Загрузить брошюру;pdf

Национальный исследовательский
Томский государственный университет
Цифровой рентгеновский
3D-микротомограф
Руководитель:
В.И. Сырямкин, д.т.н., профессор,
лауреат Премии Правительства РФ
2012г., директор УНПЦ «Технологический
менеджмент» НИ ТГУ
Докладчик:
Богомолов Евгений Николаевич
Назначение разработки
Рентгеновский микротомограф (РМТ)
относится
к
рентгеновским
методам
исследования пространственной структуры
и совершенства материалов и кристаллов,
он предназначен для неразрушающего
исследования
органических
и
неорганических объектов.
2
3
Принцип работы
электромеханической части
Испытуемый
образец
Источник РИ
Z
У
Приемник РИ
Х
Неподвижный
кронштейн
Рабочий стол
ЭМСП
4
Источник рентгеновского
излучения
5
• Напряжение
20-160 кВ
• Сила тока
0-250 мкА
• Мощность
10 Вт
• Диаметр фокального пятна
1-5 мкм
Детектор рентгеновского
излучения на базе ПЗС матрицы
• формат чувствительной области ПЗС: 2048x2048 пикселей
• геометрический размер пикселя: 13x13 мкм
• геометрический размер чувствительной области ПЗС: 27.6x27.6 мм
• встроенный двухскоростной АЦП (16-бит 100 кГц & 16-бит 2 МГц)
6
Система позиционирования
Ход ротора:
7
СЭМД
360°
ЛЭМД
100 мм
Точность позиционирования, не менее
± 0,5 мкм
Скорость перемещения ротора
от 0,01 до 20 мм/с
Мощность (при напряжении питания 70 В)
0,7 кВт
Программное обеспечение
микротомографа
Исходные теневые проекции
8
Общий вид программного обеспечения
Программное обеспечение
микротомографа
9
Программное обеспечение
микротомографа
Исходные теневые проекции
10
Примеры 3D-реконструкций
объектов
11
Преимущества разработки
Мобильность, компактность, возможность работать как в
стационарных условиях, так и в мобильных передвижных
установках, возможность работать в комплекте с другим
оборудованием, очень низкая цена при качестве, не
уступающему конкурентам.
Сочетание вышеперечисленных преимуществ системы
позволяет обеспечить наивысшее быстродействие и
качество оценки состояния исследуемых органических и
неорганических
объектов,
а
также
высокую
конкурентоспособность
разработки,
позволяющую
обеспечить импортозамещение подобных систем на
территории Российской Федерации и создание новой ниши
товаров российского производства на мировом рынке
рентгенооптических систем.
12
Основные технические
характеристики прибора
№ п.п.
1
Количество разрешающих элементов
детектора, мкм
2
Разрешением
3
Масса габаритных характеристики, мм/ кг
4
5
Поле зрения, мм
Рабочий диапазон длин волн, Å
Точность позиционирования
электромехатронных модулей движения в
системе позиционирования РМТ, мкм
Соответствие требованиям техники
безопасности
Защита от рентгеновского излучения, мкЗв/ч
6
7
8
13
Наименование характеристики
Требуемое значение
2048х2048 ячеек при размере одного
элемента не более 13,3х13,3
13 мкм
504x992,5x1504
450
1
0,3 – 2,3
±1
ГОСТ 12.1.030-81
1–3
Условия эксплуатации:
Температура
Относительная влажность
Атмосферное давление
20±10 оС;
от 45 до 80 %;
от 630 до 800 мм рт. ст;
Прибор предназначен для эксплуатации в сухих и чистых
помещениях (в лабораторных условиях).
По устойчивости к климатическим воздействиям прибор относится
к изделиям категории 1 ГОСТ 15150.
По электробезопасности прибор соответствует требованиям ГОСТ
12.2.007.0.
По устойчивости к климатическим и механическим воздействиям
при транспортировки и хранении прибор соответствует требованиям
группы 1 ГОСТ 22261.
Прибор соответствует степени защиты обеспечиваемой оболочкой
по ГОСТ 30631-99.
14
Новизна разработки:
15

высокоточная система позиционирования, способная обеспечить позиционирование
исследуемого объекта с точностью 1 микрон.

полная автоматизация работы рентгеновского микротомографа, не требующая
вмешательства пользователя в процесс построения 3D-модели исследуемого объекта;

встроенные алгоритмы анализа внутренней структуры объекта;

встроенные алгоритмы классификации дефектов структуры объекта;

встроенные алгоритмы предобработки исходных данных неискажающего сжатия с
целью экономии вычислительных ресурсов системы;

высокое быстродействие работы как аппаратного, так и программного обеспечения
обусловлено использованием структурно-перестраиваемых алгоритмов управления,
позволяющих значительно повысить точность и скорость работы цифрового
рентгеновского 3D-микротомографа;

алгоритмы параллельных вычислений, использующие графические процессоры
общего назначения позволяет достичь быстродействия, заметно превосходящее
аналоги;

возможность формирования псевдоцветных 3D-изображений исследуемого объекта
позволяет расширить возможности традиционных методов рентгеновских
исследований.
ОИС РМТ
16
Целевой рынок
 Компании-производители оборудования и товара с целью
проведения исследований неразрушающего контроля в
медицине, биологии и промышленности;
 Университеты, научно-исследовательские институты в
России и за рубежом для проведения научноисследовательских,
опытно-конструкторских
и
технологических работ по ряду направлений. (Опросы
велись среди профильных учреждений);
 В первые 3 года производства потенциальный объем
потребления создаваемой продукции оценивается в 80%
российского рынка и 20% зарубежного рынка, чему будет
способствовать отсутствие производителей на российском
рынке
при
наличии
востребованности
высокотехнологичной продукции, а также оптимальное
соотношение цены и качества.
17
Потенциальные
потребители в РФ
ОАО «Ситроникс»;
ЗАО «НПФ «БМГ ПЛЮС»;
НПП «ДЕКО-КВАРЦ» ;
ЗАО «ПКК Миландр»;
Научно-исследовательский проектнотехнологический институт (НИПТИ)
«Микрон»;
 ООО «Авpоpа-ЭЛМА»;
 ОАО «НПП «Восток»;
 ЗАО «Кремний-Маркетинг».





18
Метрологическое обеспечение
рентгеновских вычислительных томографов
19
Спасибо за внимание!
20
Примеры 3D-реконструкций
объектов
21
Примеры 3D-реконструкций
объектов
22
Недостатки аналогов
 Высокая стоимость (15-30 млн.руб.)
 Длительные изготовление и поставка в
Россию (6-12 месяцев)
 Программное обеспечение с низким
быстродействием
 Отсутствие возможности автоматической
диагностики
дефектов
исследуемого
материала и отображения несплошностей
на псевдоцветном изображении
 А так же отсутствие производства аналогов
в России
23
Комплектность
Наименование
24
Кол-во
1
Рентгеновский микротомограф
1 шт.
2
Управляющий ПК
1 шт.
3
Программное обеспечение на компакт-диске
1 шт.
4
Шнур питания, 220В
8 шт.
5
Эксплуатационная документация:
5.1
Паспорт
1 шт.
5.2
Руководство по эксплуатации
1 шт.