Correzioni di artefatti WinWerth® - panoramica delle novità

La correzione empirica degli artefatti EAK è un metodo collaudato per ridurre gli artefatti causati dall'indurimento del fascio e dalla radiazione diffusa. Per oggetti di misurazione di un materiale e di una densità, la relazione tra l'attenuazione della radiazione a raggi X da parte dell'oggetto di misurazione e la lunghezza trasmessa può essere descritta da una curva caratteristica. Questa relazione viene determinata sperimentalmente su un campione di materiale calibrato o sul pezzo stesso. La curva caratteristica può essere utilizzata in una misurazione successiva per ridurre fortemente l'indurimento del fascio e alcuni artefatti del fascio diffuso. Questo metodo ha dato prova di sé in molti anni di applicazione, ma raggiunge i suoi limiti per alcune attività. I metodi più recenti descritti di seguito permettono la riduzione specifica degli artefatti causati da diversi effetti fisici.

Pezzi grandi e densi

La radiazione diffusa generata nell'oggetto misurato causa la misurazione di valori di intensità falsificati, con conseguenti artefatti nel volume. Questi artefatti da radiazioni sparse vengono simulati utilizzando un volume da una misurazione di un pezzo master e poi utilizzati per correggere il volume.

La radiazione diffusa deriva dalla dispersione dei fotoni dei raggi X nel pezzo a causa dell'effetto Compton. Questo si verifica in particolare durante la tomografia di oggetti relativamente grandi fatti di materiali densi che sono difficili da penetrare. A bassi ingrandimenti o a brevi distanze tra il bersaglio e il rivelatore, viene rilevata una parte maggiore della radiazione diffusa risultante. L'applicazione principale della correzione degli artefatti di diffusione è quindi la riduzione degli errori di misura sistematici quando si misurano grandi oggetti fatti di materiali altamente attenuanti, per esempio, grandi pale di turbine, blocchi motore e alloggiamenti di cambio.

Ampio angolo del fascio di cono

La tomografia con un fascio di raggi X a forma di cono permette tempi di misurazione brevi rilevando simultaneamente grandi aree del pezzo. Tuttavia, all'aumentare dell'angolo del fascio a cono, il pezzo viene scansionato sempre meno. Un metodo brevettato può essere utilizzato per simulare gli artefatti risultanti del fascio a cono sulla geometria del bersaglio e applicarli per correggere il volume di misurazione.

La correzione può essere calcolata tramite una simulazione sul modello CAD o su una nuvola di punti di una misurazione del pezzo originale. Una volta calcolata, la correzione è applicabile alle nuvole di punti dello stesso pezzo o di altri pezzi dello stesso tipo, ad esempio in una misurazione in serie. Anche i volumi possono essere corretti. Il calcolo della correzione si basa su una simulazione su una nuvola di punti del pezzo misurato.

Misurando con un angolo del fascio di cono più grande, è possibile ridurre il tempo di misurazione per la stessa ripetibilità o migliorare la ripetibilità per lo stesso tempo di misurazione. Questo si ottiene utilizzando una parte maggiore dell'energia di radiazione disponibile, per esempio riducendo la distanza del rilevatore di messa a fuoco (FDD) alla stessa scala di immagini. Gli artefatti del fascio conico e i conseguenti errori sistematici di misurazione possono essere notevolmente ridotti utilizzando la correzione degli artefatti del fascio conico.

Artefatti ad anello quando si misurano materiali a bassa attenuazione

La sensibilità determina la conversione della radiazione dei raggi X in un'intensità misurata. A causa delle differenze di sensibilità non completamente corrette, la stessa intensità di radiazione in due pixel vicini porta a valori di grigio rispettivamente più scuri o più chiari. La retroproiezione di queste differenze in tutte le posizioni rotazionali provoca artefatti a forma di anello nel volume ricostruito.

Grazie alla nuova correzione degli artefatti ad anello WinWerth®, le informazioni contenute nelle immagini di intensità sulle differenze di sensibilità tra i pixel vengono determinate dalla misurazione attuale e utilizzate per una buona correzione delle immagini. Nel volume ricostruito da questo, gli artefatti ad anello sono notevolmente ridotti. Questi sono più evidenti nel caso di pezzi poco assorbenti. Per questo motivo, l'uso di questo metodo di correzione è particolarmente utile per le misurazioni di pezzi con una bassa capacità di attenuazione, come micro-ingranaggi di plastica, campioni di materiali in schiuma o pacchetti di lenti per smartphone.