Penetración, resolución y relación señal/ruido de los tubos de rayos X

Especificación de la aplicación

Los parámetros más básicos de un tubo de rayos X son cinco: Tensión del tubo (ajustable), Corriente del tubo (ajustable), Tamaño del punto focal (Tamaño del punto focal), Ángulo del haz de rayos X (Ángulo del haz de rayos X) y FOD (Distancia del foco al objeto). En los párrafos siguientes se examinará la relación entre estos cinco parámetros y los requisitos reales.

1. Penetración, resolución y relación señal/ruido

Las tensiones de tubo más altas pueden emitir fotones de rayos X de mayor energía que son capaces de penetrar en muestras más gruesas. Por tanto, cuanto mayor sea la tensión del tubo, mejor será la penetración de los rayos X.

Cuanto menor sea el tamaño focal de la fuente de rayos X, mayor será la resolución de la imagen y más nítida será ésta.

Cuanto mayor sea la corriente del tubo, más fotones de rayos X incidirán en la muestra por unidad de tiempo (se puede comparar con el brillo de una lámpara eléctrica); Cuanto mejor sea la relación señal/ruido de la imagen, menor será el tiempo de exposición necesario.

En resumen, se puede tener en cuenta el grosor de la muestra para ajustar el voltaje superior; Se puede seleccionar un tamaño focal pequeño para la estructura fina de la muestra; Si se quiere acortar el tiempo de imagen, se puede intentar aumentar la corriente del tubo. Pero no siempre es así.

Para la calidad de la imagen (resolución y relación señal/ruido), a menudo hay que elegir un tamaño de foco menor y una corriente de tubo mayor. Sin embargo, si también se aumenta la tensión del tubo, la potencia concentrada en el foco (potencia = corriente del tubo x tensión del tubo) será mayor, y concentrada en el foco de un tamaño pequeño, una energía demasiado alta es muy fácil que rompa el blanco del tubo que produce los rayos X (Target). Esto nos dificulta garantizar la calidad de la imagen teniendo en cuenta la penetración necesaria para la obtención de imágenes de muestras gruesas.

Así que, en general:

Pequeño foco - baja potencia - baja dosis de rayos X - imagen oscura - necesidad de cálculo integral de la imagen - lenta velocidad de procesamiento - adecuado para la investigación académica y poco uso analítico.

Foco grande - alta potencia - alta dosis de rayos X - imagen brillante - sin necesidad de cálculo integral de la imagen - velocidad de procesamiento rápida - adecuado para la detección en línea.

2. Aumento, campo de visión, tamaño de la disposición de la cámara de rayos X y volumen del sistema de imágenes

En la mayoría de los casos, queremos obtener una imagen de una muestra en una sola toma, por lo que el tamaño del campo de visión del sistema de imagen es mejor o igual que el tamaño de la muestra, o el tamaño del área de interés.

Debido a que la ampliación de los sistemas de rayos X NDT/imagen sigue el principio de triángulos similares; Por lo tanto, el tamaño del campo de visión (a menudo igual al tamaño de la muestra, o el tamaño del área de interés) y el tamaño de la disposición de la imagen de la cámara de rayos X determinan la ampliación de todo el sistema de imagen.