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高分辨率X射线岩土三维显微CT系统

简要描述:高分辨率X射线岩土三维显微CT系统可对黄土、砂岩、油页岩、碳酸盐岩等进行分析,提供岩石内部孔隙、喉道分布的三维信息。

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  • 更新时间:2021-05-10
  • 访  问  量:141
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详细介绍

高分辨率X射线岩土三维显微CT系统可对黄土、砂岩、油页岩、碳酸盐岩等进行分析,提供岩石内部孔隙、喉道分布的三维信息。

长工作距离下的微纳米空间分辨率成像 

X射线三维显微CT,不受样品尺寸、和外部环境的影响,在距离射线源数毫米至数厘米的工作距离上仍能获得高达500纳米的真实空间分辨率。

突破性的二级光学放大

        突破了传统断层成像(简称CT)技术中单纯依赖大视野平板探测器一级几何放大成像的原理,通过二级光学放大技术,实现了超越传统断层成像技术的无损三维亚微米级别的高分辨率、高衬度成像。

无限接近同步辐射的高吸收/相位衬度成像系统 

       基于先进的吸收衬度成像、相位衬度成像和超分辨成像技术,使得X射线三维显微CT通用性大大提升,应用领域从低原子序数的软材料,如不同纤维复合材料、泡沫材料、高分子材料、动物软组织,到高原子序数的岩石、合金、金刚石、电子器件等,均可提供高对比度、出色图像质量的结构信息。*演绎了同步辐射光源实验室实现的相称成像效果。

简单的操作流程 

       可进行全自动样品扫描,实验条件简单,无需复杂制样,无需真空环境,降低了对设备操作人员的专业要求。 

技术指标
1. 系统总体指标
1.1 空间分辨率≤6μm;具备超分辨成像能力,实现亚像素分辨率成像
1.2可扫描样品的直径≥300mm
1.3支持多种扫描成像模式:DR,圆轨迹锥束CT,反螺旋锥束CT,超视野锥束CT,有限角锥束CT
2. X射线源
2.1 类型:反射靶微焦点X射线源
2.2 管电压:40kV~150kV
2.3 靶功率:≥30W
3. 探测器系统
3.1 数字平板探测器
3.1.1 类型:非晶硅数字平板探测器
3.1.2 成像面积:244mm×195mm
3.1.3 像素矩阵:1920×1536
3.1.4 感光单元尺寸:127μm
3.1.5 动态范围:16bit
3.1.6具备校正功能:本底校正、增益校正
4. 样品台系统
4.1 3轴精密样品台,全电脑控制,XY平动台安装在旋转台之上
4.2 行程:X轴≥40mm,Y轴≥20mm,Z轴≥100mm
4.3 XYZ轴闭环分辨率≤100nm
4.4 承重:≥15kg
5、高精度机械转台
5.1电机驱动,带编码信号;
5.2增量转动 ≤0.001°;
5.3单向重复定位精度 ≤0.002°;
5.4双向重复定位精度 ≤0.004°;
5.5定位精度≤0.01°;
5.6转动速度≥20°/s;
5.7晃动偏离≤16μrad;
5.8轴向跳动≤4μm;径向跳动≤4μm;
6. 机械系统
6.1 天然大理石运动平台基座
6.2 射线源运动行程:≥300mm
6.3 射线源运动重复定位精度:≤10μm
6.4 探测器X轴电机驱动运动行程:≥280mm,手动二次调节行程:≥180mm
6.5 探测器运动重复定位精度:≤10μm
6.6 闭环分辨率:0.05μm
7. 计算机系统
7.1数据采集计算机:i5四核处理器,内存8G,硬盘2TB,24寸液晶显示器,操作系统Windows 7
8. 软件系统
8.1 图像采集软件
8.1.1控制及图像数据处理功能
-扫描系统由软件进行全自动控制
-自动计算调整样品旋转中间
-几何扫描参数获取功能,包括射线源距样品,射线源距探测器距离
-平板探测器与高分辨光耦探测器自动转换
-样品穿透率计算,为测试条件的选择提供依据
-根据扫描样品的几何位置数据及探测器类型自动计算当前所用分辨率
-可实现扫描系统空间位置自动标定
-扫描图像加减乘除等图像运算
-尺寸测量感兴趣区域
-可通过灰度直方图拉伸,突出显示感兴趣区域
8.1.2 多种扫描模式和扩展数据采集功能
-支持动态标清DR成像和静态高清图像DR成像
-支持螺旋轨迹、偏置、有限角、局部聚焦等多种模式扫描,实现细长物体、大物体、板状物、感兴趣区域等成像功能
-通过向导方式,辅助用户生成个性化数据采集协议
-通过脚本语言,支持用户编制个性化数据采集协议
-通过脚本语言,用户可自行编制个性化数据采集协议
-通过个性化数据采集协议,可实现用户多任务自动检测
-通过辅助工具,用户可对自行编制的各种个性化数据采集协议进行管理、查询、调用
8.1.3校正功能
-探测器单元对不同能量射线响应不*的校正
-射线源锥束流强分布不均匀的校正
-采用探测器随机抖动的方式进行环状伪影的校正
8.2 3D图像重构软件
8.2.1具有解析法和自适应迭代法两种重建算法,具备GPU加速功能,图像矩阵1024×1024×768,解析算法重构时间1分钟内,自适应迭代重构时间3分钟内
8.2.2具有几何扫描参数获取功能,通过读取样品的扫描数据,可获取样品扫描过程中系统中射线源焦点、探测器、样品转台之间的所有物像位置关系参数
8.3 3D图像浏览和分析软件:具有三维渲染显示与任意截面剖切功能,可以进行三维MPR显示,生成三维图像旋转、平移、缩放、剖切等漫游视频
8.4影像数据库管理软件
8.4.1 影像数据存储功能:能够负载存储大量单组数据在20G以上的影像数据
8.4.2 影像数据的快速检索功能:定义检索条件,检索时间小于3秒
8.4.3 影像数据的上传、下载功能:系统进行耗时的大数据上传和下载时,出现任何情况的中断,能够支持断点续传
8.4.4 影响数据的快速预览功能:快速预览服务器上的数据图像,并支持图像的亮度、对比度调节及翻页功能
8.4.5 支持用户权限管理功能:管理员可添加用户、删除用户、编辑用户信息,不同的用户可设置不同的系统访问权限
8.4.6 支持硬盘存储路径动态配置:在添加硬盘、更换硬盘、移除硬盘、暂时移除硬盘等情况,服务器端能够适配硬盘环境的变更
8.5 建模软件系统:支持球棒模型的建立,该技术是通过扫描及三维重构,将样品内部特征结构进行数字化建模,并基于该模型给出球棒的几何统计参数,如球的直径、棒的长度、配位数等信息
9. 防护箱体
9.1 X射线开启显示功能,门机联动锁
9.2 在距离箱体20mm的任何位置,所测射线剂量当量率小于1μSv/h
9.3 具有可视透明窗口,便于在设备运行过程中可以直接从窗口观察到样品情况
10. 附件
10.1 样品夹持器:具有夹片式、夹钳式、十字式、柱式4种不同形状的夹持器
10.2 标准球样品:氧化锆材质,直径500μm,圆度0.13μm


高分辨率X射线岩土三维显微CT系统配置清单

No产品描述
系统总体指标该仪器将用于岩石结构的立体成像、孔隙裂缝特征表征、多场耦合情况下岩石结构的变化规律探究,为岩石力学、岩土工程、地质灾害防治、渗透力学等学科的基础规律研究提供参考性数据。空间分辨率 ≤ 6μm,支持高压反应釜使用情况下的在线观测、原位测试拓展;支持多种扫描成像模式,如二维投影(DR),圆轨迹锥束CT,超视野锥束CT等。
1 光源部分 
 40-150kV封闭式反射靶微聚焦X射线源
类型:反射靶微焦点X射线源
管电压:40kV~150kV;
输出功率:30W
2探测器部分 
 类型:非晶硅数字平板探测器
成像面积:244mm×195mm
像素矩阵:1920×1536
感光单元尺寸:127μm
3系统控制部分
 7轴运动控制精密机械系统,包括3轴X射线精密位移台和精密机械转台
 7轴运动控制电气子系统
4数据采集与处理部分
 4-1计算机及图像数据工作站,包含:
前端机(数据采集):
CPU:英特尔四核处理器;
内存:8G;
硬盘:SSD 256G,HDD 2TB;
显示器:24寸液晶显示器,分辨率1920*1200
 4-2后端机(图像重构和图像处理)
CPU:英特尔六核处理器;
内存:64G(8x8GB);
硬盘:SSD 256G,HDD 6TB(3*2TB);
显卡:NVIDIA TITAN X 高性能计算卡;
显示器:24寸液晶显示器,分辨率1920*1200
 4-3 nanoVoxel-3502E系统软件包,含有
系统控制软件包,包括
-图像采集软件
-快速3D图像重构软件
-3D图像浏览和分析软件
5射线防护部分
 防辐射屏蔽罩,含:内置门锁开关,X射线开启显示
6标准样品
 标准球样品
7样品夹持器
 夹片式:扁平形,适用样品厚度小于10mm
 夹钳式:扁平形,适用样品厚度小于5mm
 十字式:适用样品直径小于3mm
 柱式:适用尺寸较大的样品
8分析处理软件包
 数字岩心分析软件(sypi-core)
 加拿大ORS三维分析软件
 影像数据库管理软件
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