Mikro-fokus industriel CT fungerer på samme måde som traditionel computertomografi (CT), men dens nøglefunktion er brugen af en mikro-fokus røntgenkilde og en detektor med høj-opløsning, hvilket muliggør ikke-destruktiv testning og høj-præcision 3D-billeddannelse af små{7} komponenter eller{7} højpræcisionskomponenter.
1. Røntgenkilde
Kernekomponenten i mikro-fokus CT er mikro-fokus røntgenkilden. Traditionelt CT-udstyr bruger en stor brændvidde, mens mikro-fokus-CT bruger et meget lille brændpunkt (typisk nogle få mikrometer til titusinder af mikrometer). Denne lille brændpunktsstørrelse giver mulighed for højere rumlig opløsning, hvilket gør det muligt for mikro-fokus CT at detektere meget fine interne defekter, såsom mikrorevner, porer og svejsedefekter.
Mikro-fokus røntgenkilden- genererer røntgenstråler- ved at accelerere en elektronstråle, som rammer et målmateriale (normalt wolfram eller molybdæn). Fordi brændpunktet er meget lille, kan emissionsretningen af røntgenstrålen kontrolleres præcist, hvilket forbedrer billedets klarhed.
2. Prøvescanning
I mikro-fokus CT placeres prøven, der skal inspiceres, på scanningsplatformen. Scanningsplatformen er typisk i stand til præcis rotation langs flere akser for at scanne prøver fra forskellige vinkler. Under scanning roterer prøven rundt om sin akse, mens røntgenkilden roterer rundt om prøven med en konstant hastighed, hvorved den progressivt erhverver røntgendata, der udsendes fra forskellige vinkler.
Når røntgenstråler- passerer gennem prøven, interagerer de med prøvens materiale. Materialer med forskellig tæthed og sammensætning dæmper røntgenstråler i varierende grad, hvilket forklarer forskellene i billeder, der produceres, når røntgenstråler passerer gennem prøven. Ved hjælp af disse data kan mikrofokus CT erhverve tæthedsinformation for forskellige regioner i prøven.
3. Detektor
Microfocus CT-udstyr er udstyret med meget følsomme detektorer, der typisk bruger fladskærmsdetektorer eller fiber-koblede detektorer til at modtage røntgenstråler, der passerer gennem prøven. Detektorens primære opgave er at konvertere de røntgenstråler, der er trængt ind i prøven, til elektriske signaler og derved registrere detaljerede billedoplysninger. Fladpaneldetektorer tilbyder fordelen ved at tage relativt klare billeder og muliggøre hurtig dataindsamling.
Detektoren kræver ikke kun høj følsomhed, men også høj dynamisk rækkevidde og opløsning for at fange detaljer i små objekter, især for defekter som små revner og porer, hvor mikrofokus CT kan give tilstrækkelige detaljer.
4. Dataopsamling og rekonstruktion
Under prøverotation optager mikrofokus CT flere røntgenprojektionsbilleder fra forskellige vinkler. Disse to-dimensionelle projektionsbilleder registrerer dæmpningsinformationen for røntgenstråler, efter at de er passeret gennem prøven. Hvert sæt projektionsdata indeholder intern information om prøven i en bestemt vinkel.
Disse to-dimensionelle projektionsdata føres ind i en computer og bruges til at udføre tre-dimensionel rekonstruktion ved hjælp af specialiserede billedrekonstruktionsalgoritmer (såsom filtrerede tilbageprojektionsalgoritmer og algebraiske rekonstruktionsalgoritmer). Denne proces integrerer de to-data erhvervet fra forskellige vinkler i et komplet tre-dimensionelt billede. Gennem 3D-rekonstruktion kan brugerne tydeligt se prøvens indre struktur, herunder dens mikroskopiske defekter, porer, revner og kontaktflader.
5. Billedvisning og analyse
Det rekonstruerede 3D-billede vises på computerskærmen, typisk som et gråtonebillede eller et farve-forbedret 3D-billede. Brugere kan behandle 3D-billedet yderligere ved hjælp af billedanalysesoftware, såsom rotation, udskæring og forstørrelse, for at observere prøvens interne struktur i detaljer.
Ved industriel inspektion kan mikrofokus CT ikke kun bruges til at analysere prøvernes morfologi, men også til defektanalyse. For eksempel kan billedbehandlingssoftware præcist lokalisere størrelsen, placeringen og fordelingen af små revner og porer. Disse data hjælper ingeniører med at analysere materialers strukturelle integritet, vurdere, om de opfylder designstandarder, eller identificere potentielle defekter, der kan føre til fejl.
6. Billedopløsning og nøjagtighed
En væsentlig fordel ved microfocus CT er dens ekstremt høje opløsning. På grund af brugen af mikrofokus røntgenkilder- er brændpunktets størrelse ekstremt lille, typisk under 1 mikrometer. Det betyder, at den kan detektere meget finere indre strukturer end konventionelt CT-udstyr. I industrielle applikationer er denne opløsning ideel til at opdage små defekter såsom loddeforbindelsesfejl, mikrorevner på printplader og porøsitet i støbegods.
