Contact

Dr. André Bieberle
Experimental Thermal Fluid Dynamics
a.bieberleAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2913
Fax: 12913, 2383

Prof. Dr. Uwe Hampel
Head
u.hampel@hzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2772
Fax: 12772, 2383

Computertomographie mit Gammastrahlung

Motivation

Für die Bestimmung von Phasenverteilungen (Gas, Flüssigkeit, Feststoff) in industriellen Apparaten und Maschinen, wie beispielsweise Axialverdichter, Pumpen und hydrodynamische Kupplungen, sowie in thermohydraulischen und verfahrenstechnischen Anlagen verfügt das HZDR über ein räumlich hochauflösendes und transportables Gammastrahlen-Computertomographiesystem. Dieses besteht aus einer kollimierten Strahlungsquelle (Nuklid: 137Cs, Aktivität: 180 GBq, effektiver Brennfleck: ca. 6 mm Durchmesser) und einem Strahlungsdetektorbogen mit 320 Szintillationswandlern a 2 mm Abstand. Der Detektor ist thermisch hochpräzise stabilisiert, um quantitativ hochwertige Analysen in thermisch veränderlichen Umgebungen durchführen zu können. Durchstrahlungsprojektionen können sowohl im Sekundentakt als auch sehr schnell mit 25 kHz Abtastrate aufgenommen werden. Letzteres ermöglich die winkelsynchrone Tomographie bei schnell rotierenden Objekten, wie beispielsweise Pumpen und Rührwerken.



Kooperationen

  • TU Dresden
  • TU Eindhoven
  • TU Hamburg
  • TU Dortmund
  • Karlsruher Institut für Technologie
  • Mahle Behr GmbH
  • ASB
  • AREVA NP GmbH
  • EVONIK Industries AG
  • International Atomic Energy Agency, IAEA

Publikationen

  • A. Bieberle et al.
    Design of a modular signal processing board (MSPB) for gamma-ray imaging applications
    Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A, 663 (1), pp. 14 - 21, 2012. [doi:10.1016/j.nima.2011.09.060]
  • A. Bieberle et al.
    Temperature control design for a high resolution gamma-ray tomography detector
    Review of Scientific Instruments Vol. 81, 014702, 2010. [doi:10.1063/1.3280184]
  • U. Hampel et al.
    High resolution gamma ray tomography scanner for flow measurement and non-destructive testing applications
    Review of Scientific Instruments Vol. 78, 103704, 2007. [doi:10.1063/1.2795648]
  • A. Bieberle et al.
    Data acquisition system for angle synchronized gamma-ray tomography of rapidly rotating objects
    Measurement Science and Technology, Vol. 18, pp. 3384-3390, 2007. [doi:10.1088/0957-0233/18/11/018]

Anwendungen

Foto: Centrifugal pumps - reference picture ©Copyright: Dr. André Bieberle

Centrifugal pumps

Within the BMBF funded project SAVE the behaviour of an industrial pump operating in two-phase mode has been extensively analysed concerning different gas volume rates and gas patterns.
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Foto: Bubble column reactors - reference picture ©Copyright: Dr. André Bieberle

Bubble column reactors

Measurements on bubble columns in our laboratories as well as at our industry partner Evonik Industries deli­vered new knowledge concerning axial and radial gas holdup distributions and flow structures for different industrial inlet geometries.
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Foto: Hydrodynamic couplings - reference picture ©Copyright: Dr. André Bieberle

Hydrodynamic couplings

In cooperation with the industrial partner Mahle Behr GmbH the liquid distribution within a rapidly rotating VISCO coupling, used as impeller gear in car air conditioning systems, could be successfully determined for various momentum transfers.
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Foto: Innovative chemical reactors - reference picture ©Copyright: Dr. André Bieberle

Innovative chemical reactors

In cooperation with TU Eindhoven two-phase flow in novel reactor designs with rotating parts (solid foam and disc) have been analysed for different operating stages and installation positions.
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