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Cal 04 Guida Calcolo di Voxel in un Tomografo
Il Calcolatore Voxel per Tomografia Industriale è uno
strumento tecnico progettato per determinare la risoluzione spaziale ottenibile
in un sistema CT in funzione dei parametri geometrici e prestazionali della
sorgente e del detector.
Il software calcola la magnificazione geometrica a
partire dalle distanze Sorgente–Oggetto (SOD) e Sorgente–Detector (SDD), e
determina la dimensione del pixel proiettato sull’oggetto, integrando l’effetto
della penombra generata dalla macchia focale.
La risoluzione effettiva del
sistema è definita come il massimo tra la componente limitata dal detector e
quella limitata dalla sorgente, consentendo di identificare il fattore
realmente vincolante.
Il calcolatore fornisce la dimensione voxel
isotropica, il numero totale di voxel rappresentabili e le condizioni di
bilanciamento geometrico ottimali.
Sono inclusi preset applicativi, strumenti
diagnostici e analisi automatica dei limiti del sistema.
Lo strumento supporta
la progettazione di configurazioni CT, la valutazione di fattibilità e
l’ottimizzazione della qualità dell’immagine in contesti industriali.
Calcolatore Voxel Tomografia Industriale
1. Scopo del Calcolatore
Il Calcolatore Voxel per Tomografia Industriale determina i parametri ottimali di acquisizione CT e la risoluzione spaziale ottenibile.
- Dimensione voxel isotropico
- Risoluzione effettiva del sistema
- Analisi dei fattori limitanti
- Configurazioni preimpostate
2. Parametri di Input
Dimensioni Campione (LxAxP, mm):
×
×
Risoluzione Detector (Pixel):
×
Dimensione Pixel Detector (μm):
Dimensione Macchia Focale (μm):
Distanza Sorgente-Detector (mm):
Distanza Sorgente-Oggetto (mm):
Numero di Proiezioni:
3. Risultati del Calcolo
Inserisci i parametri e premi "Calcola Parametri" per vedere i risultati.
4. Formule di Calcolo
Magnificazione Geometrica
M = SDD / SOD
Dove: M = Magnificazione, SDD = Distanza Sorgente-Detector, SOD = Distanza Sorgente-Oggetto
Dimensione Pixel all'Oggetto
Pixel_obj = Pixel_det / M
Penombra Geometrica
Penombra = F × (M - 1)
Dove F = Dimensione macchia focale
Risoluzione Effettiva
R_eff = max(Pixel_obj, Penombra)
Dimensione Voxel
Voxel = R_eff
Nota: La dimensione del voxel è assunta isotropica.
5. Configurazioni Preimpostate
| Preset | Applicazione | Caratteristiche | Risoluzione |
|---|---|---|---|
| Standard Industriale | Controllo qualità | Bilanciamento | 50-100 µm |
| Alta Risoluzione | Microstrutture | Massima risoluzione | 5-20 µm |
| Grandi Componenti | Automotive | Campo esteso | 100-200 µm |
6. Fattori Limitanti
Limitazione da Detector
Si verifica quando: Pixel_obj > Penombra
Soluzioni:
- Aumentare la magnificazione
- Utilizzare detector con pixel più piccolo
- Applicare tecniche di sub-pixel
Limitazione da Macchia Focale
Si verifica quando: Penombra > Pixel_obj
Soluzioni:
- Ridurre la macchia focale
- Diminuire la magnificazione
- Utilizzare sorgenti microfocus
7. Considerazioni Pratiche
Trade-off Potenza/Risoluzione: Macchie focali più piccole offrono migliore risoluzione ma potenza ridotta.
Numero di Proiezioni
- 1000-1500 proiezioni - Ricostruzioni veloci
- 1500-2400 proiezioni - Qualità standard
- 2400+ proiezioni - Alta qualità
Dimensione Dataset
Dimensione (MB) ≈ (Larghezza × Altezza × Profondità) / Voxel³ × 4 / 10⁶
8. Limitazioni del Modello
- Scattering - Riduce contrasto e risoluzione
- Rumore statistico - Limitato da fotoni
- Stabilità meccanica - Vibrazioni
- Algoritmi di ricostruzione - Qualità software
- Contrasto materiale - Differenza assorbimento