Не является ли нерезкость системы с рентгеновской трубкой с мини-фокусом реальным ограничением того, чего можно с ней добиться, особенно на 450 кВ?
Разрешение 35 мкм при первом испытании с MesoFocus 450 кВ
«Мы увидим то, что увидим». (W. Röntgen 1896)
Весной 2021 года в Yxlon пришла долгожданная трубка MesoFocus на 450 кВ, и с изображений исчезло размытие или, скажем так, туман. Система компьютерной томографии (КТ) с надежным MesoFocus на 450 кВ теперь обеспечивает разрешение до 35 мкм с уровнем детализации, который ранее был известен в системах с микрофокусом только при обычном гораздо меньшем потреблении энергии.
В этой статье мы хотели бы дать вам первое представление об очень убедительных лабораторных результатах и показать вам представление о будущих возможностях с закрытыми источниками 450 кВ.
MesoFocus
В рентгеновской технологии «Meso», греческая приставка «средний», описывает источники излучения с размерами фокусного пятна, которые находятся между мини- и микрофокусом. Благодаря размерам фокусного пятна до 50 мкм источники MesoFocus поддерживают приложения, в которых ранее можно было использовать только микрофокусные трубки.
Технология MesoFocus от Comet X-Ray привлекла большое внимание в 2021 году. Вариант на 225 кВ очень надежно поддерживает большое количество приложений с требованиями к высокому разрешению и высокой стабильности, а также к необслуживаемому неразрушающему контролю на линии и в линии.
Рентгеновская трубка MesoFocus сочетает в себе:
- Высокое разрешение в точке
- Простое управление, включение/выключение заданных параметров и ничего больше
- Быстрая оперативная готовность
- Чрезвычайно высокая надежность и доступность
- Минимальное обслуживание
На напряжении в 225 кВ уже все закончилось?
Для объектов из тяжелых металлов или более плотного материала-толщины необходимо переходить на более высокий класс кВ (320, 450 или 600 кВ). Для закрытых трубок в настоящее время нет решения с высоким разрешением, которое было бы в то же время надежным, простым и не требующим особого обслуживания. [1]
В течение многих лет многим отраслям, таким как аэрокосмическая промышленность и аддитивное производство, от лабораторий до производства, требовалось надежное решение 450 кВ с высоким разрешением для приложений динамического восстановления и трансформаторов тока. В дополнение к высокому разрешению и четкости деталей всегда существуют другие требования, такие как быстрая готовность, стабильность высокого напряжения, отсутствие обслуживания, простота использования и использование без специальных ноу-хау.
С MesoFocus 450 кВ решение не только видно на горизонте или в пределах досягаемости, но и уже используется в Yxlon лаборатории. Как и в случае с MesoFocus на 225 кВ, Yxlon также был первым адресом для новой трубки на 450 кВ, чтобы подробно оценить источник рентгеновского излучения в DR и CT и сравнить его с другими решениями. В отличие от 225, MesoFocus на 450 кВ в настоящее время предлагает 5 вместо 3 фокусных пятен (с 1 Вт/мкм): 450, 350, 250, 100 и 60 мкм (или Вт).
Первый пример:
Мини-фокусный источник рентгеновского излучения HP11 на 450 кВ имеет фокусное пятно около 400 мкм (0,4 мм). Большие детекторы с размером пикселя в диапазоне 150 мкм, которые предлагают хороший компромисс между разрешением, эффективностью и объемом данных, обеспечивают пространственное разрешение около 100–120 мкм или 4,5–5 пар линий/мм. Чтобы получить такое разрешение в системе КТ, выбирают увеличение около 2. Таким образом, более мелкие объекты, сделанные из тяжелых металлов или окруженные ими, отображаются с небольшим количеством деталей.
Вместо того, чтобы выбирать специальное приложение, мы хотим начать с легко узнаваемого объекта с тонкой структурой, чтобы показать, как разрешение будет меняться от сегодняшнего к завтрашнему, даже при 450 кВ.
Прекрасная швейцарская механика как раз то, что нужно
Чтобы соответствовать швейцарским технологическим инновациям, мы выбрали для первого примера точные механические швейцарские наручные часы. Корпус и браслет из 14-каратного золота (585 пробы) делают КТ гораздо более требовательным, так что 450 кВ — хороший выбор для многокомпонентного КТ.
Рис. 1: Фотография наручных часов, отсканированных с высоким разрешением
На сегодняшний день, выбирая маленькое фокусное пятно 450-HP11, видны только детали более грубой механики наручных часов. Из-за недостатка деталей трудно или даже невозможно распознать механические функции, взаимодействия или связь между отдельными элементами.
Рис. 2: При вскрытии часов можно без проблем увидеть механизм наручных
часов в гораздо более высоком разрешении, чем это возможно с мини-фокусной компьютерной томографией на рис. 3.
Корпус и механика часов представляют собой смесь различных материалов.
Наручные часы — прекрасный пример того, что компьютерная томография с мини-фокусной трубкой не достигает того разрешения, к которому мы привыкли своими глазами. Например, листовую рессору можно распознать почти только как кольцо, а здесь и на других слоях зубчатые колеса сливаются друг с другом. (рис. 3 - слева)
Что сейчас меняется в диапазоне 450 кВ. С фокусным пятном 60 мкм уже не абсурдно проводить КТ-сканирование таких механизмов или небольших пористости золотых припоев с помощью закрытой трубки. (Рис. 4 - справа)
В этом примере размытие значительно уменьшилось, так что поверхности материалов стали четкими и заметными. Резьба крошечных винтов так же хорошо видна, как и листовая пружина, только для описания нескольких деталей. Более высокая четкость КТ также снижает вероятность того, что детали будут реконструированы в другие слои в виде мешающих артефактов ореола.
- MesoFocus, 450 кВ 2мм Sn
- 60 Вт, фокусное пятно 60 мкм
- 4343HE, 0,5 Гц, 60 мин. время сканирования FDD/FDD (мм): 1000/177
[1] При более высоких классах кВ, таких как 450 кВ, детектор может обеспечивать лучшее разрешение в 2D-диапазоне. Здесь могут быть выполнены требования лучше, чем 100 мкм (IQI дуплексного эталона D10)
При работе с трубкой MesoFocus самой яркой особенностью является ее быстрая готовность к использованию. Как и в случае с любой закрытой рентгеновской трубкой, новый прогрев (тренировка) необходим только после паузы более 12 часов и проходит в течение нескольких минут, так как поломка, которая часто происходит с открытой микрофокусной трубкой, невозможно с MesoFocus. Ни одно из непрерывных сканирований не было прервано поломками или другими проблемами с трубкой. Не было никаких изменений нити накала или изменения положения цели, и не было никаких колебаний яркости.
