H. Hoja:
"Ermittlung von Testfunktionen für die Berechnung der Energiedichteverteilung in hochenergetischer Elektronenstrahlanlage mit Hilfe der Computertomografie";
Betreuer/in(nen): B. Weber, A. Schuler; Institut für Industrielle Elektronik und Materialwissenschaften, 2000.
Ein Forschungsprojekt des Institutes für Industrielle Elektronik und Materialwissenschaften befaßt sich mit der Berechnung der Elektronendichteverteilung in Elektronenstrahlanlagen mit Hilfe der Computertomographie. Aufgabe dieser Diplomarbeit ist es, Testsignale für eine angenommene, aus verschiedenen zylinderförmigen Elektronenstrahlen zusammengesetzte, Elektronendichteverteilung zu ermitteln. Durch Anwendung der Rekonstruktionsformeln auf diese Testsignale soll sich diese Elektronendichteverteilung wieder ergeben. Wesentlich ist, daß der Strahl bei der Bestimmung der Testsignale auf ein ringförmiges, den Strahl abtastendes Messobjekt auffährt. Dieses weist eine gekrümmte (kreisförmige) Messkante auf. Darüberhinaus sind zwei Softwareprogramme der Programmiersprache C zu entwickeln. Diese beiden Softwareprogramme sollen den Meßablauf in Elektronenstrahlanlagen nachbilden.Einleitend werden in knapper Form historische Entwicklungsschritte bei der Materialbearbeitung mit Elektronenstrahlen vorgestellt und die Querverbindung zur Computertomographie aufgezeigt (Kapitel 1).
Im zweiten Kapitel erfolgt eine kurze Einführung in den Aufbau einer Elektronenstrahlbearbeitungsanlage und deren wichtigste technische Daten werden beschrieben.
Im dritten Kapitel soll deutlich werden, welche Energiebestandteile bei der Materialbearbeitung mit Elektronenstrahlen freiwerden. Desweiteren werden wesentliche Kenngrößen eines Elektronenstrahles definiert.
Kapitel 4 widmet sich den Möglichkeiten, die Energiedichteverteilung eines Elektronenstrahles zu messen.
In Kapitel 5 wird der eigentliche Kern dieser Diplomarbeit behandelt. Ausgehend von der Meßvorrichtung wird der tatsächliche Meßablauf erklärt und unter Anführung einiger mathematischer Grundlagen zur Berechnung der Testfunktionen hingeführt.
Zweidimensionale Verteilungsfunktionen können anhand ihrer eindimensionalen Projektionen rekonstruiert werden. Dies geschieht mit Unterstützung eines Computers, der entsprechende Algorithmen umsetzt. Ansätze dazu werden in Kapitel 6 dargelegt.
Kapitel 7 beschreibt die Rekonstruktion eines beliebigen Objektes aus seinen Projektionen. Es soll zusätzlich verdeutlicht werden, daß eine solche Rekonstruktion im Allgemeinen nicht fehlerfrei durchführbar ist.
Abschließend werden noch die Auswirkungen einer realen und damit fehlerbehafteten Messung untersucht. Die gemessenen Daten werden, beispielsweise durch äußere Einflußgrößen wie Rauschen, erheblich verfälscht (Kapitel 8).
A research project at the Institute of Industrial Electronics and Material Science deals with the computation of electron density distributions using the principle of computertomography. This diploma thesis pursues the aim to generate signals for an supposed electron density distribution that consists of different cylindrical electron rays. By using formulas of reconstruction these signals should guarantee a complete rebuilding of the basis electron density distribution. The ray as a matter of fact dives onto a measure object having a circular edge that samples the electron ray. Furthermore two c-programs have to be created which simulate measure processes in electron ray constructions.Chapter 1 gives a brief overview of historical developments in connection with material processing with the help of electron rays. It is also showed how concepts of computertomography can be involved in the measure process.
Chapter 2 describes fundamental characteristics of an electron ray construction. Also a few facts of technical data are mentioned.
Chapter 3 points out which contents of energy derive from material processing with electron rays and characteristical data of electron rays is published.
Chapter 4 shows measurement principles to get a deeper insight in the energy density distriubtion of an electron ray.
Chapter 5 deals with the main part of this work. An explanation of the measure device leads directly to the description of one period of sampling. Mathematical device leads directly to the description of one period of sampling. Mathematical basics are mentioned shortly to determine signals.
Cahpter 6 uses onedimensional projections to generate twodimensional density functions taking an computer into account that converts reconstruction algorithms.
Chapter 7 follows the reconstruction of an general object out of his projections which is a method the inherits errors.
Chapter 8 finalley remembers that real measurement periods lead to samples corrupted by noise describing internal an ambient circumstances.