Röntgen- und Mikro-Röntgen-Computertomographie
Tomographische Bildgebungsverfahren bieten die Möglichkeit einer nichtinvasiven und überlagerungsfreien Darstellung der inneren Struktur eines Objektes. Neben der schichtweisen tomographischen Aufnahme und Rekonstruktion kann bei Verwendung eines zweidimensionalen Röntgen-Bildaufnahmearrays die dreidimensionale Struktur eines Objekts mit der Kegelstrahl-Computertomographie innerhalb eines einzelnen Messzyklus rekonstruiert werden. Im Rahmen der Forschung zur Fluiddynamik werden computertomographische Messverfahren zur Untersuchung von lokalen Flüssigkeits- und Gasgehaltsverteilungen in Strömungskanälen sowie von Stoff- und Phasenverteilungen in chemischen Reaktionsapparaten eingesetzt.
rechts: Gasgehaltsverteilung in einem Rührkesselreaktor (Kegelstrahl-CT mit konventionellem Röntgensystem, räumliche Auflösung ca. 0,5 mm)
Am Institut für Fluiddynamik werden verschiedene Röntgenapparate für vielfältige experimentelle Studien qualifiziert und eingesetzt. Dazu zählen eine konventionelle Röntgenanlage, eine Mikrofokus-Röntgenanlage sowie Anlagen für die ultraschnelle-Röntgen-CT(1). Diese Anlagen werden unter anderem für Radiographie, Radioskopie und Kegelstrahl-Tomographie verwendet und erreichen räumliche Auflösungen von etwa 1,0 mm bis 5 µm.
rechts: Gestalt und Volumenabnahme einer umströmten CO2-Taylorblase in einem engen vertikalen Kanal (räumliche Auflösung ca. 30 µm)
Höchste räumliche Auflösungen sind am Mikrofokus-Messplatz erreichbar. Diese Anlage wird zur Untersuchung in kleinen Geometrien (Radioskopie von Kristallisationsprozessen, Zweiphasenströmungen in engen Kanälen und strukturierten Packungen, Mikrostrukturtomographie) eingesetzt.
rechts: Komplexe Mikrostruktur katalytischer Keramikschäume (räumliche Auflösung ca. 30 µm)
Für die zweidimensionale und dreidimensionale Rekonstruktion der umfangreichen Messdaten stehen eigene Implementationen von GPU-beschleunigten schnellen Software-Algorithmen zur Verfügung.
Kooperationen
ANKA Synchrotron Light Source – KIT Karlsruhe
Referenzen
- S. Boden, M. Haghnegahdar, U. Hampel (2017)
Measurement of Taylor bubble shape in square channel by microfocus X-ray computed tomography for investigation of mass transfer.
Flow Measurement and Instrumentation 53, 49-55 - R. Hoffmann, S. Boden, M. Schubert, U. Hampel (2016)
Measuring liquid flow in structured packings using gamma and x-ray tomography.
9th International Conference on Multiphase Flow (ICMF 2016), May 22nd-27th 2016, Firenze, Italy - S. Boden, T. dos Santos Rolo, T. Baumbach, U. Hampel (2014)
Synchrotron radiation microtomography of Taylor bubbles in capillary two-phase flow.
Experiments in Fluids 55, 1768 - M. Schubert, A. Bieberle, F. Barthel, S. Boden, U. Hampel (2011)
Advanced Tomographic Techniques for Flow Imaging in Columns with Flow Distribution Packings.
Chemie Ingenieur Technik 83, 979-911 - S. Boden, M. Bieberle, G. Weickert, U. Hampel (2008)
Three-dimensional analysis of macroporosity distributions in polyolefin particles using X-ray microtomography.
Powder Technology 188, 81-88 - S. Boden, M. Bieberle, U. Hampel (2008)
Quantitative measurement of gas hold-up distribution in a stirred chemical reactor using X-ray cone-beam computed tomography.
Chemical Engineering Journal 139, 351-362
Inhalt aus Sidebar
URL dieses Artikels
https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=51339
Links im Text
(1) | https://www.hzdr.de/db/Cms?pOid=39563 |