2. Quá trình thử nghiệm, đánh giá tính năng hoạt động của toàn bộ hệ thống:
2.3.Thử nghiệm, đánh giá chức năng chụp và tái cấu trúc ảnh cắt lớp:
+ Yêu cầu:
- Hệ thống phải tạo ra đ−ợc các ảnh cắt lớp của đối t−ợng. - Khoảng cách giữa các lớp cắt từ 2mm – 20mm.
- ảnh tại một lớp cắt đối t−ợng phải dựng lại và thể hiện bằng hỉnh ảnh 2D, đủ độ rõ nét để phân biệt các khuyết tật.
- Từ các kết quả của quá trình chụp cắt lớp đối t−ợng (thời gian quét, hình ảnh các lớp cắt) phải đ−a ra đ−ợc sơ bộ về hình dạng hình học của đối t−ợng kiểm tra.
+ Quy trình thử nghiệm:
- Sử dụng một mẫu thử, có các thông số sau: + Vật liệu: nhôm hợp kim.
+ Kích th−ớc: Φ 60, dài 125 mm.
+ Đặc điểm: có 03 lỗ Φ10 khoan sâu 65mm, bố trí cách đều góc 1200, tâm mỗi lỗ cách tâm mẫu thử 25mm.
Hình 5.8 Các hình ảnh của mẫu thử để kiểm khả năng chụp cắt lớp
- Gá mẫu thử vào cụm gá.
- Đặt toàn bộ cụm gá vào đúng vị trí trong khoang chụp (điều khiển chạy băng tải ở chế độ “Tay” để điều chỉnh) để điểm đầu của đối t−ợng ở đúng vị trí mặt phẳng chiếu của chùm tia X.
- Đặt thông số sẽ chạy quá trình cắt lớp: Khoảng cách lớp cắt 10mm.
Chế độ chụp tại mỗi lớp cắt: xoay liên tục hết 3600, chụp tại 12 góc chiếu, mỗi góc cách nhau 300.
Chế độ phát tia X: không liên tục; nguồn phát ở trạng thái OFF khi cụm gá ở chế độ tịnh tiến đối t−ợng (50s một lần tịnh tiến) và sẽ chuyển sang trạng thái ON khi cụm gá tiến hành xoay đối t−ợng và sẽ giữ nguyên ở trạng thái này đến khi đối t−ợng đã đ−ợc xoay 3600(liên tục khoảng 8,5s -9s).
- Chạy toàn bộ hệ thống ở chế độ tự động hoàn toàn: chạy phần mềm điều khiển chung toàn bộ chu trình của hệ thống.
- Quá trình chụp cắt lớp mẫu thử sẽ tự động đ−ợc tiến hành, đến khi hết chiều dài đối t−ợng, toàn bộ hệ thống sẽ tự động dừng.
- Thoát khỏi phần mềm điều khiển chu trình, chuyển sang phần mềm để hiển thị kết quả, ta có đ−ợc hình ảnh 2D các lớp cắt của mẫu thử.
+ Kết quả thử nghiệm: Quá trình quét đ−ợc thực hiện tự động, sau thời gian là 12phút 30’ thì hệ thống tự động dừng sau khi đã tiến hành chụp hết chiều dài mẫu thử. Sử dụng phần mềm tái tạo ảnh CT từ dữ liệu X-Ray vừa thu thập đ−ợc, có đ−ợc kết quả nh− sau:
Hình 5.9 Các hình ảnh của các lớp cắt – kết quả của quá trình chụp cắt lớp
* Tổng hợp kết quả: Từ kết quả của quá trình cắt lớp xác định sơ bộ hình dạng hình học và đặc điểm của đối t−ợng kiểm tra qua các nhận định nh− sau:
- Xác định chiều dài đối t−ợng:
Có tổng thời gian quá trình chụp cắt lớp đối t−ợng là: 12m 30s =750s Tổng thời gian thực hiện 12 lớp cắt là: 12 x 8,57s ≅ 103s.
Thời gian trễ cho mỗi lần chuyển từ “Dừng” -> “Chạy” của chuyển động tịnh tiến khoảng là : 12 x 1s = 12s
Vậy thời gian để chạy tịnh tiến đối t−ợng là: 750-103 -12 = 635s. Mà ta đã biết tốc độ tịnh tiến là ≅ 12mm/60s.
=> Chiều dài mẫu thử = (635/60) x 12 ≅ 127 mm.
- Xác định sơ bộ hình dáng hình học của đối t−ợng:
Kết quả hình ảnh của 12 lớp cắt đều có biên dạng giống nhau là các hình elíp có kích th−ớc bằng nhau, tuy nhiên xét đến hiệu ứng bị méo hình ảnh (nh− kết quả thử nghiệm ở phần tr−ớc) thì có thể đ−a ra nhận định:
Mẫu thử có hình dáng hình học là hình trụ.
- Xác định sơ bộ đặc điểm của đối t−ợng:
Quan sát hình ảnh của 12 lớp cắt thấy rằng độ xám của các kết quả này là gần nh− bằng nhau nên có thể đ−a ra nhận định:
Mẫu thử có mật độ vật chất nh− nhau tại các vị trí cắt lớp (đồng chất). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong 12 kết quả hình ảnh t−ơng ứng với 12 lớp cắt của mẫu thử, có:
• 6 hình ảnh thể hiện mặt cắt hình tròn có 3 lỗ thủng với vị trí 3 lỗ là cách đều nhau và tạo góc 1200 so với tâm mẫu thử.
• 6 hình ảnh thể hiện mặt cắt hình tròn đồng nhất. Nh− vậy có thể nhận định:
Mẫu thử có 3 lỗ khoan sâu khoảng bằng 1/2 chiều dài mẫu thử (66,5mm) và vị trí 3 lỗ khoan đ−ợc bố trí cách đều nhau và tạo góc 1200 so với tâm mẫu thử.
Tổng hợp các nhận định: mẫu thử là hình trụ, dài khoảng 127mm, vật liệu đồng nhất,
có 3 lỗ khoan sâu bằng 1/2 chiều dài mẫu thử, vị trí 3 lỗ khoan đ−ợc bố trí đều nhau và tạo góc 1200 so với tâm mẫu thử.
+ Đánh giá:
Đối chiếu các nhận định thu đ−ợc từ quá trình chụp cắt lớp với cấu trúc thực sự của mẫu thử, có thể đánh giá rằng chức năng chụp và tái cấu trúc ảnh cắt lớp về cơ bản đã đáp ứng đ−ợc các yêu cầu của đề tài tuy nhiên vẫn còn một số điểm cần khắc phục sau:
- Việc tính toán ra chiều dài mẫu thử còn có sai số lớn: 2/125 ≅ 1,6%
- Việc đồng bộ tốc độ chuyển động (chuyển động quay đối t−ợng) và tốc độ lấy dữ liệu, cũng nh− quá trình tái tạo ảnh lớp cắt còn ch−a tốt dẫn đến ảnh các lớp cắt của đối t−ợng còn bị biến dạng (hình tròn -> hình elíp).
- Việc lọc nhiễu, chọn ng−ỡng cắt (threshold), phóng đại, nổi biên trong quá trình xử lý ảnh còn ch−a hoàn thiện dẫn đến nền của các ảnh 2D của các lớp cắt ch−a đ−ợc trơn, mép ảnh và mép khuyết tật còn bị bóng, ch−a rõ ràng. - Kết quả chụp ch−a đ−a ra các nhận định chi tiết về đặc điểm của mẫu thử
(kích th−ớc các mặt cắt, kích th−ớc và vị trí chính xác của các khuyết tật). - Tốc độ tịnh tiến đối t−ợng của bộ gá chi tiết quá chậm, dẫn đến thời gian
chụp cắt lớp cho mẫu thử quá dài.