X 射線成像技術(shù) I 一文了解工業(yè) CT 與顯微 CT 的區(qū)別

引言

X 射線是一種高能電磁波,，由威廉·康拉德·倫琴于 1895 年發(fā)現(xiàn),。X 射線具有波長短、穿透性強,、電離能力強,、肉眼雖不可見但能被探測器記錄和成像等特點，最初被用于醫(yī)學(xué)影像學(xué),，幫助醫(yī)生診斷骨折,、腫瘤和內(nèi)部器官異常。隨著科技進步,，X 射線成像技術(shù)不斷演進,，出現(xiàn)了工業(yè) CT、顯微 CT 等無損成像技術(shù),。

X 射線成像技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新推動著醫(yī)學(xué)和科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展,，為人類提供了更深層次的視角，讓我們能夠深入探索和理解物質(zhì)世界的奧秘,。在本篇文章中,，我們將探討應(yīng)用于工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域的工業(yè) CT 和顯微 CT 無損成像技術(shù)。

NEOSCAN 顯微 CT 設(shè)備示意圖

Part 01 : 成像技術(shù)原理介紹

工業(yè) CT 和顯微 CT 都是利用 X 射線進行非破壞性檢測的技術(shù),，其基本原理類似于醫(yī)學(xué)上的 CT 掃描。它們都利用 X 射線束對檢測的目標(biāo)進行掃描,，這些穿過目標(biāo)的 X 射線會被探測器接收,，并將其轉(zhuǎn)化為可見光信號，隨后通過光電轉(zhuǎn)換器變?yōu)殡娦盘?。最終,，這些電信號經(jīng)由數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，進入計算機算法進行處理,，最終生成清晰的掃描圖像,。

但在掃描方式上，醫(yī)用 CT 較為單一,，通常是被檢測對象保持不變,，射線源和探測器繞人體旋轉(zhuǎn)，如在進行 CT 檢測時,，患者平躺進入 CT 設(shè)備，設(shè)備繞著人體進行螺旋式掃描,。但對于工業(yè) CT 和顯微 CT 而言，因檢測對象的多樣性需要將樣品自轉(zhuǎn)進行個性化掃描,，通常是樣品本身旋轉(zhuǎn),，X 射線源靜止，穩(wěn)定的 X 射線源減少了機械振動,，提高了圖像分辨率,。

醫(yī)用 CT：射線源和探測器繞人體旋轉(zhuǎn)

顯微 CT 和工業(yè) CT:射線源和探測器不動,，樣品臺旋轉(zhuǎn)

Part 02 : 樣品尺寸和分辨率

相較而言,，工業(yè) CT 檢測技術(shù)適用于較大的樣品和工業(yè)產(chǎn)品,，允許檢測整個部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷,。它能夠處理大型零部件、機械構(gòu)件,、車輛部件等工業(yè)產(chǎn)品,，以確保產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

顯微 CT 無損成像技術(shù)即可適用于尺寸合適的工業(yè)產(chǎn)品,，同時也非常適用于較小的樣品和微小結(jié)構(gòu)的觀察,。它能夠觀察微生物、骨骼,、納米級材料等微小尺度樣本,，提供高分辨率的圖像。

NEOSCAN 顯微 CT 掃描鋁合金渦輪的案例

樣品尺寸的不同也直接影響了成像分辨率,，如下圖所示,，射線源到樣品中心的距離為 SOD，射線源到探測器的距離為 SDD,，則放大比 M=SOD/SDD,；此外探元尺寸為 d，則分辨率=d/M；由此可知,，樣品尺寸影響 SOD,，從影響分辨率，即樣品尺寸越小,，分辨率越高,。

相較于工業(yè) CT 相比，顯微 CT 的成像技術(shù)更加注重于高分辨率的成像,。在顯微 CT 中,，成像系統(tǒng)通常具有更高的放大率和更高的探測器分辨率，能夠捕捉到更微小的細(xì)節(jié)和結(jié)構(gòu),。關(guān)于顯微CT 探測器的區(qū)別,，我們將在后期內(nèi)容中為大家分享。

下面是工業(yè) CT 和顯微 CT 的簡要對比表：

綜上所述,，考慮實際樣品尺寸及對分辨率的要求不同,，在樣品尺寸大以及分辨率要求較低的情況下，工業(yè) CT 對于大型工業(yè)產(chǎn)品的整體觀察和質(zhì)量控制是足夠的,。高分辨率是顯微 CT 的主要優(yōu)勢,，能夠觀察并分析微小樣本的微觀結(jié)構(gòu)和特性，非常適用于較小的樣品無損分析,，分辨率高,、性價比高。

Part 03 : 產(chǎn)品應(yīng)用功能介紹

工業(yè) CT 和顯微 CT 雖然在尺寸和應(yīng)用領(lǐng)域上有所不同,，但它們也有一些共同的應(yīng)用功能：

01. 三維成像

兩者都能夠以高分辨率,、高準(zhǔn)確度地生成目標(biāo)物體的三維成像，展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié),。

NEOSCAN 顯微 CT 掃描水泥的三維成像

02. 缺陷檢測與分析

工業(yè) CT 和顯微 CT 都可用于檢測和分析材料中的缺陷,，如裂紋、氣孔等,，有助于質(zhì)量控制和材料評估,。

NEOSCAN 顯微 CT 掃描藥片，內(nèi)部裂縫清晰可見

03. 結(jié)構(gòu)分析

兩者均能深入分析目標(biāo)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu),、組織或微觀細(xì)節(jié),，為材料和生物學(xué)研究提供重要信息。

NEOSCAN 顯微 CT 掃描甲蟲,，清晰查看內(nèi)部結(jié)構(gòu)

04. 密度測量與定量分析

工業(yè) CT 和顯微 CT 都能對目標(biāo)物體的密度分布進行定量分析,，幫助評估材料組分和性能。

NEOSCAN 顯微 CT 掃描骨骼,，查看骨密度情況

05. 產(chǎn)品質(zhì)量控制

兩者均可應(yīng)用于生產(chǎn)線上,，快速檢測和驗證產(chǎn)品的質(zhì)量，確保產(chǎn)品符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

NEOSCAN 顯微 CT 掃描智能手表檢驗產(chǎn)品質(zhì)量

這些共同的應(yīng)用功能使工業(yè) CT 和顯微 CT 在不同尺度和領(lǐng)域下都有著廣泛的應(yīng)用前景,，為材料科學(xué),、生命科學(xué)以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域提供了關(guān)鍵的成像和分析工具。

Part 04 : 結(jié)語         

通過對工業(yè) CT 和顯微 CT 成像技術(shù)原理,、樣品尺寸和分辨率以及應(yīng)用功能的綜合了解,，我們發(fā)現(xiàn)工業(yè) CT 和顯微 CT通過其強大的成像技術(shù)，提供了對材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷的深度洞察,，而顯微 CT 的高分辨成像特性則擴展了我們對微觀世界的認(rèn)識,，讓我們得以探索微小樣本、納米級材料的內(nèi)在奧秘,。