Penetrazione, risoluzione e rapporto segnale/rumore dei tubi a raggi X

Specifiche di applicazione

I parametri fondamentali di un tubo radiogeno sono cinque: Tensione del tubo (regolabile), Corrente del tubo (regolabile), Dimensione del punto focale (Dimensione del punto focale), Angolo del fascio di raggi X (Angolo del fascio di raggi X) e FOD (Distanza tra fuoco e oggetto). Nei paragrafi seguenti verrà esaminata la relazione tra questi cinque parametri e i requisiti effettivi.

1. Penetrazione, risoluzione e rapporto segnale/rumore

Tensioni più elevate del tubo possono emettere fotoni a raggi X di maggiore energia, in grado di penetrare in campioni più spessi. Pertanto, maggiore è la tensione del tubo, migliore è la penetrazione dei raggi X.

Quanto più piccola è la dimensione focale della sorgente di raggi X, tanto maggiore è la risoluzione dell'immagine e la sua chiarezza.

Maggiore è la corrente del tubo, maggiore è il numero di fotoni X che colpiscono il campione per unità di tempo (si può paragonare alla luminosità di una lampada elettrica); migliore è il rapporto segnale/rumore dell'immagine, minore è il tempo di esposizione richiesto.

In sintesi, lo spessore del campione può essere preso in considerazione per regolare la tensione superiore; la dimensione focale piccola può essere selezionata per la struttura fine del campione; se si desidera ridurre il tempo di imaging, si può provare ad aumentare la corrente del tubo. Ma questo non è sempre il caso.

Per la qualità dell'immagine (risoluzione e rapporto segnale/rumore), spesso è necessario scegliere una dimensione di messa a fuoco più piccola e una corrente del tubo più elevata. Tuttavia, se si aumenta anche la tensione del tubo, la potenza concentrata sul fuoco (potenza = corrente del tubo x tensione del tubo) sarà maggiore, e concentrata sul fuoco di piccole dimensioni, un'energia troppo elevata è molto facile che rompa il tubo Target che produce i raggi X (Target). Ciò rende difficile garantire la qualità dell'immagine tenendo conto della penetrazione necessaria per l'imaging di campioni spessi.

Quindi, in generale:

Piccolo fuoco - bassa potenza - bassa dose di raggi X - immagine scura - necessità di calcolo integrale dell'immagine - lenta velocità di elaborazione - adatto alla ricerca accademica e scarso uso analitico.

Grande fuoco - alta potenza - alta dose di raggi X - immagine luminosa - non è necessaria l'elaborazione dell'integrazione dell'immagine - velocità di elaborazione rapida - adatta per il rilevamento online.

2. Ingrandimento, campo visivo, dimensioni del layout della camera a raggi X e volume del sistema di imaging

Nella maggior parte dei casi, si desidera che un campione venga imitato in un'unica ripresa, quindi la dimensione del campo visivo del sistema di imaging deve essere migliore o uguale alla dimensione del campione o alla dimensione dell'area di interesse.

Poiché l'amplificazione dei sistemi di NDT/imaging a raggi X segue il principio dei triangoli simili, la dimensione del campo visivo (spesso pari alla dimensione del campione o dell'area di interesse) e la dimensione del layout dell'immagine della telecamera a raggi X determinano l'ingrandimento dell'intero sistema di imaging.