La tomodensitométrie industrielle à micro-focalisation fonctionne de manière similaire à la tomodensitométrie (CT) traditionnelle, mais sa principale caractéristique est l'utilisation d'une source de rayons X à micro-focalisation-et d'un détecteur à haute-résolution, permettant des tests non-destructifs et une imagerie 3D de haute-précision d'objets minuscules ou de composants de haute-précision.
1. Source de rayons X-
Le composant principal du micro-focus CT est la source de rayons X micro-focus-. L'équipement CT traditionnel utilise une grande taille focale, tandis que la tomodensitométrie à micro-foyer utilise un très petit point focal (généralement de quelques micromètres à des dizaines de micromètres). Cette petite taille de point focal permet une résolution spatiale plus élevée, permettant à la tomodensitométrie à micro-focalisation de détecter des défauts internes très fins, tels que des microfissures, des pores et des défauts de soudure.
La source de rayons X à micro-foyer-génère des rayons X-en accélérant un faisceau d'électrons, qui frappe un matériau cible (généralement du tungstène ou du molybdène). Le point focal étant très petit, la direction d'émission du faisceau de rayons X- peut être contrôlée avec précision, améliorant ainsi la clarté de l'image.
2. Exemple de numérisation
En micro-focus CT, l'échantillon à inspecter est placé sur la plateforme de numérisation. La plate-forme de numérisation est généralement capable d'effectuer une rotation précise le long de plusieurs axes pour numériser des échantillons sous différents angles. Pendant le balayage, l'échantillon tourne autour de son axe, tandis que la source de rayons X-tourne autour de l'échantillon à une vitesse constante, acquérant progressivement les données de rayons X-émises sous différents angles.
Lorsque les rayons X-traversent l'échantillon, ils interagissent avec le matériau de l'échantillon. Des matériaux de densités et de compositions différentes atténuent les rayons X-à des degrés divers, ce qui explique les différences dans les images produites lorsque les rayons X-traversent l'échantillon. Grâce à ces données, le microfocus CT peut acquérir des informations sur la densité de différentes régions de l'échantillon.
3. Détecteur
L'équipement Microfocus CT est équipé de détecteurs très sensibles, utilisant généralement des détecteurs à écran plat ou des détecteurs -couplés par fibre pour recevoir les rayons X- traversant l'échantillon. La tâche principale du détecteur est de convertir les rayons X- qui ont pénétré l'échantillon en signaux électriques, enregistrant ainsi des informations détaillées sur l'image. Les détecteurs à écran plat offrent l'avantage de capturer des images relativement claires et de permettre une acquisition rapide des données.
Le détecteur nécessite non seulement une sensibilité élevée, mais également une plage dynamique et une résolution élevées pour capturer les détails des petits objets, en particulier pour les défauts tels que les minuscules fissures et pores, pour lesquels la tomodensitométrie microfocale peut fournir suffisamment de détails.
4. Acquisition et reconstruction de données
Pendant la rotation de l'échantillon, le microfocus CT acquiert plusieurs images de projection de rayons X-sous différents angles. Ces images de projection bidimensionnelles - enregistrent les informations d'atténuation des rayons X - après avoir traversé l'échantillon. Chaque ensemble de données de projection contient des informations internes sur l'échantillon sous un angle spécifique.
Ces-données de projection bidimensionnelles sont introduites dans un ordinateur et utilisées pour effectuer une reconstruction tridimensionnelle-à l'aide d'algorithmes de reconstruction d'image spécialisés (tels que des algorithmes de rétroprojection filtrée et des algorithmes de reconstruction algébrique). Ce processus intègre les données bidimensionnelles-acquises sous différents angles dans une image tridimensionnelle complète-. Grâce à la reconstruction 3D, les utilisateurs peuvent voir clairement la structure interne de l’échantillon, y compris ses défauts microscopiques, ses pores, ses fissures et ses interfaces de contact.
5. Affichage et analyse des images
L'image 3D reconstruite est affichée sur l'écran de l'ordinateur, généralement sous la forme d'une image en niveaux de gris ou d'une image 3D-en couleurs améliorées. Les utilisateurs peuvent traiter davantage l'image 3D à l'aide d'un logiciel d'analyse d'image, tel que la rotation, le découpage et le grossissement, pour observer la structure interne de l'échantillon en détail.
En inspection industrielle, le microfocus CT peut être utilisé non seulement pour analyser la morphologie des échantillons mais également pour l'analyse des défauts. Par exemple, un logiciel de traitement d’image peut identifier avec précision la taille, l’emplacement et la répartition de minuscules fissures et pores. Ces données aident les ingénieurs à analyser l'intégrité structurelle des matériaux, à évaluer s'ils répondent aux normes de conception ou à identifier les défauts potentiels pouvant entraîner une défaillance.
6. Résolution et précision de l'image
Un avantage significatif du microfocus CT est sa résolution extrêmement élevée. En raison de l'utilisation de sources de rayons X microfocales-, la taille du point focal est extrêmement petite, généralement inférieure à 1 micromètre. Cela signifie qu’il peut détecter des structures internes beaucoup plus fines que les équipements CT conventionnels. Dans les applications industrielles, cette résolution est idéale pour détecter des défauts infimes tels que les défauts des joints de soudure, les microfissures sur les circuits imprimés et la porosité des pièces moulées.
