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用X射線CT無損成像技術“剝開”一個粽子

時間: 2024-08-15 發布者:三英精密

  粽葉飄香,又到了中國傳統佳節“端午節”,感謝偉大的屈原同志,用他的生命讓普通的一天變得非凡。

  多樣化的食材也在不斷豐富歷史悠久粽子的內涵,各種餡料滿足不同口味的吃貨們。但是怎么能不拆開粽子就知道它是什么餡料的呢?嗯,這對于吃貨們是一個撓頭的難題。

  不過這當然難不倒神通廣大的本小編啦!下面我將給各位看官介紹一雙神奇的“3D透視眼”。X射線CT技術是一種無損成像技術,可以在不破壞樣品情況下看到其內部空間結構。在工業和科研領域所使用的顯微CT,其分辨率可達微米級別。本小編所在的三英精密儀器所研發的nanoVoxel系列顯微CT,最高分辨率可以達到0.5μm,這可保證將一個大粽子看得通透。

  廢話不多說,讓我們在不拆開粽子的情況下,對一個粽子進行好好觀察。

  首先,讓我們看一下用平板探測器的測試結果,平板探測器的放大原理是“幾何投影放大”,主要特點是:可測試樣品尺寸大,但成像分辨率較低,要想獲得高分辨率只能將樣品不斷靠近射線源,這也限制了其對大物體的高分辨成像。從這幅圖中可看到一個粽子的完整結構,最為重要的是:這是一個大棗餡的!


    圖1.jpg 1596520899502611.jpg

 

      挑剔的吃貨們,可能還想再仔細看看這顆棗,但粽子太大,平板探測器已無能為力了。這時小編要亮出我們的物鏡耦合探測器了,它具備光學放大部件,形成了兩級放大光路,實現了“大工作距離下的高分辨率成像”。我們把視野聚焦到大棗的位置,可以觀察到大棗的內部結構。跟平板探測器測試相比,在不改變樣品的情況下,物鏡耦合探測器的分辨率提高了5倍,大棗內部更精細的結構都一覽無余了!

  

     圖3.jpg 1596521090130037.jpg

                                                              

  顯微CT在工業和科研領域正在發揮越來越廣的應用,例如各類材料的內部結構、半導體芯片的內部焊接不良、地質勘探中巖心內部孔隙裂紋三維形態等。  

  同時,顯微CT的研究方法不滿足于觀察樣品靜態下的內部結構,對于基于原位多場耦合條件下隨時間變化的研究已逐漸成為熱點(4D成像技術)。憑借物鏡耦合探測器的成像特點,nanoVoxel系列顯微CT在大工作距離下依然能得到超高分辨率,特別適合帶有加載裝置條件下的高分辨率成像。 

  材料研究人員,期望觀察材料在其服役條件下的內部3D微觀結構。在將測試樣品放置于原位加載裝置后仍然能得到高分辨率的CT圖像,從而可以研究材料在原位加熱、原位拉伸/壓縮、原位微振動等環境所造成內部結構的變化。 

  鋰電池是目前國際研究熱點,其內部物理結構隨時間在發生變化,nanoVoxel系列顯微CT可以對完整的鋰電池進行高分辨率成像,研究在不同充放電階段、高低溫環境下的變化規律。

      最后小編預祝大家端午節愉快,希望你下次在剝開粽子的時候能想到我們的顯微CT技術。



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