Tomografie von Kunststoffschäumen im sichtbaren Spektrum

In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz zur volumetrischen Messung von Kunststoffschäumen vorgestellt. Ein Messsystem, welches transluzente Proben aus verschiedenen Richtungen mit sichtbarem Licht durchstrahlt, wird entwickelt und implementiert. Die sogenannte optische Tomografie erlaubt die Rekonstruktionvon 3D-Bilddaten aus Projektionsbildern. Das Messsystem besteht aus den drei Hauptkomponenten Beleuchtung, Kamera mit Objektiv und Rotationseinheit. Als Lichtquelle wird diffuses oder gerichtetes LED-Weißlicht genutzt. Um die Anforderungen an ein Parallelstrahl-Tomografieszenario zu gewährleisten, wird ein telezentrisches Objektiv angewendet, da dieses nur parallele Lichtstrahlen einfallen lässt. Als Rotationseinheit kommt ein Schrittmotor mit Treiber zum Einsatz. Die Komponenten des Messaufbaus werden durch einen Bildverarbeitungsrechner mit einer in der Arbeit implementierten Matlab-Software gesteuert.
Die verwendeten Methoden werden aus dem inversen Problem der Rekonstruktion von volumetrischem Bildmaterial aus 360°-Projektionen hergeleitet. Die zu messende Probe wird aus verschiedenen Richtungen mit sichtbarem Licht durchstrahlt und anschließend rekonstruiert. Als Ergebnis liegt eine volumetrische Aufnahme der Probe vor.
Volumenbilder oder virtuelle Schnittbilder der gemessenen Probe können eingesetzt werden, um industrierelevante Informationen zu extrahieren. Dazu gehören beispielsweise die Zellfrequenz oder die Zellvolumina. Des Weiteren erlaubt das OT Bildmaterial, 3D-Darstellungen zu erzeugen und die geometrische Figur einer Zelle zu bestimmen sowie diese zu parametrisieren. Der Messaufbau ermöglicht das Erfassen beliebiger transluzenter Proben mit einer Auflösung von 8,84 μm pro Bildpunkt, solange die Proben nicht breiter als 14 mm sind.