Промышленная рентгеновская компьютерная томография является перспективным методом неразрушающей диагностики и структуроскопии, открывающим новые возможности для исследования структурно-морфологических характеристик различных материалов и внутренних дефектов изделий из них. Привлекательность использования рентгеновской компьютерной томографии для решения различных производственных задач заключается в оперативности проведения исследований, снижении трудозатрат при подготовке образцов, получении подробной информации об объемном строении исследуемых объектов. Целью обучения по программе «Рентгеновская компьютерная томография в производственных технологиях» является приобретение компетенций в области неразрушающего контроля качества материалов и изделий методом промышленной рентгеновской компьютерной томографии при разработке и внедрении новых производственных технологий. Освоение программы позволит слушателям осуществлять трудовую деятельность в области неразрушающего контроля материалов и изделий с применением рентгеновской компьютерной томографии. Профессиональные траектории выпускников программы могут включать работу в должностях руководителей и специалистов лабораторий неразрушающего контроля и испытательных лабораторий промышленных предприятий, ВУЗов и НИИ.
Приобретение компетенций в области неразрушающего контроля качества материалов и изделий методом промышленной рентгеновской компьютерной томографии при разработке и внедрении новых производственных технологий.
Образование:
Высшее / среднее профессиональное. Допускается прием на обучение по программе лиц, получающих высшее или среднее профессиональное образование при предоставлении справки с места обучения. При этом по завершении освоения программы таким лицам выдается справка об обучении, удостоверение о повышении квалификации выдается впоследствии при предоставлении копии диплома о высшем или среднем профессиональном образовании. Допускается прием на обучение по программе лиц, получающих высшее или среднее профессиональное образование при предоставлении справки с места обучения. При этом по завершении освоения программы таким лицам выдается справка об обучении, удостоверение о повышении квалификации выдается впоследствии при предоставлении копии диплома о высшем или среднем профессиональном образовании.
Квалификация:
Не требуется
Наличие опыта профессиональной деятельности:
Требований не предъявляется
Предварительное освоение иных дисциплин/курсов /модулей:
Требований не предъявляется
Образование:
Высшее / среднее профессиональное. Допускается прием на обучение по программе лиц, получающих высшее или среднее профессиональное образование при предоставлении справки с места обучения. При этом по завершении освоения программы таким лицам выдается справка об обучении, удостоверение о повышении квалификации выдается впоследствии при предоставлении копии диплома о высшем или среднем профессиональном образовании. Допускается прием на обучение по программе лиц, получающих высшее или среднее профессиональное образование при предоставлении справки с места обучения. При этом по завершении освоения программы таким лицам выдается справка об обучении, удостоверение о повышении квалификации выдается впоследствии при предоставлении копии диплома о высшем или среднем профессиональном образовании.
Квалификация:
Не требуется
Наличие опыта профессиональной деятельности:
Требований не предъявляется
Предварительное освоение иных дисциплин/курсов /модулей:
Требований не предъявляется
свернуть
Модуль 1. Физические и математические основы рентгеновской компьютерной томографии (20 час.)
Тема 1.1 Возбуждение и распространение рентгеновских лучей (6 час)
Понятия и определения физики рентгеновского излучения. Генерирование потока рентгеновских лучей. Источники. Характеристическое и тормозное излучение. Энергия рентгеновского излучения. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Интенсивность рентгеновского излучения. Линейный и массовый коэффициенты ослабления. Фотоэлектрический эффект. Закон Ламберта-Бера. Оже-эффект. Когерентное и некогерентное рассеяние.
Тема 1.2 Интегральные методы реконструкции в компьютерной томографии (8 час)
Методы обращения интегрального преобразования. Метод двумерной фильтрации (ро-фильтрация). Геометрический смысл преобразования Радона. Связь преобразования Радона с преобразованием Фурье. Формула Радона для функции двух переменных. Формула Радона для функции нескольких переменных. Теорема о центральном сечении. Аналоги теоремы о центральном сечении. Метод Фурье-синтеза. Метод одномерной фильтрации (метод фильтрованных обратных проекций). Разложение в ряд Фурье. Преобразование Абеля. Лучевое и веерное преобразования. Сопряженные операторы и формулы обращения. Экспоненциальное преобразование Радона.
Тема 1.3 Алгебраические методы реконструкции в компьютерной томографии (6 час)
Задача вычислительной томографии в дискретной форме. Дискретное преобразование Фурье. Алгоритм быстрого преобразования Фурье. Теорема Котельникова-Шеннона и ее доказательство. Условие Найквиста. Двумерные схемы дискретизации. Причины неприменимости прямых методов решения систем линейных алгебраических уравнений в томографии. Итерационные методы решения. Априорные ограничения на искомое решение. Метод простой итерации. Метод скорейшего спуска. Метод алгебраической реконструкции (ART). SIRT-метод. Сравнительные характеристики итерационных методов.
Модуль 3. Обработка, анализ и визуализация томографических данных (8 час.)
Тема 3.1 Базовые инструменты программы VGStudioMax (6 час)
Volume Graphics GmbH. Сравнительные характеристики VGStudio MAX и VGStudio. Основные элементы рабочего пространства VGStudioMax. Визуализация результатов рендеринга в 3D Window. Выбор области интереса: Region of Interest (ROI). Двумерные окна (2D Windows). Окно профиля (ProfileWindow). Строка состояния (Status Bar). Элементы меню: File, Edit, Object, Select, Filter, Instruments, Analysis, Animation, Tools, Window, Help.
Тема 3.2 Томографическая реконструкция в системе VGStudioMax (8 час)
Алгоритмы томографической реконструкции. Пре-процессинг проекций. Просмотр и редактирование файлов проекций. Сортировка файлов проекций. Параметры реконструкции: режимы интерполяции и фильтрации, шумоудаление, компенсация вариаций интенсивности излучения. Ужесточение рентгеновского спектра пучка. Режим импорта. Выбор типа данных результатов реконструкции. Визуализация результатов. Причины артефактов изображений в промышленной компьютерной томографии и методы их коррекции.
Тема 3.3 Объемный рендеринг и экстракция поверхности (4 час)
Воксельные массивы трехмерных данных. Трилинейная интерполяция по воксельному массиву. Алгоритм объемного рендеринга. Задание плоскости наблюдения, ракурса просмотра, изменение масштаба. Настройка рендеринга. Методика настройки параметров объемного рендеринга и экстракции поверхности для заданных условий.Ограничения рендеров. Рендеринг CAD/Polygon. Инструмент SurfaceExtraction (экстракция поверхности). Передискретизация. Симплификация.
Тема 3.4 Свободное программное обеспечение MyVGL (8 час)
Особенности пользовательского интерфейса. Рабочее пространство myVGL. Элементы управления myVGL для визуализации данных. Работа с результатами расширенного анализа. Инструмент Defect Detection. Инструмент Nominal/Actual comparison. Инструмент Wall thickness. Инструмент P201 (анализ пористости по стандарту VDG P201 VW50097). Инструмент Orientationanalysis. Инструмент CM reporting.
Модуль 2. Промышленные томографы и их компоненты (26 час.)
Тема 2.1 Базовая конфигурация промышленных томографических систем (6 час)
Поколения томографов и схемы сканирования. Узлы и элементы установок промышленной рентгеновской компьютерной томографии. Сканирующие системы. Эквидистантные схемы организации сбора измерительных данных. Рентгеновский источник. Элементы рентгенооптики. Система коллимирования. Детекторы. Манипуляторы для позиционирования объекта между источником и детектором. Особенности конструкции корпусных элементов томографа. Защита от рентгеновского излучения. Средства обеспечения радиационной, электрической и механической безопасности.
Тема 2.2 Источники рентгеновского излучения (8 час)
Технические рентгеновские трубки. Энергетический спектр рентгеновской трубки. Микрофокусные и нанофокусные трубки. Параметры рентгеновских трубок, используемых в компьютерной томографии: размеры фокального пятна; анодное напряжение; анодный ток; длительность импульса; мощность. Катоды излучающих элементов. Методы стабилизации анодного напряжения. Источники синхротронного излучения.
Тема 2.3 Детекторные устройства (8 час)
Функции детекторных устройств рентгеновских компьютерных томографов. Требования к детекторным устройствам. Принципы работы детекторов рентгеновского излучения. Плоскопанельные и линейные рентгеновские детекторы. Цифровые детекторы непрямого преобразования рентгеновского излучения. Сцинтилляционные детекторы. Панели на основе аморфного кремния. Цифровые детекторы прямого преобразования рентгеновского излучения. Полупроводниковые детекторы на основе CdTe и CdZnTe.Методы калибровки цифровых детекторных систем.
Тема 2.4 Современные томографы для контроля промышленных изделий: модели и производители (4 час)
Ведущие зарубежные производители промышленных томографических установок: General Electric, Nikon, Bruker. Промышленные рентгеновские томографы MCT 225 Metrology CT XT H 225/320 LC (Nikon). Модельный ряд томографических установок phoenix x-ray (General Electric). Модельный ряд отечественных промышленных томографов: X-LAB 100 (НИЦ «Промышленная оптика»), ВТ-600ХА («Проминтро») и др.
Модуль 1. Физические и математические основы рентгеновской компьютерной томографии (20 час.)
Тема 1.1 Возбуждение и распространение рентгеновских лучей (6 час)
Понятия и определения физики рентгеновского излучения. Генерирование потока рентгеновских лучей. Источники. Характеристическое и тормозное излучение. Энергия рентгеновского излучения. Взаимодействие рентгеновского излучения с веществом. Интенсивность рентгеновского излучения. Линейный и массовый коэффициенты ослабления. Фотоэлектрический эффект. Закон Ламберта-Бера. Оже-эффект. Когерентное и некогерентное рассеяние.
Тема 1.2 Интегральные методы реконструкции в компьютерной томографии (8 час)
Методы обращения интегрального преобразования. Метод двумерной фильтрации (ро-фильтрация). Геометрический смысл преобразования Радона. Связь преобразования Радона с преобразованием Фурье. Формула Радона для функции двух переменных. Формула Радона для функции нескольких переменных. Теорема о центральном сечении. Аналоги теоремы о центральном сечении. Метод Фурье-синтеза. Метод одномерной фильтрации (метод фильтрованных обратных проекций). Разложение в ряд Фурье. Преобразование Абеля. Лучевое и веерное преобразования. Сопряженные операторы и формулы обращения. Экспоненциальное преобразование Радона.
Тема 1.3 Алгебраические методы реконструкции в компьютерной томографии (6 час)
Задача вычислительной томографии в дискретной форме. Дискретное преобразование Фурье. Алгоритм быстрого преобразования Фурье. Теорема Котельникова-Шеннона и ее доказательство. Условие Найквиста. Двумерные схемы дискретизации. Причины неприменимости прямых методов решения систем линейных алгебраических уравнений в томографии. Итерационные методы решения. Априорные ограничения на искомое решение. Метод простой итерации. Метод скорейшего спуска. Метод алгебраической реконструкции (ART). SIRT-метод. Сравнительные характеристики итерационных методов.
Модуль 2. Промышленные томографы и их компоненты (26 час.)
Тема 2.1 Базовая конфигурация промышленных томографических систем (6 час)
Поколения томографов и схемы сканирования. Узлы и элементы установок промышленной рентгеновской компьютерной томографии. Сканирующие системы. Эквидистантные схемы организации сбора измерительных данных. Рентгеновский источник. Элементы рентгенооптики. Система коллимирования. Детекторы. Манипуляторы для позиционирования объекта между источником и детектором. Особенности конструкции корпусных элементов томографа. Защита от рентгеновского излучения. Средства обеспечения радиационной, электрической и механической безопасности.
Тема 2.2 Источники рентгеновского излучения (8 час)
Технические рентгеновские трубки. Энергетический спектр рентгеновской трубки. Микрофокусные и нанофокусные трубки. Параметры рентгеновских трубок, используемых в компьютерной томографии: размеры фокального пятна; анодное напряжение; анодный ток; длительность импульса; мощность. Катоды излучающих элементов. Методы стабилизации анодного напряжения. Источники синхротронного излучения.
Тема 2.3 Детекторные устройства (8 час)
Функции детекторных устройств рентгеновских компьютерных томографов. Требования к детекторным устройствам. Принципы работы детекторов рентгеновского излучения. Плоскопанельные и линейные рентгеновские детекторы. Цифровые детекторы непрямого преобразования рентгеновского излучения. Сцинтилляционные детекторы. Панели на основе аморфного кремния. Цифровые детекторы прямого преобразования рентгеновского излучения. Полупроводниковые детекторы на основе CdTe и CdZnTe.Методы калибровки цифровых детекторных систем.
Тема 2.4 Современные томографы для контроля промышленных изделий: модели и производители (4 час)
Ведущие зарубежные производители промышленных томографических установок: General Electric, Nikon, Bruker. Промышленные рентгеновские томографы MCT 225 Metrology CT XT H 225/320 LC (Nikon). Модельный ряд томографических установок phoenix x-ray (General Electric). Модельный ряд отечественных промышленных томографов: X-LAB 100 (НИЦ «Промышленная оптика»), ВТ-600ХА («Проминтро») и др.
Модуль 3. Обработка, анализ и визуализация томографических данных (8 час.)
Тема 3.1 Базовые инструменты программы VGStudioMax (6 час)
Volume Graphics GmbH. Сравнительные характеристики VGStudio MAX и VGStudio. Основные элементы рабочего пространства VGStudioMax. Визуализация результатов рендеринга в 3D Window. Выбор области интереса: Region of Interest (ROI). Двумерные окна (2D Windows). Окно профиля (ProfileWindow). Строка состояния (Status Bar). Элементы меню: File, Edit, Object, Select, Filter, Instruments, Analysis, Animation, Tools, Window, Help.
Тема 3.2 Томографическая реконструкция в системе VGStudioMax (8 час)
Алгоритмы томографической реконструкции. Пре-процессинг проекций. Просмотр и редактирование файлов проекций. Сортировка файлов проекций. Параметры реконструкции: режимы интерполяции и фильтрации, шумоудаление, компенсация вариаций интенсивности излучения. Ужесточение рентгеновского спектра пучка. Режим импорта. Выбор типа данных результатов реконструкции. Визуализация результатов. Причины артефактов изображений в промышленной компьютерной томографии и методы их коррекции.
Тема 3.3 Объемный рендеринг и экстракция поверхности (4 час)
Воксельные массивы трехмерных данных. Трилинейная интерполяция по воксельному массиву. Алгоритм объемного рендеринга. Задание плоскости наблюдения, ракурса просмотра, изменение масштаба. Настройка рендеринга. Методика настройки параметров объемного рендеринга и экстракции поверхности для заданных условий.Ограничения рендеров. Рендеринг CAD/Polygon. Инструмент SurfaceExtraction (экстракция поверхности). Передискретизация. Симплификация.
Тема 3.4 Свободное программное обеспечение MyVGL (8 час)
Особенности пользовательского интерфейса. Рабочее пространство myVGL. Элементы управления myVGL для визуализации данных. Работа с результатами расширенного анализа. Инструмент Defect Detection. Инструмент Nominal/Actual comparison. Инструмент Wall thickness. Инструмент P201 (анализ пористости по стандарту VDG P201 VW50097). Инструмент Orientationanalysis. Инструмент CM reporting.
Назад
