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带亚微焦 X 射线管的 TomoScope® XS Plus

带亚微焦 X 射线管的 TomoScope® XS Plus

自 1817 年成立以来,森肯贝格自然研究协会(Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung)一直致力于研究地球的发展和生物多样性的重要性。位于美因河畔法兰克福主馆的森肯贝格自然博物馆是欧洲最大的自然历史博物馆之一。森肯贝格自然博物馆的自然历史藏品– 是德国藏品最多的博物馆,拥有约 4100 万个标本– 。作为 "生命档案",这些藏品是研究我们的生物和非生物环境不可或缺的基础。其中许多藏品已经可以在网上进行研究,并在世界各地使用。数字技术对于让每个人都能获取科学藏品至关重要。这是因为藏品的使用方式在不断演变。技术进步和新的研究方法使得从藏品中提取越来越多的信息成为可能。
2017 年,由德国联邦政府(HMWK)(ERDF)和森肯贝格自然科学协会(Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung)的自有资金(包括 SOSA)共同出资,为独一无二的研究对象进行高精度数字化提供了一台配有新型亚微焦管的 TomoScope® XS Plus。Werth Messtechnik 推出了 TomoScope® XS,这是首款采用 X 射线计算机断层扫描技术的紧凑型设备,可进行高结构分辨率的快速测量。得益于创新的管道设计,此类设备的维护间隔首次可延长至 12 个月。第一代 TomoScope® XS Plus– 的最大电压为 130 kV 或 160 kV,测量范围扩大了四倍– 。如今,这款结构紧凑的设备可提供高达 200 kV 的电子管电压。更高的电压使其甚至适用于难以通过辐射且辐射长度较长的致密材料制成的工件。

 

带亚微焦 X 射线管的 TomoScope® XS Plus

Werth 现在推出了这种设备,并首次采用了单体设计和长寿命组件的亚微焦管。在此之前,亚微焦管的维护工作特别繁重,导致停机时间长、成本高。与传统的带独立发电机的亚微焦管相比,电压高达 160 千伏的新型亚微焦管不仅可用性高,而且维护成本也大大降低。
这是首次推出这种设备级别的亚微焦管。二维透射图像中的最大结构分辨率通常被指定为一个参数。在实践中,只有 X 射线源的焦斑尺寸与此相关;其他影响变量在很大程度上被忽略。这样就可以指定几百纳米的极小数值。使用新型亚微焦管的 TomoScope® XS Plus 的这一数值约为 0.8 μm。不过,与旋转轴和探测器等其他设备组件的正确协调对于三维体积中的结构分辨率也至关重要。温度对极限范围内的分辨率也有重大影响。因此,设备内部采用了 20 °C ± 1 K 的主动温度控制。此外,与温度有关的漂移也会自动修正。所有这些措施使三维体积结构分辨率达到 1 μm 左右成为可能,即使是传统的所谓 "纳米聚焦系统 "也无法超越。

带亚微焦 X 射线管的 TomoScope® XS Plus

位于美因河畔法兰克福的森肯贝格研究所(此处为森肯贝格自然博物馆中的一只双齿龙(中)和一只鬣齿龙(左))是创新型亚微焦 X 射线管的首批用户之一(资料来源:森肯贝格自然研究协会)

在亚微焦模式下,X 射线管可以测量几微米大小的结构,具有极高的体积结构分辨率。在高功率模式下,也可以对只有几十微米大小的物体结构进行快速、高分辨率的测量,而且 Werth TomoScope® 设备的测量时间通常很短。

 

带亚微焦 X 射线管的 TomoScope® XS Plus

在 Werth TomoScope® XS Plus 的帮助下,数百万年前的标本(如这只琥珀中的苍蝇)可以数字化,成为生命的档案。复眼清晰可辨,3 μm 厚的甲壳厚度也可以测量(资料来源:Solórzano Kraemer 博士,森肯贝格研究所和自然博物馆)

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