Korekce artefaktů WinWerth® – Přehled inovací

Empirická korekce artefaktů EAK je osvědčenou metodou pro redukci artefaktů způsobených ztuhnutím svazku a rozptýleným zářením. U měřených objektů z jednoho materiálu a jedné hustoty lze vztah mezi útlumem rentgenového záření měřeným objektem a ozařovanou délkou popsat charakteristickou křivkou. Tento vztah se určuje experimentálně na kalibrovaném vzorku materiálu nebo na samotném obrobku. Charakteristickou křivku lze použít při následném měření, aby se výrazně omezilo ztvrdnutí paprsku a některé artefakty rozptýleného paprsku. Tato metoda se osvědčila při používání po mnoho let, ale u některých úloh naráží na své limity. Novější metody popsané níže umožňují cíleně redukovat artefakty způsobené různými fyzikálními vlivy.

Velké a husté obrobky

Rozptýlené záření generované v měřicím objektu způsobuje falšování naměřených hodnot intenzity, což vede k artefaktům v objemu. Tyto artefakty rozptýleného záření se simulují pomocí objemu z měření hlavního dílu a poté se použijí ke korekci objemu.

Rozptýlené záření je způsobeno rozptylem rentgenových fotonů v obrobku v důsledku Comptonova jevu. K tomu dochází zejména při tomografování relativně velkých objektů z hustých materiálů, kterými je obtížné proniknout. Při malém zvětšení nebo malé vzdálenosti mezi měřeným objektem a detektorem je detekována větší část rozptýleného záření. Hlavní oblastí použití korekce artefaktů rozptýleného záření je proto snížení systematických odchylek měření při měření velkých objektů z vysoce tlumivých materiálů, např. velkých lopatek turbín, bloků motorů a skříní převodovek.

Velké úhly kuželového paprsku

Tomografie s kuželovým rentgenovým svazkem umožňuje krátké časy měření díky současnému snímání velkých ploch obrobku. S rostoucím úhlem kuželového svazku se však obrobek snímá hůře. Výsledné artefakty kuželového svazku lze na cílové geometrii simulovat pomocí patentovaného postupu a použít je ke korekci měřeného objemu.

Korekci lze vypočítat simulací na modelu CAD nebo na mračnu bodů z měření předlohy obrobku. Po výpočtu lze korekci použít na mračna bodů stejného obrobku nebo jiných obrobků stejného typu, např. pro sériové měření. Korigovat lze také objemy. Korekce se vypočítá na základě simulace na mračnu bodů měřeného obrobku.

Měřením s větším úhlem kuželového paprsku je možné zkrátit dobu měření při stejné opakovatelnosti nebo zlepšit opakovatelnost při stejné době měření. Toho lze dosáhnout využitím větší části dostupné energie svazku, například zmenšením vzdálenosti fokus-detektor (FDD) při stejném měřítku zobrazování. Výsledné artefakty kuželového svazku a z nich vyplývající systematické odchylky měření lze výrazně snížit použitím korekce artefaktů kuželového svazku.

Prstencové artefakty při měření materiálů s nízkým útlumem

Citlivost určuje převod rentgenového záření na měřenou intenzitu. V důsledku rozdílů v citlivosti, které nejsou plně korigovány, vede stejná intenzita záření k tmavším nebo světlejším hodnotám šedé pro dva sousední pixely. Zpětná projekce těchto rozdílů ve všech rotačních polohách vede k artefaktům ve tvaru prstence v rekonstruovaném objemu.

Pomocí nové korekce prstencových artefaktů WinWerth® se zjišťují informace obsažené v obrazech intenzity o rozdílech citlivosti mezi pixely z aktuálního měření a používají se k jemné korekci obrazů. Prstencové artefakty jsou v rekonstruovaném objemu výrazně redukovány. Ty jsou výraznější u slabě absorbujících obrobků. Tato metoda korekce je proto obzvláště užitečná při měření obrobků se slabou absorpční schopností, jako jsou plastová mikropřevodová kola, vzorky pěnových materiálů nebo obaly čoček pro chytré telefony.