监视用于工件的计算机断层扫描检查的设备的功能状态的方法技术

本发明专利技术涉及监视用于工件(104)的计算机断层扫描检查的设备(106)的功能状态的计算机实现的方法，其中对工件(104)的计算机断层扫描检查包括对工件(104)执行一个或更多个计算机断层扫描测量。在此，测量分别产生至少一个测量变量的至少一个测量值。监视功能状态的方法在此首先包括从对一个或更多个工件(104)的至少两次测量中选择至少一个测量变量的测量值。随后，确定所述至少一个测量变量的所选择的测量值的至少一个分散度量，以及所述至少一个测量变量的测量值的至少一个基准分散度量。然后通过将所确定的至少一个分散度量与所述至少一个测量变量的至少一个基准分散度量进行比较来确定该设备(106)的功能状态。

A Method of Monitoring the Functional State of the Equipment Used in the Computer Tomography Examination of Workpieces

The present invention relates to a computer implementation method for monitoring the functional status of a computer tomography scanner (106) for a workpiece (104), in which a computer tomography inspection of a workpiece (104) includes performing one or more computerized tomography measurements of a workpiece (104). Here, the measurement generates at least one measurement value of at least one measurement variable, respectively. The method of monitoring the functional status here first includes selecting at least one measurement variable from at least two measurements of one or more workpieces (104). Subsequently, at least one dispersion measure of the selected measurement value of the at least one measurement variable is determined, and at least one reference dispersion measure of the measured value of the at least one measurement variable is determined. The functional state of the device (106) is then determined by comparing the determined at least one dispersion measure with at least one reference dispersion measure of the at least one measurement variable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】监视用于工件的计算机断层扫描检查的设备的功能状态的方法本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于监视用于工件的计算机断层扫描检查的设备的功能状态的方法，以及根据权利要求14的对应设备和根据权利要求15的计算机程序产品。除了已知的医学应用之外，计算机断层扫描检查也越来越多地用于工件生产中的质量保证和材料测试。以这种方式，还尤其能够对工件的内部或难以到达的区域进行无损检查，并对工件进行尺寸测量。然而，在这种情况下，始终有必要确保所使用的计算机断层扫描仪产生的扫描或图像也能以足够的精度真实再现现实。因此，例如，设备上的磨损现象或缺陷会导致扫描质量的逐渐或短时下降。因此，必须监视计算机断层扫描仪的正确功能状态，以确保所收集的数据的相关性。迄今为止，已经有各种方法来监视工件的计算机断层扫描检查。第一种方法是使用测量标准。这涉及使用校准的试样来确定特定度量的基准值，然后将该基准值与试样上连续重复测量中确定的测量值进行比较。然而，在这种情况下的一个缺点是，对于要检查的许多几何形状和结构，不可能或不能经济地产生一个计量上合适的校准测量标准。因此，由测量标准规定的测量变量通常与那些与评定被检查对象的生产质量相关的测量变量不相对应。如果第一种监视方法是用校准的工件进行的，则该方法通常限于外部可接触的几何形状，因为只有这些几何形状能够通过计量进行外部校准。通过拆分和校准单个零件来获取内部几何形状，然后使用重新组装状态下的主体进行监视，在现实中会导致各种问题。例如，在这种情况下会由于因拆分导致的工件变形而引起偏差，由于拆分过程中的材料损失而引起偏差，以及由于对整个几何形状经常需要的单个零件的配准而引起偏差。此外，任何使用测量标准的设备监视都需要中断当前的测量操作，这意味着设备的使用效率不是最佳的。在这种情况下，通常需要使用测量标准定期重复地监视设备，以便对通过设备确定的测量值提供足够的保护。尤其是，如果使用设备进行的测量的容差非常低，那么就有必要借助于测量标准进行非常密切的监视。尤其是，在具有低容差的非常精确的测量的情况下，可能会因此出现测量操作的频繁中断，从而极大地限制了设备的使用效率。第二种方法涉及被监视设备的工作参数。工作参数例如可以是电气工作参数(X射线管的电压或电流)或机械参数(例如设定点位置及相对其的偏差)。另选地，可以对简单的图像参数进行自动测试。这种情况下的一个缺点是，除其它外，这种监视不是非常明确。因此，可能会过早或过晚地提供关于设备故障的警告。最后，由于扫描结果由人类用户或专家检查和评定，扫描的隐式监视也经常发生。在这种情况下，截面图像或表面形状的“锐度”通常通过视觉观察。然而，这种监视仅在点或局部进行，因为以这种方式对完整CT扫描进行评定非常耗时。此外，这种监视的质量高度依赖于专家的能力和先验知识，并且具有自然变化——例如由于紧张、疲劳或仅仅是缺乏时间而造成。相比之下，本专利技术的目的是提供一种监视用于工件的计算机断层扫描检查的设备的功能状态的改进方法，该方法克服了现有技术的上述缺点。本专利技术的主要特征在权利要求1的特征部分以及权利要求14和15中进行了说明。权利要求2至13的主题是改进设计。在第一方面，本专利技术涉及一种监视用于工件的计算机断层扫描检查的设备的功能状态的计算机实现的方法。在这种情况下，工件的计算机断层扫描检查包括对工件执行一个或更多个计算机断层扫描测量，其中，测量分别产生至少一个测量变量的至少一个测量值。在这种情况下，监视功能状态的方法初始包括从对于一个或更多个工件的至少两次测量中选择至少一个测量变量的测量值。然后，确定至少一个测量变量的所选择的测量值的至少一个分散度量，以及至少一个测量变量的测量值的至少一个基准分散度量。然后，通过将所确定的至少一个分散度量与至少一个测量变量的至少一个基准分散度量进行比较来确定设备的功能状态。在这种情况下，“计算机断层扫描测量”应被理解为对计算机断层扫描测量数据的评估，以确定测量变量的测量值。在这种情况下，从被扫描工件的至少一次计算机断层扫描或图像中获得测量数据。因此，完全有可能重复评估作为计算机断层扫描的结果获得的被检查工件的数据记录，从而从单个数据记录针对一个或更多个测量变量确定一个或更多个测量值。因此，多次测量不一定也意味着计算机断层扫描设备的多次扫描。在这种情况下，“测量变量”可以被理解为是指特定的尺寸上可测量或在无损检测过程中可测量的工件的尺寸特性。举例来说，测量变量可以是工件边缘的取向(位置)、孔的直径、工件中孔的密度和/或大小和/或取向等。然而，测量变量不一定是工件的尺寸属性。相反，测量变量也可以是根据扫描本身的图像而并非根据扫描产生的工件的图像而确定的变量。举例来说，这种测量变量的测量值也可以根据扫描过程中产生的投影图像或根据设定物体表面周围的重构体积数据来确定。这种测量变量的示例可以是投影图像或重构体积的定义区域中的灰度值分布或噪声值。在这种情况下，使用从针对扫描产生的投影图像导出的测量变量的优点在于可使用扫描的原始数据来评估设备的状态。相比之下，工件的尺寸测量变量最初需要借助于投影数据的反向投影来重构被检查的工件。这通常包括使用过滤器以获得尽可能清晰的图像。然而，这会导致对所用计算机断层扫描设备的功能状态的评估有用的信息丢失。基于工件的计算机断层扫描检查来评定测量变量，从而获得一个或更多个数值作为测量值。因此，测量值例如可以是长度测量值、密度或者不是表征工件本身而是表征扫描图像的其它值。然而，测量变量不一定只是直接可测量变量，例如边长。相反，测量变量也可以是导出变量，例如被检查工件的特定区域的平均表面质量。测量变量也可以是特定区域中的灰度值，或者可以是扫描的信噪比。通常，在测量过程中确定的测量值也可以在这种情况下用于导出允许测量的相互比较的测量变量。根据本专利技术，根据对一个或更多个工件的至少两次测量的测量值确定所考虑的测量变量的测量值的至少一个分散度量。分散度量可以是包含关于测量值的分布的信息的度量。这样，分散度量例如可以是测量值的方差、平均值、区间或标准偏差。此外，分散度量也可以是与一个或更多个其它测量值的相关性，或者可以描述随机样本的最小值或最大值。分散度量表示允许确定设备的功能状态的特征量。然后，在该方法的进一步过程中，将如此确定的分散度量与基准分散度量进行比较，以确定设备的功能状态。在这种情况下，例如可以从数据库中获得基准分散度量。与前面描述的分散度量一样，基准分散度量也可以是测量值的统计分布的度量。然而，基准分散度量不一定是与根据测量值所确定的分散度量类型相同的分散度量。这样，基准分散度量可以是例如允许值范围或基准方差，而测量值的分散度量可以是所选择的测量值的平均值。在这种情况下，使用统计变量来确定设备状态的优点在于当评估所使用的计算机断层扫描仪的功能能力时，由工件的生产公差所引起的变化对设备的功能状态的确定结果没有影响或者只有非常小的影响。因此，例如当将平均值用作测量值的分散度量时，单个工件中的统计变化是平均的。因此，只有测量值的系统偏差才能导致设备的功能状态被评估为有问题。各个方法步骤不一定按照前面描述的顺序执行。相反，如果有逻辑意义，则不同的顺序也是完全可能的。根据一个实施方式，在这种情况下，通过确定至少一个所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监视用于工件(104)的计算机断层扫描检查的设备(106)的功能状态的计算机实现的方法，其中，对工件(104)的计算机断层扫描检查包括对所述工件(104)执行一次或更多次计算机断层扫描测量，其中，这些测量各自产生至少一个测量变量的至少一个测量值，其中，监视所述功能状态的所述方法包括以下步骤：●从对一个或更多个工件(104)的至少两次测量中选择至少一个测量变量的测量值，●确定所述至少一个测量变量的所选择的测量值的至少一个分散度量，●确定所述至少一个测量变量的测量值的至少一个基准分散度量，以及●通过将所述至少一个测量变量的所确定的至少一个分散度量与所述至少一个基准分散度量进行比较来确定所述设备(106)的功能状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种监视用于工件(104)的计算机断层扫描检查的设备(106)的功能状态的计算机实现的方法，其中，对工件(104)的计算机断层扫描检查包括对所述工件(104)执行一次或更多次计算机断层扫描测量，其中，这些测量各自产生至少一个测量变量的至少一个测量值，其中，监视所述功能状态的所述方法包括以下步骤：●从对一个或更多个工件(104)的至少两次测量中选择至少一个测量变量的测量值，●确定所述至少一个测量变量的所选择的测量值的至少一个分散度量，●确定所述至少一个测量变量的测量值的至少一个基准分散度量，以及●通过将所述至少一个测量变量的所确定的至少一个分散度量与所述至少一个基准分散度量进行比较来确定所述设备(106)的功能状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述设备(106)的功能状态的步骤包含以下步骤：●确定所确定的至少一个分散度量与所述至少一个基准分散度量之间的差值，●将所确定的差值与所述差值的至少一个允许值范围进行比较，●如果所述差值在所述至少一个允许值范围之外，则输出信息，其中，所述信息表明所述差值在所述至少一个允许值范围之外。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，确定所述设备(106)的功能状态的步骤包括：确定测量变量的所确定的分散度量的时间特性，其中，通过将所确定的特性与所述至少一个基准分散度量进行比较来估计所述分散度量与所述基准分散度量之间的差值何时将会在所述差值的至少一个允许值范围之外。4.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在训练阶段确定所述至少一个基准分散度量，其中，所述训练阶段包含以下步骤：●从具有对多个工件(104)的多次测量的基准测量系列中选择至少一个测量变量的基准测量值，●根据从所述基准测量系列选择的所述至少一个测量变量的基准测量值确定所述至少一个基准分散度量。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，紧接在在所述用于工件(104)的计算机断层扫描检查的设备(106)的维修并重启和/或初始测量并重启之后执行所述训练阶段。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，定期地或不定期地且/或在检查特定数量的工件之后重复所述训练阶段。7.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，至少一个基准...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·施恩费尔德，M·巴切尔，T·京特，C·波利沃达，C·莱因哈特，
申请(专利权)人：音量制图法公司，联邦物理技术研究院，
类型：发明
国别省市：德国,DE