Mikro-fokusové průmyslové CT funguje podobně jako tradiční počítačová tomografie (CT), ale jeho klíčovou funkcí je použití mikro-fokusového rentgenového-zdroje a detektoru s vysokým-rozlišením, což umožňuje ne-destruktivní testování a vysoce{5}}přesné 3D zobrazování malých objektů nebo vysoce přesných{{7} součástí.
1. Zdroj rentgenového záření
Základní součástí mikro-focus CT je mikro-focus rentgenový-zdroj. Tradiční CT zařízení používá velkou ohniskovou velikost, zatímco mikro-fokusové CT používá velmi malé ohnisko (obvykle několik mikrometrů až desítek mikrometrů). Tato malá velikost ohniska umožňuje vyšší prostorové rozlišení, což umožňuje mikro-focus CT detekovat velmi jemné vnitřní defekty, jako jsou mikrotrhliny, póry a defekty svařování.
Mikro-fokusový rentgenový-zdroj generuje rentgenové záření urychlením elektronového paprsku, který dopadá na cílový materiál (obvykle wolfram nebo molybden). Vzhledem k tomu, že ohnisko je velmi malé, lze směr vyzařování paprsku X-paprsků přesně ovládat a zlepšit tak jasnost obrazu.
2. Ukázkové skenování
U mikro-fokusového CT je vzorek, který má být kontrolován, umístěn na skenovací platformu. Skenovací platforma je typicky schopná přesné rotace podél více os pro skenování vzorků z různých úhlů. Během skenování se vzorek otáčí kolem své osy, zatímco zdroj rentgenového záření rotuje kolem vzorku konstantní rychlostí a postupně získává rentgenová data vyzařovaná z různých úhlů.
Když X-paprsky procházejí vzorkem, interagují s materiálem vzorku. Materiály různé hustoty a složení zeslabují X-paprsky v různé míře, což vysvětluje rozdíly v obrazech vytvořených při průchodu X-paprsků vzorkem. Pomocí těchto dat může mikrofokusové CT získat informace o hustotě různých oblastí ve vzorku.
3. Detektor
Zařízení Microfocus CT je vybaveno vysoce citlivými detektory, které obvykle využívají ploché panelové detektory nebo detektory s vlákny -propojené s vlákny pro příjem rentgenového záření procházejícího vzorkem. Primárním úkolem detektoru je přeměnit rentgenové paprsky, které pronikly vzorkem, na elektrické signály, a tím zaznamenat podrobné obrazové informace. Ploché detektory nabízejí tu výhodu, že zachycují relativně čistý obraz a umožňují rychlý sběr dat.
Detektor vyžaduje nejen vysokou citlivost, ale také vysoký dynamický rozsah a rozlišení pro zachycení detailů v malých objektech, zejména u defektů, jako jsou drobné praskliny a póry, kde mikrofokusové CT může poskytnout dostatečné detaily.
4. Získávání a rekonstrukce dat
Během rotace vzorku získává mikrofokus CT více rentgenových projekčních snímků z různých úhlů. Tyto dvourozměrné projekční obrazy zaznamenávají informace o útlumu rentgenových paprsků po průchodu vzorkem. Každá sada dat projekce obsahuje interní informace o vzorku pod určitým úhlem.
Tato dvourozměrná data projekce se přivádějí do počítače a používají se k provádění trojrozměrné rekonstrukce pomocí specializovaných algoritmů pro rekonstrukci obrazu (jako jsou algoritmy filtrované zpětné projekce a algoritmy algebraické rekonstrukce). Tento proces integruje dvou-rozměrná data získaná z různých úhlů do úplného trojrozměrného-obrazu. Prostřednictvím 3D rekonstrukce mohou uživatelé jasně vidět vnitřní strukturu vzorku, včetně jeho mikroskopických defektů, pórů, trhlin a kontaktních rozhraní.
5. Zobrazení a analýza obrazu
Rekonstruovaný 3D obrázek se zobrazí na obrazovce počítače, obvykle jako obrázek ve stupních šedi nebo barevně -vylepšený 3D obrázek. Uživatelé mohou dále zpracovávat 3D obraz pomocí softwaru pro analýzu obrazu, jako je rotace, krájení a zvětšení, aby mohli podrobně pozorovat vnitřní strukturu vzorku.
V průmyslové inspekci lze microfocus CT použít nejen k analýze morfologie vzorků, ale také k analýze defektů. Software pro zpracování obrazu může například přesně určit velikost, umístění a rozložení drobných prasklin a pórů. Tato data pomáhají inženýrům analyzovat strukturální integritu materiálů, posoudit, zda splňují konstrukční normy, nebo identifikovat potenciální vady, které by mohly vést k selhání.
6. Rozlišení a přesnost obrazu
Významnou výhodou mikrofokusového CT je jeho extrémně vysoké rozlišení. Kvůli použití mikrofokusových rentgenových zdrojů je velikost ohniska extrémně malá, obvykle pod 1 mikrometr. To znamená, že dokáže detekovat mnohem jemnější vnitřní struktury než konvenční CT zařízení. V průmyslových aplikacích je toto rozlišení ideální pro detekci drobných defektů, jako jsou defekty pájených spojů, mikrotrhliny na deskách plošných spojů a poréznost odlitků.
