450 kV MesoFocus CT- második rész: Karóra röntgenes vizsgálata

Porozitás az aranyban és az egyensúlykerék rugójában

A komputertomográfiában (CT) a nagy felbontást a nagyon kicsi fókuszpont, a nagyobb nagyítás és a nagyon pontos forgástengellyel rendelkező, jól igazított rendszer segítségével érhetjük el. De ekkor visszatérünk ahhoz a kérdéshez, hogy a tárgynak és az anyagnak megfelelő kV-osztályúnak kell lennie.

A nehézfémek még a legnagyobb felbontás igénye nélkül is nagy kihívást jelentenek a CT számára. Szélsőséges esetben az olyan nehézfémek, mint a volfrám vagy az arany gyorsan elnyelik a 225 kV-os sugárzást. Ha 2 mm Cu-t használunk sugárkeményítő szűrőként, már fél milliméternyi volfrám vagy arany is elég ahhoz, hogy a sugárzás 90%-a nagyrészt elnyelődjön, illetve szóródjon. A 90%-os elnyelés vastagsága 7-szeresére, 3,5 mm-re változott 450 kV és 3 mm-es Sn szűrő esetén. A 3d fémek, mint a vas, a réz és a nikkel egy kicsit könnyebben kezelhetőek, de a tárgy átmérője miatt ez is gyorsan megoldandó feladattá válik.

Ezért a 450 kV-os MesoFocus tökéletesen működik a nagy kihívást jelentő nehézfémek vizsgálatára.

 

Részletes kimutathatóság

A részletek felismerésének képességét gyakran 2D-s képen egyenes vonalakkal vagy 3D-s képen falakkal demonstrálják. Az ilyen részletek messze a térbeli felbontás alatt detektálhatók, mivel ezek a részletek csak lassan tűnnek el a tájolásukra merőleges irányú élesítetlenséggel.

A porozitások esetében a részletek detektálhatósága a CT-ben a felbontás közelében elvész, mivel a három dimenzió elmosódása miatt a pórus kontrasztja gyorsan és még gyorsabban elhalványul egy zajos képen. Ekkor az élesnek tűnő részletek homogén anyagnak tűnnek. Ez különösen jól látható, ha a felbontást a fókuszpont méretével változtatjuk.

Az ASTM E2698 szabvány, valamint egyszerűbb számítások szerint a kisebb fókuszpont nagyobb nagyítást tesz lehetővé. A tapasztalat azt mutatja, hogy mindig lehet egy kicsit nagyobbat nagyítani, mint amit a képletek ajánlanak, de ez általában azért van, mert a fókuszpontok vagy azok profiljai gyakran élesebbek a megadottnál.

Általában a nagyítás lehet túl alacsony, így az a detektor felbontása felé megy. Lehet optimális a lehető legnagyobb felbontás elérése, vagy a nagyítás lehet túl nagy. Ha túl magas, akkor ismét nem kívánt élesség- és felbontásromlás következik be.

Ezért az optimális nagyítás a komputertomográfiában (CT) az izovoxelméretet is korlátozza. Ez ismét a minifókuszos rendszerek korlátait mutatja, mivel ott a voxelek gyakran nagyobbak, mint az előforduló hibák.

 

Porozitás az aranyban

A karóra példát vizsgálva az óra és az óraszíj forrasztott kapcsolatát (fülét) nézzük. Valamilyen oknál fogva sok porozitás jelenik meg a füleken.

A 350 µm-es névleges fókuszpontból kiindulva kb. 2-es nagyítás ajánlott.

A névleges értékek szerint a felbontásnak nagyjából egy minifókuszos CT felbontásának kell megfelelnie. A közvetlen összehasonlítás azonban azt mutatja, hogy még a MesoFocus 450 µm-es fókuszpontja is élesebb eredményeket ér el, mint a HP11 700 W 400 µm-es fókuszpontja.

A lenti ábra egy kivágást mutat a vizsgált régióra. A keresztmetszet tájolása az óralappal párhuzamos. A fülek mellett az óraszíj egy része is látható. A voxelméret hatásának bemutatására kikapcsolt állapotban van a keresztmetszeti nézet interpolációs üzemmódja.

 

CT a 450 kV-os MesoFocus 350 µm-es fókuszpontjával

 

Ezzel a körülbelül 110 µm-es vagy 4,5 lp/mm-es felbontással és 75 µm-es voxelmérettel a képen látható néhány porozitás.

Ez egy kicsit részletesebbé válik a 250 µm-es fókuszpontra váltva. A 250 µm-re való váltás a nagyítást 2-ről 2,5-re növeli, a voxelméretet pedig 75 µm-ről 56 µm-re csökkenti. A nem interpolált keresztmetszeti nézet finomabbá válik, és a várható térbeli felbontás 103 µm-ről 85 µm-re nő (6 lp/mm). Itt lépünk be az ASTM E2002 D10 felbontási követelményébe a repülőgépipari alkalmazásoknál. A forrasztási területen a nagyobb pórusok most már nagyobb kontraszttal láthatók, és a kisebb pórusok is láthatóvá válnak. De ahogy a óraszíj mechanizmusnál is, a rugó is most már külön-külön is jobban felfedezhető, illetve az előző képen látható homályos szürkeség helyett a mozgó szíjrögzítő csap (mely a rugó és az óratok füle között található), már felismerhető.

CT a 450 kV-os MesoFocus 250 µm-es fókuszpontjával

 

A legkisebb, névlegesen 60 µm-es fókuszponttal lényegesen nagyobb felbontás és nagyítás érhető el. Az 5,7-szeres nagyítás és a 25 µm-es voxelméret olyan finom, hogy a nem interpolált metszeti nézetet már nem lehet megkülönböztetni a szokásos interpolált nézettől.

Itt olyan részletek kerülnek napvilágra, amelyeket a másik két CT-felvételen még csak nem is lehetett sejteni. Sok kis pórus van a nagyobb pórusok között és körül.

 

CT a 450 kV-os Mesofocus 60 µm-es fókuszpontjával

 

Ezenkívül egyenként összehasonlítva a 60 µm-es fókuszpontos szkennelés az első rész korábban bemutatott minifókuszos CT-jével: itt a keresztmetszet a forrasztási síkhoz van igazítva.

Összehasonlítás 400 µm 450 kV-os mini-fókusz (balra) és 60 µm 450 kV-os MesoFocus (jobbra) között.

 

Egyensúlykerék

"Vékonyabb, mint egy emberi hajszál, de nagy teljesítményű. "

Így foglalható egy mondatban össze a finom Nivarox ("nem változó, nem oxidálódó") rugó, amely az óraütésért felelős.

A rugó újabb példa, hogy bemutassa a felbontás növekedését, és azt, hogyan jelennek meg a részletek, ha méretük a térbeli felbontás alatt van.

Egymás mellett a 350 és 250 µm-es CT-felvételek az élesség növekedését mutatják, de a rugó felbontása az egyensúlykerék közepén nem mutat valódi javulást.

 

A 450 kV-os MesoFocus 250 µm-es (bal oldali fele) és 350 µm-es (jobb oldali fele) fókuszpontja.

 

Ez a legkisebb, 60 µm-es fókuszpontnál láthatóan megváltozik. A jól tekeredő spirálrugó most már jól látható, csakúgy, mint a rések, ahova be van szorítva. A CT-térfogat keresztmetszetének további montázsa a mikrofókuszos 2D képpel azt mutatja, hogy a Nivarox rugó még vékonyabb, mint ahogy a rekonstrukcióban látszik. Ezért arra lehet számítani, hogy a rugó vastagsága a térbeli felbontás alatt van.

CT a 450 kV-os MesoFocus 60 µm-es fókuszpontjával

Montázs 60 µm-es fókuszpontos CT a 450 kV-os MesoFocus 450 µ-fókuszú 2D-s betéttel.

 

A felismerhetőség hasonló növekedése várható a nagyon finom repedések esetében, de ezek általában sokkal mélyebbek, mint szélesek.

Folytatása következik egy újabb bejegyzésben…

Eredeti angol nyelvű szöveg: https://www.yxlon.com/en/blog/november-2021/450-kv-mesofocus-ct-part-2

 

 

VektorosGrimasLogo-yellow

Elérhetőségek

Irodai cím:
1214 Budapest, Puli sétány 2-4.

Telefonszám:
+36 1 420-5883

Email:
info@grimas.hu

Nyitvatartás:
Hétköznap: 7:30 - 16:00

Kérjük fogadja el az Adatkezelési tájékoztatót

Copyright 2019 | GRIMAS Ipari Kereskedelmi Kft. ©  Minden jog fenntartva.