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用x射线ct无损成像技术“剥开”一个粽子

时间: 2020-08-04 发布者:三英精密

  粽叶飘香,又到了中国传统佳节“端午节”,感谢伟大的屈原同志,用他的生命让普通的一天变得非凡。

  多样化的食材也在不断丰富历史悠久粽子的内涵,各种馅料满足不同口味的吃货们。但是怎么能不拆开粽子就知道它是什么馅料的呢?嗯,这对于吃货们是一个挠头的难题。

  不过这当然难不倒神通广大的本小编啦!下面我将给各位看官介绍一双神奇的“3d透视眼”。x射线ct技术是一种无损成像技术,可以在不破坏样品情况下看到其内部空间结构。在工业和科研领域所使用的显微ct,其分辨率可达微米级别。本小编所在的三英精密仪器所研发的nanovoxel系列显微ct,最高分辨率可以达到0.5μm,这可保证将一个大粽子看得通透。

  废话不多说,让我们在不拆开粽子的情况下,对一个粽子进行好好观察。

  首先,让我们看一下用平板探测器的测试结果,平板探测器的放大原理是“几何投影放大”,主要特点是:可测试样品尺寸大,但成像分辨率较低,要想获得高分辨率只能将样品不断靠近射线源,这也限制了其对大物体的高分辨成像。从这幅图中可看到一个粽子的完整结构,最为重要的是:这是一个大枣馅的!


    图1.jpg 1596520899502611.jpg

 

      挑剔的吃货们,可能还想再仔细看看这颗枣,但粽子太大,平板探测器已无能为力了。这时小编要亮出我们的物镜耦合探测器了,它具备光学放大部件,形成了两级放大光路,实现了“大工作距离下的高分辨率成像”。我们把视野聚焦到大枣的位置,可以观察到大枣的内部结构。跟平板探测器测试相比,在不改变样品的情况下,物镜耦合探测器的分辨率提高了5倍,大枣内部更精细的结构都一览无余了!

  

     图3.jpg 1596521090130037.jpg

                                                              

  显微ct在工业和科研领域正在发挥越来越广的应用,例如各类材料的内部结构、半导体芯片的内部焊接不良、地质勘探中岩心内部孔隙裂纹三维形态等。  

  同时,显微ct的研究方法不满足于观察样品静态下的内部结构,对于基于原位多场耦合条件下随时间变化的研究已逐渐成为热点(4d成像技术)。凭借物镜耦合探测器的成像特点,nanovoxel系列显微ct在大工作距离下依然能得到超高分辨率,特别适合带有加载装置条件下的高分辨率成像。 

  材料研究人员,期望观察材料在其服役条件下的内部3d微观结构。在将测试样品放置于原位加载装置后仍然能得到高分辨率的ct图像,从而可以研究材料在原位加热、原位拉伸/压缩、原位微振动等环境所造成内部结构的变化。 

  锂电池是目前国际研究热点,其内部物理结构随时间在发生变化,nanovoxel系列显微ct可以对完整的锂电池进行高分辨率成像,研究在不同充放电阶段、高低温环境下的变化规律。

      最后小编预祝大家端午节愉快,希望你下次在剥开粽子的时候能想到我们的显微ct技术。



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