Multisensor tomografie: twee-buis meetsysteem nu ook met sub-microfocus röntgenbuis

De sub-microfocus buis verhoogt de resolutie van het twee-buis meetsysteem met een significante orde van grootte en een resolutie van minder dan één micrometer wordt bereikt. Met de microfocusbuis van 300 kV kunnen grote of dichte werkstukken worden gemeten met resoluties van enkele micrometers. Dit maakt de machine geschikt voor toepassingen met sterk uiteenlopende resolutie eisen en voor verschillende onderdeel afmetingen en materialen. Bijna alle computertomografietaken kunnen nu met één enkele machine worden opgelost. Door de combinatie met region-of-interest computertomografie (ROI-CT) kunnen ook verschillende kleine details op relatief grote onderdelen worden gemeten ( patent). Daartoe wordt de overzicht CT gemeten met de microfocusbuis en de ROI met de sub-microfocusbuis in hogere vergroting.

Krachtig duo

De microfocusbuis bereikt spanningen tot 300 kV bij een maximaal vermogen van 80 W en een brandpuntgrootte van enkele micrometers. Het transmissiedoel maakt zulke kleine brandpunten mogelijk, zelfs bij maximaal vermogen. Hierdoor kunnen grote of dichte werkstukken met hoge resolutie en snelheid worden gemeten.

De sub-microfocusbuis heeft een maximale spanning van 160 kV en een vermogen tot 50 W. Met een extra focuseereenheid bereikt de buis een kleinste brandpuntgrootte van 0,5 μm. Het kenmerk dat voor een CT-machine wordt gegeven is vaak de resolutie in het radiografische beeld, die meestal niet overeenkomt met de resolutie in het volume, of er wordt alleen een voxelgrootte gegeven, die door berekening zo klein mogelijk kan worden gekozen. In geen van beide gevallen wordt gemeten welke structuurgrootte werkelijk wordt opgelost. Met de sub-microfocus buis van Werth is de resolutie in het radiografische beeld 0,5 μm.

De effectieve resolutie van een CT-coördinatenmeetmachine is hoofdzakelijk het resultaat van het gecombineerde effect (convolutie) van de resolutiefuncties van het brandpunt, de rotatieas en de detector, rekening houdend met de vergroting. Daarom is de machine ook uitgerust met een zeer nauwkeurige rotatieas waarvan de radiale uitloopfouten minder dan 0,2 μm bedragen. De praktische volumestructuurresolutie van het twee-buis meetsysteem met sub-microfocusbuis is dus ongeveer 1 μm. Toepassingen van de sub-microfocusbuis omvatten metingen van filtermaterialen, zoals vezelstructuur, de meting van de deeltjespenetratiediepte met kleurgecodeerde weergave, en de meting van overeenkomstige deeltjesgroottes.

Eisen

Zelfs een afwijking van minder dan één micrometer leidt tot een aanzienlijk resolutieverlies. Daarom is het vastleggen en corrigeren van de drift tijdens de tomografische scan noodzakelijk. Werth heeft jarenlange ervaring op dit gebied met zijn zeer nauwkeurige multi-sensor coördinaten meetmachines. Voor de sub-microfocusbuis werd de procedure voor driftdetectie tijdens de tomografiescan geoptimaliseerd en werd een nieuwe procedure ontwikkeld voor de omkeringstest van de resolutie van de volumestructuur. Zo kon worden aangetoond dat de theoretisch haalbare resolutie daadwerkelijk wordt bereikt en dat invloeden zoals drift volgens de correctie verwaarloosbaar zijn.

In de TomoScope® L, XL en XL NC-machines kan een meetsysteem met twee buizen worden geïnstalleerd. Andere sensoren zoals de Chromatic Focus Point Sensor voor optische metingen kunnen worden toegevoegd, bijvoorbeeld om snel meetpunten op het werkstuk vast te leggen in aangewezen gebieden of voor ruwheidsmetingen.

Toepassingen

Met een meetmachine met twee buizen is het mogelijk om meettaken met sterk uiteenlopende resolutie eisen en verschillende productafmetingen en materialen op te lossen. Voor kunststof spuitgieten met vezelcomposieten kunnen de geometrische kenmerken worden gemeten met de microfocus buis. Vezeloriëntatie, -lengte en -diameter met de sub-microfocus buis. Voor gegoten onderdelen is analyse op poriën, holten of scheuren ideaal. Verdere toepassingen zijn bijvoorbeeld te vinden in onderzoek en ontwikkeling.