在医学上,x光可以提供我们体内的高分辨率图像,帮助医生做出明确的诊断。工业上也使用x射线,这是一种可靠的、非破坏性的方法,可以观察材料和部件内部隐藏的东西,并检查裂缝或不规则物。
然而,工业还利用了医疗领域没有使用的不同技术。医疗x光机是专门为人体测试对象设计的,而工业x光机则用于分析在大小和材料组成方面变化更大的物体。这就需要相应更加灵活的x光设备。
研究人员x射线技术发展中心作为夫劳恩霍夫集成电路研究所的一个部门,基于医用x射线设备的设计,开发了一种用于工业计算机断层扫描(CT)的x射线探测器MULIX。
“我们的挑战是将高图像质量与高度灵活性结合起来,”EZRT的Frank Nachtrab解释道。MULIX利用了两个已经在使用的概念,使其成为一种混合解决方案,结合了工业中常用的线探测器和平板探测器的元素。研究人员已经知道他们计划通过他们的工作实现什么:“我们已经用我们的演示器获得了非常有希望的结果,并证明了MULIX是有效的。我们现在正在寻找工业合作伙伴来帮助开发MULIX原型。”
结合两种不同方法的好处
单线探测器使用扇形光束照射被测物体的某一部分,而平板探测器则使用锥形光束将整个物体包裹起来。这两种解决方案各有利弊。平板探测器会很快给你整个物体的2D图像。然而,它会导致散射辐射——换句话说,射线被测试对象偏转——这将极大地损害图像质量。
单线探测器对散射不太敏感,因此将提供非常清晰的图像。但是由于它只捕获测试对象的一小部分,所以这种扫描方法要费时得多。Nachtrab说:“我们结合了两种解决方案的好处。”
这种新设备基于多线探测器,这种设计到目前为止只在医疗领域使用。多线探测器的工作原理与单线探测器相同,但也可以覆盖更大的区域,从而从根本上减少扫描时间。
MULIX总共使用256行,允许它快速扫描更大的物体,如汽车车身部件。真正了不起的是,这种新型探测器传输图像的速度如此之快,以至于可以使用CT技术对物体进行几乎实时的3d扫描。
MULIX在材料研究和质量保证方面开辟了新的应用机会,这将允许汽车工业、航空航天和研究机构观察他们使用的材料内部的过程。
Nachtrab说:“在测试拉伸强度等机械性能时,我们可以利用得到的图像来了解一个不利的故障是如何产生的。”研究人员还为探测器的机制提出了一个创新的解决方案:“这进一步提高了图像的质量,”Nachtrab说。
与市面上的探测器不同,MULIX的曲率是可以调整的。这确保了工业CT系统适应测试对象的各种尺寸和材料特性所需的灵活性。
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