Search

Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu., This thesis deals with determination of uncertainties of dimensional measurements in X-ray computed tomography. CT measurement process involves a lot of steps and is affected by a lot of factors, which depend not only on the CT system parameters but also on the measured sample and the operator. All of this influences the resulting uncertainty. Experimental method involving calibrated workpieces allows to determine the uncertainty without perfect knowledge of the influence factors. This method is described in standards ISO 15530-3 and VDI/VDE 2630 2.1. The aim of this work is to experimentally determine the uncertainty of tomographic measurement of dimensions of holes of selected workpiece on a CT device GE phoenix v|tome|x L240. Hence, a demonstration workpiece has been designed and manufactured. The dimensional CT measurements of inner and outer diameters have been performed on this sample. The reference measurement has been performed using a length measuring machine SIP 1002. The uncertainty of measurement depending on penetration thickness of the material has been determined.

Práce se zabývá určováním povrchu objektů v tomografických datech. Tento proces je velmi důležitý pro následné zpracování - vizualizaci objektů, souřadnicová měření, export do formátu STL apod. Určování povrchu znesnadňují tomografické artefakty, pórovitost a nehomogenita materiálu a nekvalitní data. Práce popisuje možnosti determinace povrchu v programu VGStudio MAX 2.2 a demonstruje je na určení povrchu vzorku drátkobetonu., This work studies the possibilities for determining surfaces of objects in tomographic data. This procedure is important for post-processing - object visualization, coordinate measuring, export to STL file format etc., and it is complicated due to tomographic artifacts, porosity of material, material inhomogenities, and low-quality data. The possibilities of the surface determination in VGStudio MAX 2.2 software are described and demonstrated on steel fiber-reinforced concrete sample.

Tato práce se zaměřuje na pokročilou zobrazovací technologii, rentgenovou počítačovou tomografii (CT). Tato nedestruktivní technika je využívána pro výzkum různých biomateiálů ve tkáňovém inženýrství a materiálové vědě obecně (skafoldy, polymery, keramické materiály, kompozity aj.). Vizualizace a kvantifikace ve 3D jsou výhodné v rámci multidisciplinárního přístupu, který je často v těchto odvětvích uplatňován. Záměr této práce lze rozdělit do dvou oblastí. Prvním tématem je optimalizace měřicí procedury různých měkkých materiálů pomocí CT s laboratorními rentgenovými zdroji. To zahrnuje převážně zobrazování ve fázovém kontrastu, konkrétně metodu volného šíření záření (VŠZ). Tato práce teoreticky popisuje VŠZ a demonstruje tento jev na řadě experimentů. Následné nezbytné zpracování dat získaných VŠZ je implementováno a vyhodnoceno na základě míry zlepšení obrazových dat. Druhé téma ukazuje konkrétní aplikace CT v materiálovém inženýrství. Několik studií s různými CT zařízeními ukazuje příklady možných aplikací a obrazového zpracování. Příklady korelace CT dat s jinými doplňkovými technikami ukazují, jak může být CT aplikována v multioborovém přístupu ke komplexnímu řešení vědeckých problémů., This thesis is focused on an advanced imaging method X-ray computed nanotomography (CT). This non-destructive technique is used for the research of various biomaterials in tissue engineering and material science in general (scaffolds, polymers, ceramics, composites, etc.). Visualisation and quantification in 3D are advantageous in multidisciplinary approach usually applied in these fields. The objective of the thesis is divided into two topics. The first topic is about optimisation of the measurement procedure for various soft materials by CT with the laboratory X-ray sources. Mostly, the phase contrast propagation-based CT imaging (PBI) is involved here. This work theoretically describes the PBI and demonstrates this phenomenon via several sets of measurements. The necessary post-processing of PBI data is implemented and evaluated based on data quality enhancement. The second topic shows specific applications of CT in material engineering. Several studies with different CT devices show a few examples of possible applications and image processing options. Examples of correlation of CT with other complementary techniques show how CT can be applied in a multidisciplinary approach to solving complex scientific problems.

Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu., This thesis deals with determination of uncertainties of dimensional measurements in X-ray computed tomography. CT measurement process involves a lot of steps and is affected by a lot of factors, which depend not only on the CT system parameters but also on the measured sample and the operator. All of this influences the resulting uncertainty. Experimental method involving calibrated workpieces allows to determine the uncertainty without perfect knowledge of the influence factors. This method is described in standards ISO 15530-3 and VDI/VDE 2630 2.1. The aim of this work is to experimentally determine the uncertainty of tomographic measurement of dimensions of holes of selected workpiece on a CT device GE phoenix v|tome|x L240. Hence, a demonstration workpiece has been designed and manufactured. The dimensional CT measurements of inner and outer diameters have been performed on this sample. The reference measurement has been performed using a length measuring machine SIP 1002. The uncertainty of measurement depending on penetration thickness of the material has been determined.

Práce se zabývá určováním povrchu objektů v tomografických datech. Tento proces je velmi důležitý pro následné zpracování - vizualizaci objektů, souřadnicová měření, export do formátu STL apod. Určování povrchu znesnadňují tomografické artefakty, pórovitost a nehomogenita materiálu a nekvalitní data. Práce popisuje možnosti determinace povrchu v programu VGStudio MAX 2.2 a demonstruje je na určení povrchu vzorku drátkobetonu., This work studies the possibilities for determining surfaces of objects in tomographic data. This procedure is important for post-processing - object visualization, coordinate measuring, export to STL file format etc., and it is complicated due to tomographic artifacts, porosity of material, material inhomogenities, and low-quality data. The possibilities of the surface determination in VGStudio MAX 2.2 software are described and demonstrated on steel fiber-reinforced concrete sample.

Rentgenová počítačová tomografie umožňuje nedestruktivní 3D zobrazování vnitřní struktury objektů, je však omezena absorpčními vlastnostmi látek. Zobrazování ve fázovém kontrastu umožňuje pozorování vzorků s nízkou absorpcí nebo částí, jež mají absorpci velmi podobnou. Kvůli požadavkům na prostorovou koherenci záření bylo zobrazování ve fázovém kontrastu dlouhou dobu omezeno na synchrotronové zdroje nebo na speciální techniky. S rozvojem techniky je dnes možné použití těchto metod i na laboratorních zdrojích. Tato práce podává základní přehled dnes používaných metod zobrazování ve fázovém kontrastu s důrazem na metodu volného šíření záření. Ukazuje příklady použití této metody a aplikaci tzv. phase retrieval algoritmu na datech z tomografických systémů RIGAKU Nano3DX a GE phoenix v|tome|x L240 v Laboratoři rentgenové mikro a nanotomografie CEITEC VUT., X-ray computed tomography is a nondestructive method for 3D imaging of inner structure of objects; it is, however, restricted by absorption properties of materials. With phase contrast imaging, observation of samples with low absorption or with parts with similar absorption becomes possible. For a long time, phase contrast imaging has been restricted to synchrotron radiation sources or special techniques due to requirement of spatial coherence of radiation. Along with recent development of X-ray micro and nanofocus tubes and X-ray detectors a phase contrast imaging becomes available also with laboratory sources. In this work an overview of phase contrast imaging methods is given, with an emphassis on propagation based method. Examples of this method and application of phase retrieval algorithm on samples from RIGAKU Nano3DX and GE phoenix v|tome|x L240 stations within Laboratory of X-ray micro and nanotomography CEITEC BUT are shown.

Tato práce se zaměřuje na pokročilou zobrazovací technologii, rentgenovou počítačovou tomografii (CT). Tato nedestruktivní technika je využívána pro výzkum různých biomateiálů ve tkáňovém inženýrství a materiálové vědě obecně (skafoldy, polymery, keramické materiály, kompozity aj.). Vizualizace a kvantifikace ve 3D jsou výhodné v rámci multidisciplinárního přístupu, který je často v těchto odvětvích uplatňován. Záměr této práce lze rozdělit do dvou oblastí. Prvním tématem je optimalizace měřicí procedury různých měkkých materiálů pomocí CT s laboratorními rentgenovými zdroji. To zahrnuje převážně zobrazování ve fázovém kontrastu, konkrétně metodu volného šíření záření (VŠZ). Tato práce teoreticky popisuje VŠZ a demonstruje tento jev na řadě experimentů. Následné nezbytné zpracování dat získaných VŠZ je implementováno a vyhodnoceno na základě míry zlepšení obrazových dat. Druhé téma ukazuje konkrétní aplikace CT v materiálovém inženýrství. Několik studií s různými CT zařízeními ukazuje příklady možných aplikací a obrazového zpracování. Příklady korelace CT dat s jinými doplňkovými technikami ukazují, jak může být CT aplikována v multioborovém přístupu ke komplexnímu řešení vědeckých problémů., This thesis is focused on an advanced imaging method X-ray computed nanotomography (CT). This non-destructive technique is used for the research of various biomaterials in tissue engineering and material science in general (scaffolds, polymers, ceramics, composites, etc.). Visualisation and quantification in 3D are advantageous in multidisciplinary approach usually applied in these fields. The objective of the thesis is divided into two topics. The first topic is about optimisation of the measurement procedure for various soft materials by CT with the laboratory X-ray sources. Mostly, the phase contrast propagation-based CT imaging (PBI) is involved here. This work theoretically describes the PBI and demonstrates this phenomenon via several sets of measurements. The necessary post-processing of PBI data is implemented and evaluated based on data quality enhancement. The second topic shows specific applications of CT in material engineering. Several studies with different CT devices show a few examples of possible applications and image processing options. Examples of correlation of CT with other complementary techniques show how CT can be applied in a multidisciplinary approach to solving complex scientific problems.

Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu., This thesis deals with determination of uncertainties of dimensional measurements in X-ray computed tomography. CT measurement process involves a lot of steps and is affected by a lot of factors, which depend not only on the CT system parameters but also on the measured sample and the operator. All of this influences the resulting uncertainty. Experimental method involving calibrated workpieces allows to determine the uncertainty without perfect knowledge of the influence factors. This method is described in standards ISO 15530-3 and VDI/VDE 2630 2.1. The aim of this work is to experimentally determine the uncertainty of tomographic measurement of dimensions of holes of selected workpiece on a CT device GE phoenix v|tome|x L240. Hence, a demonstration workpiece has been designed and manufactured. The dimensional CT measurements of inner and outer diameters have been performed on this sample. The reference measurement has been performed using a length measuring machine SIP 1002. The uncertainty of measurement depending on penetration thickness of the material has been determined.

Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu., This thesis deals with determination of uncertainties of dimensional measurements in X-ray computed tomography. CT measurement process involves a lot of steps and is affected by a lot of factors, which depend not only on the CT system parameters but also on the measured sample and the operator. All of this influences the resulting uncertainty. Experimental method involving calibrated workpieces allows to determine the uncertainty without perfect knowledge of the influence factors. This method is described in standards ISO 15530-3 and VDI/VDE 2630 2.1. The aim of this work is to experimentally determine the uncertainty of tomographic measurement of dimensions of holes of selected workpiece on a CT device GE phoenix v|tome|x L240. Hence, a demonstration workpiece has been designed and manufactured. The dimensional CT measurements of inner and outer diameters have been performed on this sample. The reference measurement has been performed using a length measuring machine SIP 1002. The uncertainty of measurement depending on penetration thickness of the material has been determined.

Rentgenová počítačová tomografie umožňuje nedestruktivní 3D zobrazování vnitřní struktury objektů, je však omezena absorpčními vlastnostmi látek. Zobrazování ve fázovém kontrastu umožňuje pozorování vzorků s nízkou absorpcí nebo částí, jež mají absorpci velmi podobnou. Kvůli požadavkům na prostorovou koherenci záření bylo zobrazování ve fázovém kontrastu dlouhou dobu omezeno na synchrotronové zdroje nebo na speciální techniky. S rozvojem techniky je dnes možné použití těchto metod i na laboratorních zdrojích. Tato práce podává základní přehled dnes používaných metod zobrazování ve fázovém kontrastu s důrazem na metodu volného šíření záření. Ukazuje příklady použití této metody a aplikaci tzv. phase retrieval algoritmu na datech z tomografických systémů RIGAKU Nano3DX a GE phoenix v|tome|x L240 v Laboratoři rentgenové mikro a nanotomografie CEITEC VUT., X-ray computed tomography is a nondestructive method for 3D imaging of inner structure of objects; it is, however, restricted by absorption properties of materials. With phase contrast imaging, observation of samples with low absorption or with parts with similar absorption becomes possible. For a long time, phase contrast imaging has been restricted to synchrotron radiation sources or special techniques due to requirement of spatial coherence of radiation. Along with recent development of X-ray micro and nanofocus tubes and X-ray detectors a phase contrast imaging becomes available also with laboratory sources. In this work an overview of phase contrast imaging methods is given, with an emphassis on propagation based method. Examples of this method and application of phase retrieval algorithm on samples from RIGAKU Nano3DX and GE phoenix v|tome|x L240 stations within Laboratory of X-ray micro and nanotomography CEITEC BUT are shown.

Rentgenová počítačová tomografie umožňuje nedestruktivní 3D zobrazování vnitřní struktury objektů, je však omezena absorpčními vlastnostmi látek. Zobrazování ve fázovém kontrastu umožňuje pozorování vzorků s nízkou absorpcí nebo částí, jež mají absorpci velmi podobnou. Kvůli požadavkům na prostorovou koherenci záření bylo zobrazování ve fázovém kontrastu dlouhou dobu omezeno na synchrotronové zdroje nebo na speciální techniky. S rozvojem techniky je dnes možné použití těchto metod i na laboratorních zdrojích. Tato práce podává základní přehled dnes používaných metod zobrazování ve fázovém kontrastu s důrazem na metodu volného šíření záření. Ukazuje příklady použití této metody a aplikaci tzv. phase retrieval algoritmu na datech z tomografických systémů RIGAKU Nano3DX a GE phoenix v|tome|x L240 v Laboratoři rentgenové mikro a nanotomografie CEITEC VUT., X-ray computed tomography is a nondestructive method for 3D imaging of inner structure of objects; it is, however, restricted by absorption properties of materials. With phase contrast imaging, observation of samples with low absorption or with parts with similar absorption becomes possible. For a long time, phase contrast imaging has been restricted to synchrotron radiation sources or special techniques due to requirement of spatial coherence of radiation. Along with recent development of X-ray micro and nanofocus tubes and X-ray detectors a phase contrast imaging becomes available also with laboratory sources. In this work an overview of phase contrast imaging methods is given, with an emphassis on propagation based method. Examples of this method and application of phase retrieval algorithm on samples from RIGAKU Nano3DX and GE phoenix v|tome|x L240 stations within Laboratory of X-ray micro and nanotomography CEITEC BUT are shown.

Tato práce se zabývá určením nejistot rozměrových měření v rentgenové počítačové tomografii (CT). Proces měření na CT se skládá z mnoha kroků a je ovlivněn velkým množstvím faktorů, které závisí nejen na parametrech daného CT systému, ale také nasamotném měřeném vzorku a na volbě operátora. To vše má vliv na výslednou nejistotu. Experimentální metoda s využitím kalibrovaných vzorků umožňuje určit nejistotu měření bez přesných znalostí vlivu jednotlivých parametrů. Vyjádření nejistot touto metodou popisují normy ISO 15530-3 a VDI/VDE 2630 2.1. Cílem práce je experimentálně stanovit nejistotu tomografického měření rozměrů děr vybraného vzorku u stanice GE phoenix v|tome|x L240. Za tímto účelem byl navržen a vyroben demonstrační vzorek. Na něm proběhla tomografická měření vnitřních a vnějších průměrů. Referenční měření bylo provedeno na délkoměru SIP 1002 M. Byla vyhodnocena nejistota vnitřních a vnějších průměrů v závislosti na tloušťce prozařovaného materiálu., This thesis deals with determination of uncertainties of dimensional measurements in X-ray computed tomography. CT measurement process involves a lot of steps and is affected by a lot of factors, which depend not only on the CT system parameters but also on the measured sample and the operator. All of this influences the resulting uncertainty. Experimental method involving calibrated workpieces allows to determine the uncertainty without perfect knowledge of the influence factors. This method is described in standards ISO 15530-3 and VDI/VDE 2630 2.1. The aim of this work is to experimentally determine the uncertainty of tomographic measurement of dimensions of holes of selected workpiece on a CT device GE phoenix v|tome|x L240. Hence, a demonstration workpiece has been designed and manufactured. The dimensional CT measurements of inner and outer diameters have been performed on this sample. The reference measurement has been performed using a length measuring machine SIP 1002. The uncertainty of measurement depending on penetration thickness of the material has been determined.