La TC industriale a micro-fuoco funziona in modo simile alla tomografia computerizzata (TC) tradizionale, ma la sua caratteristica principale è l'uso di una sorgente di raggi X a micro-fuoco-e un rilevatore ad alta-risoluzione, che consente test non-distruttivi e imaging 3D ad alta-precisione di oggetti minuscoli o componenti ad alta-precisione.
1. Sorgente di raggi X-
Il componente principale della TC a micro-fuoco è la sorgente di raggi X a micro-fuoco-. Le apparecchiature TC tradizionali utilizzano una dimensione focale ampia, mentre la TC con micro-fuoco utilizza una macchia focale molto piccola (tipicamente da pochi micrometri a decine di micrometri). Questa piccola dimensione del punto focale consente una risoluzione spaziale più elevata, consentendo alla TC con micro-fuoco di rilevare difetti interni molto fini, come microfessure, pori e difetti di saldatura.
La sorgente di raggi X micro-focus-genera raggi X-accelerando un fascio di elettroni che colpisce un materiale bersaglio (solitamente tungsteno o molibdeno). Poiché la macchia focale è molto piccola, la direzione di emissione del raggio di raggi X- può essere controllata con precisione, migliorando la nitidezza dell'immagine.
2. Scansione del campione
Nella TC micro-focus, il campione da ispezionare viene posizionato sulla piattaforma di scansione. La piattaforma di scansione è generalmente in grado di ruotare con precisione lungo più assi per scansionare campioni da diverse angolazioni. Durante la scansione, il campione ruota attorno al proprio asse, mentre la sorgente di raggi X-ruota attorno al campione a velocità costante, acquisendo progressivamente dati di raggi X-emessi da diverse angolazioni.
Quando i raggi X- passano attraverso il campione, interagiscono con il materiale del campione. Materiali di diversa densità e composizione attenuano i raggi X-a vari livelli, il che spiega le differenze nelle immagini prodotte quando i raggi X-attraversano il campione. Utilizzando questi dati, la TC microfocus può acquisire informazioni sulla densità di diverse regioni all'interno del campione.
3. Rilevatore
L'apparecchiatura TC Microfocus è dotata di rilevatori altamente sensibili, che in genere utilizzano rilevatori a pannello piatto o rilevatori accoppiati a fibra-per ricevere i raggi X-che passano attraverso il campione. Il compito principale del rilevatore è convertire i raggi X- che sono penetrati nel campione in segnali elettrici, registrando così informazioni dettagliate sull'immagine. I rilevatori a pannello piatto offrono il vantaggio di catturare immagini relativamente chiare e consentire una rapida acquisizione dei dati.
Il rilevatore richiede non solo un'elevata sensibilità, ma anche un'elevata gamma dinamica e risoluzione per catturare i dettagli all'interno di piccoli oggetti, in particolare per difetti come piccole crepe e pori, dove la TC microfocus può fornire dettagli sufficienti.
4. Acquisizione e ricostruzione dei dati
Durante la rotazione del campione, la TC microfocus acquisisce più immagini di proiezione di raggi X-da diverse angolazioni. Queste immagini di proiezione bi-dimensionali registrano le informazioni sull'attenuazione dei raggi X- dopo aver attraversato il campione. Ogni serie di dati di proiezione contiene informazioni interne sul campione ad un angolo specifico.
Questi dati di proiezione bi-dimensionali vengono immessi in un computer e utilizzati per eseguire la ricostruzione tridimensionale-utilizzando algoritmi di ricostruzione delle immagini specializzati (come algoritmi di retroproiezione filtrata e algoritmi di ricostruzione algebrica). Questo processo integra i dati bidimensionali acquisiti da diverse angolazioni in un'immagine tridimensionale completa. Attraverso la ricostruzione 3D, gli utenti possono vedere chiaramente la struttura interna del campione, compresi i suoi difetti microscopici, i pori, le crepe e le interfacce di contatto.
5. Visualizzazione e analisi delle immagini
L'immagine 3D ricostruita viene visualizzata sullo schermo del computer, in genere come immagine in scala di grigi o immagine 3D a colori-migliorati. Gli utenti possono elaborare ulteriormente l'immagine 3D utilizzando software di analisi delle immagini, come rotazione, affettatura e ingrandimento, per osservare in dettaglio la struttura interna del campione.
Nell'ispezione industriale, la TC microfocus può essere utilizzata non solo per analizzare la morfologia dei campioni ma anche per l'analisi dei difetti. Ad esempio, il software di elaborazione delle immagini può individuare con precisione la dimensione, la posizione e la distribuzione di piccole crepe e pori. Questi dati aiutano gli ingegneri ad analizzare l'integrità strutturale dei materiali, a valutare se soddisfano gli standard di progettazione o a identificare potenziali difetti che potrebbero portare a guasti.
6. Risoluzione e precisione dell'immagine
Un vantaggio significativo della TC microfocus è la sua risoluzione estremamente elevata. A causa dell'uso di sorgenti di raggi X-microfocus, la dimensione del punto focale è estremamente piccola, in genere inferiore a 1 micrometro. Ciò significa che è in grado di rilevare strutture interne molto più fini rispetto alle apparecchiature CT convenzionali. Nelle applicazioni industriali, questa risoluzione è ideale per rilevare piccoli difetti come difetti dei giunti di saldatura, microfessure sui circuiti stampati e porosità nelle fusioni.
