyse mit CAD.

CT für die Messung ermöglicht die vollständige Erfassung der dreidimensionalen Form des Objekts, hochpräzise Formmessung, Hochgeschwindigkeitsinspektion und -messung.

Funktionsweise von Computertomographen

Bei den zwei Arten von Computertomographen bestrahlen beide Systeme ein Objekt mit Röntgenstrahlen aus allen Richtungen in einem Winkel von 360 °, um die transmittierte und absorbierte Röntgenstrahlung zu bestimmen, aber die für medizinische und industrielle Anwendungen verwendeten Bildgebungsverfahren unterscheiden sich.

1. Medizinische Computertomographen mit Röntgenstrahlen

Medizinische Computertomographen zeichnen sich durch eine Gantry in Form eines Doughnuts und ein Bett aus, das in die zentrale Öffnung der Gantry einfährt und sich langsam durch die zentrale Öffnung bewegt, während der menschliche Körper in der zentralen Öffnung liegt. Im Inneren der Gantry befinden sich eine Röntgenröhre, die Röntgenstrahlen aussendet, und ein Detektor, der die von der Röntgenröhre ausgesandten Röntgenstrahlen erkennt, über dem zentralen Loch.

Wenn ein menschlicher Körper auf einem Bett in die zentrale Öffnung der Gantry eintritt, werden die von der Röntgenröhre ausgesandten Röntgenstrahlen teilweise vom menschlichen Körper absorbiert, während der Rest durchgelassen und vom Detektor erfasst wird. An diesem Punkt dreht sich die Gantry um das Bett, bestrahlt die Röntgenstrahlen in einem Winkel von 360 ° und erfasst die durchgelassenen Röntgenstrahlen.

Auf diese Weise werden Daten in einer 360 °-Richtung gewonnen, wobei der menschliche Körper in einer horizontalen Schleife geschnitten wird, und aus diesen Daten erstellt der Computer ein Querschnittsbild des menschlichen Körpers. Bei diesem medizinischen Computertomographen wird üblicherweise der Helical Scan verwendet.

Bei dieser Bildgebungsmethode bewegt sich das Bett langsam durch das zentrale Loch der Gantry, während es kontinuierlich Röntgenstrahlen aussendet und aufnimmt. Auf diese Weise wird eine Reihe von horizontalen Schnittbildern des menschlichen Körpers in der Längsrichtung in Richtung der Körperhöhe erzeugt.

2. Industrielle Computertomographen

Im Gegensatz zu medizinischen Computertomographen zeichnen sich industrielle Computertomographen dadurch aus, dass das zu untersuchende Material rotiert und nicht die Röntgenröhre und der Detektor fixiert sind. Industrielle Computertomographen können horizontal oder vertikal bestrahlt werden.

Bei der horizontalen Bestrahlungsart sind Röntgenröhre, Material und Detektor horizontal angeordnet, bei der vertikalen Bestrahlungsart vertikal. Je nach dem zu untersuchenden Material und der zu untersuchenden Stelle wird die geeignete Variante gewählt.

Weitere Informationen über Computertomographen (CT-Systeme)

1. Mehrschichtige medizinische Computertomographen

Zu den medizinischen Computertomographen gehören auch die Mehrschicht-Computertomographen mit mehreren Detektorreihen, die in Fahrtrichtung des Bettes angeordnet sind und als Einschicht-Computertomographen bezeichnet werden (siehe Grundlagen der Röntgen-Computertomographen).

Bei diesem Einschicht-Computertomographen sind die Detektoren in der Richtung senkrecht zur Bettbewegungsrichtung, d. h. für den Menschen transversal, in mehreren Reihen angeordnet und in der Bettbewegungsrichtung in einer einzigen Reihe verteilt. Daher wird nur eine Querschnittsansicht erstellt, wenn die Gantry eine Umdrehung macht.

Im Gegensatz dazu verfügen medizinische Computertomographen mit mehreren Schichten über mehrere Detektorreihen, die in der Bewegungsrichtung des Bettes angeordnet sind, so dass mit einer einzigen Drehung der Gantry mehrere Querschnittsbilder aufgenommen werden können. Dies ermöglicht Aufnahmen in kurzer Zeit und reduziert die Belastung für den menschlichen Körper. Durch die Kombination mit dem Helical Scanning können auch 3D-Bilder erstellt werden.

2. 3D-Bildverarbeitungsmethoden für Computertomographen

Die folgenden drei Arten von 3D-Bildverarbeitungsmethoden werden in Computertomographen eingesetzt, die als Technologien für Computertomographen Aufmerksamkeit erregen:

Mehrteilige Rekonstruktion (MPR)
Die Mehrschnitt-Rekonstruktion (MPR) zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, Bilder aus dreidimensionalen Daten zu konstruieren, einschließlich koronaler und sagittaler Querschnitte, d. h. Querschnitte in Richtung der Höhe des menschlichen Körpers, zusätzlich zum transversalen Schnitt des menschlichen Körpers. Diese Methode wird bei der derzeitigen dreidimensionalen CT-Verarbeitung am häufigsten verwendet.

Maximalwertprojektion (MIP)
Bei der Maximalwertprojektion (MIP) wird für die dreidimensionalen Daten ein beliebiger Blickwinkel festgelegt. Der Maximalwert auf dem Weg zwischen dem Blickpunkt und der Projektionsebene wird dann auf eine 2D-Oberfläche projiziert.

Es zeichnet sich durch den geringen Einfluss von Bildrauschen und die Fähigkeit aus, auch kontrastarme Bilder mit gutem Kontrast auszugeben. Da jedoch andere Werte als das Maximum nicht im Bild wiedergegeben werden, sind mehrere unterschiedliche Betrachtungswinkel erforderlich, um die korrekte anterior-posteriore Position zu ermitteln.

Volumen-Rendering-Verfahren (VR)
Bei der Volume-Rendering-Methode (VR) wird für den gewünschten Bereich eine Ober-/Untergrenze der CT-Werte festgelegt. Das Bild wird dann konstruiert, indem Parameter, die der Opazität entsprechen, zu dem festgelegten Bereich hinzugefügt und schattiert werden. Diese Methode eignet sich für 3D-Bilder wie z. B. Blutgefäße.