Что выбрать? На первый взгляд эти системы похожи: камера, металлокерамическая трубка, детектор, манипуляторы. Но за схожей «начинкой» скрываются принципиально разные подходы к контролю качества.
В этой статье мы разберем ключевые отличия РТУ от КТ, о которых молчат технические спецификации. Вы узнаете, как избежать распространенных ошибок при выборе оборудования и найти оптимальное решение для ваших задач.
Дарья Морозова
технический специалист
Компьютерная томография применяется для контроля печатных плат, определения характеристик объемных дефектов, а также для реинжиниринга и поиска посторонних элементов.
Этот метод полезен, когда необходимо не только получить сведения о наличии дефектов или их протяженности, а также объемное представление объекта и измерение метрологических характеристик по всем направлениям и компонентам объекта. Как правило, такие результаты требуются для наукоемких производств или лабораторий, где исследуют новые решения и материалы. Одной из уникальных задач КТ может быть выявление дефектов в направлении просвечивания в радиационной толщиной выходящей за границы применимости метода РК, например, исследование кернов нефтяных и газовых месторождений.
Рентгенотелевизионная установка – это автоматизация процесса получения рентгеновских снимков. Манипуляторы позволяют настраивать различные ракурсы, в том числе под углом, делать серию снимков за одну экспозицию и контролировать объекты в динамике. РТУ является заменой ручного выстраивания схемы контроля, когда объекты однотипны, или необходимо несколько ракурсов для объектов сложной формы, или требуется потоковый контроль.
Исследование кернов нефтяных и газовых месторождений.
Снимки, полученный с помощью Настольной системы КТ Продис
Компьютерная томография позволяет построить объемные модели, благодаря которым за одну экспозицию мы получаем полное представление об объекте: послойные снимки, расположение элементов или дефектов в объеме, а также метрологические сведения о них. Различные оттенки серого соответствуют разным значениям плотности материала, поэтому дефекты или неровности можно локализовать в пространстве с высочайшей точностью. При описании размеров изображений в промышленной компьютерной томографии используются воксели (объёмные пиксели), которые являются трёхмерными аналогами пикселей.
РТУ – система большой вариативности настройки позиционирования, а также возможности контроля в динамике. Рентгеновские снимки используются для визуализации внутренней структуры компонентов без их разрушения — от мельчайших электронных компонентов до массивных авиационных двигателей. Получение снимков остается наиболее доступным, востребованным и более бюджетным вариантом. Начав экспозицию, мы можем сделать снимки с любого удобного ракурса, а затем начать их расшифровку. В КТ нам придется дождаться завершения контроля и компьютерной обработки.
Потоковый контроль однотипных объектов
Рентгенотелевизионная установка
2D рентгеновские снимки – это классический вариант контроля в промышленности. Она обеспечивает возможность позиционирования под задачи контроля, контроль в динамике, настройку сложного ракурса путем управления манипуляторами.
Принцип работы
Источник генерирует излучение в виде конуса, проходящего через объект. Затем излучение преобразуется детектором. Процесс может быть статическим: настроили положение ИИ, объект, детектор → сделали снимок. Динамические детекторы обеспечивают получение «видео» объекта.
Компьютерная томография
Чтобы создать 3D представление исследуемого объекта, промышленный компьютерный томограф сначала делает серию двумерных рентгеновских снимков под разными углами поворота, так называемых проекций. После получения двумерных изображений блок обработки приступает к реконструкции. Для каждого ряда вокселей система создаёт виртуальные срезы трёхмерного объекта. Затем эти срезы объединяются программным обеспечением для получения окончательных трёхмерных данных об объекте.
Существует три основные схемы сканирования для получения 3D модели:
КТ с коническим пучком (Cone-beam CT)
Принцип работы
Спиральная КТ (Helical CT)
Принцип работы
КТ с веерным пучком (Fan-beam CT)
Принцип работы
Также существует промежуточный вариант – ламинография.
В прошлом блоке описаны процессы сканирования, которые и определяют время контроля.
Томография – это сложный процесс, требующий точного постоянного перемещения средств контроля. Для того, чтобы воспроизвести какой-то объект, нужно получить сведения со всех возможных ракурсов, а далее собрать информацию об этих срезах с каждой проекции. Отсюда получаем время создания томографического снимка, измеряемое в часах.
С рентгеновскими снимками все проще. Детектору или пленке необходимо набрать определённое количество энергии, этот процесс занимает меньше времени, в пределах минут.
Немаловажный вопрос – цена. После разбора всех принципов работы этих устройств легко определить, что компьютерная томография на порядок дороже, чем рентгенотелевизионная установка. Причины этого и более точные комплектующие, имеющие высокое разрешение, и более сложные системы обработок данных.
Задача при проектировании РТУ – обеспечить простоту управления. Эта система оснащается трубкой и детектором, характеристик которых достаточно для стандартных задач. В КТ используются микро- и нанофокусные трубки, манипуляторы имеют высокую точность перемещения, используются различные системы виброгашения, а программное обеспечение требует дополнительной производительности компьютера.
Таким образом, компьютерная томография – сложное устройство, долгий процесс получения моделей объектов с целью точного внутреннего анализа уникальных объектов.
Рентгенотелевизионная установка – инструмент для автоматизации рентгеновского контроля в промышленности, где задачи и объекты контроля постоянны.
Для современного высокотехнологичного производства требуется комплексный подход к контролю качества, где и КТ, и РТУ играют ключевые, но разные роли. Инновации требуют не выбора между методами, а их сочетание.