Tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của máy x-ray công nghiệp

Tìm hi?u v? nguyên lý ho?t ??ng c?a máy x-ray công nghi?p

Máy x-ray công nghi?p là m?t thi?t b? hi?n ??i và tiên ti?n, ???c ?ng d?ng r?ng rãi trong các ngành công nghi?p th?c ph?m, d??c ph?m, ?? ki?m tra và ??m b?o ch?t l??ng c?a các s?n ph?m. Nguyên lý ho?t ??ng c?a máy x-ray công nghi?p d?a trên vi?c s? d?ng tia X ?? ?o m?t ?? c?a s?n ph?m và phát hi?n các d? v?t có th? có trong s?n ph?m.

Tia X là gì? Tia X là m?t lo?i b?c x? có b??c sóng r?t ng?n, ch? kho?ng 0.01-10 nanomet, nh?ng có n?ng l??ng r?t cao, có th? xuyên qua các v?t ch?t. Khi tia X ?i qua s?n ph?m, tia X s? b? suy gi?m m?t ph?n n?ng l??ng do s? t??ng tác v?i các nguyên t? c?a s?n ph?m. N?u trong s?n ph?m có d? v?t, tia X s? b? suy gi?m n?ng l??ng nhi?u h?n ? khu v?c có d? v?t, do d? v?t có m?t ?? khác v?i m?t ?? c?a s?n ph?m. Ví d?, kim lo?i có m?t ?? cao h?n th?c ph?m, nên tia X s? b? suy gi?m n?ng l??ng nhi?u h?n khi ?i qua kim lo?i.

Tìm hi?u v? nguyên lý ho?t ??ng c?a máy x-ray công nghi?p

Sau khi ?i qua s?n ph?m, tia X s? g?p c?m bi?n, là m?t thi?t b? có kh? n?ng chuy?n ??i n?ng l??ng b?c x? thành tín hi?u ?i?n t?. C?m bi?n s? ghi nh?n c??ng ?? n?ng l??ng c?a tia X t?i các ?i?m khác nhau trên s?n ph?m, và chuy?n tín hi?u ?i?n t? thành hình ?nh ch?p bên trong c?a s?n ph?m. Hình ?nh ch?p bên trong c?a s?n ph?m s? ???c hi?n th? trên màn hình máy tính, v?i các m?c màu xám khác nhau t??ng ?ng v?i các m?c m?t ?? khác nhau c?a s?n ph?m. Các d? v?t (n?u có) s? xu?t hi?n trên hình ?nh ch?p v?i màu xám khác bi?t so v?i màu xám c?a s?n ph?m, và t? ?ó giúp ph?n m?m ??c k?t qu? hình ?nh ch?p x-ray nh?n di?n ???c d? v?t.

B?ng cách s? d?ng máy x-ray công nghi?p, chúng ta có th? ki?m tra và phát hi?n ???c các d? v?t có m?t ?? cao h?n ho?c th?p h?n so v?i m?t ?? c?a s?n ph?m, nh? kim lo?i, th?y tinh, ?á, x??ng, vv. Nh?ng d? v?t này có th? gây nguy hi?m cho s?c kh?e c?a ng??i tiêu dùng ho?c làm gi?m giá tr? c?a s?n ph?m. Ngoài ra, máy x-ray công nghi?p còn có th? ki?m tra ???c các khi?m khuy?t khác c?a s?n ph?m, nh? thi?u s?n ph?m trong bao gói, l?t khí, th?a ho?c thi?u cân, các s?n ph?m b? v?, méo mó, vv. Nh?ng khi?m khuy?t này có th? ?nh h??ng ??n hình th?c, ch?t l??ng, ho?c tu?i th? c?a s?n ph?m. Vì v?y, máy x-ray công nghi?p là m?t công c? h?u ích và hi?u qu? cho vi?c ki?m tra và ??m b?o ch?t l??ng c?a các s?n ph?m trong các ngành công nghi?p th?c ph?m, d??c ph?m.

Kh? n?ng h?p th? tia X

Máy x-ray công nghi?p là m?t thi?t b? ???c s? d?ng r?ng rãi trong các ngành công nghi?p th?c ph?m, d??c ph?m, ?? ki?m tra và lo?i b? các d? v?t có th? có trong các s?n ph?m. Máy x-ray công nghi?p ho?t ??ng d?a trên nguyên lý c? b?n là s? khác bi?t trong kh? n?ng h?p th? tia X gi?a s?n ph?m và d? v?t. Tia X là m?t lo?i b?c x? có b??c sóng r?t ng?n, ch? kho?ng 0.01-10 nanomet, nh?ng có n?ng l??ng r?t cao, có th? xuyên qua các v?t ch?t. Khi tia X ?i qua s?n ph?m, tia X s? b? suy gi?m m?t ph?n n?ng l??ng do s? t??ng tác v?i các nguyên t? c?a s?n ph?m. N?u trong s?n ph?m có d? v?t, tia X s? b? suy gi?m n?ng l??ng nhi?u h?n ? khu v?c có d? v?t, do d? v?t có m?t ?? khác v?i m?t ?? c?a s?n ph?m.

Kh? n?ng h?p th? tia X

M?t ví d? minh h?a cho nguyên lý ho?t ??ng c?a máy x-ray công nghi?p là khi quét tia X qua chai n??c su?i. N??c có t? tr?ng là 1g/ml, trong khi m?nh nh? d? v?t b?ng thép không r? 316 s? có t? tr?ng là 8g/ml. Do ?ó, m?nh thép s? h?p th? nhi?u tia X h?n so v?i n??c, và làm gi?m c??ng ?? n?ng l??ng c?a tia X t?i khu v?c ?ó. Sau khi ?i qua s?n ph?m, tia X s? g?p c?m bi?n, là m?t thi?t b? có kh? n?ng chuy?n ??i n?ng l??ng b?c x? thành tín hi?u ?i?n t?. C?m bi?n s? ghi nh?n c??ng ?? n?ng l??ng c?a tia X t?i các ?i?m khác nhau trên s?n ph?m, và chuy?n tín hi?u ?i?n t? thành hình ?nh ch?p bên trong c?a s?n ph?m. Hình ?nh ch?p bên trong c?a s?n ph?m s? ???c hi?n th? trên màn hình máy tính, v?i các m?c màu xám khác nhau t??ng ?ng v?i các m?c m?t ?? khác nhau c?a s?n ph?m. Các d? v?t (n?u có) s? xu?t hi?n trên hình ?nh ch?p v?i màu xám khác bi?t so v?i màu xám c?a s?n ph?m, và t? ?ó giúp ph?n m?m ??c k?t qu? hình ?nh ch?p x-ray nh?n di?n ???c d? v?t.

Ngoài ra, ?ng v?i m?i lo?i nguyên li?u thì khi tia X ?i qua s? có m?t giá tr? thang xám (grey value) khác nhau. Thang xám là m?t ??i l??ng ???c dùng ?? ?o ?? sáng c?a m?t ?i?m ?nh trên hình ?nh ch?p x-ray. Thang xám có giá tr? t? 0 ??n 65,535, trong ?ó 0 là màu ?en, 65,535 là màu tr?ng, và các giá tr? ? gi?a là các m?c màu xám. Thang xám c?a m?t ?i?m ?nh ph? thu?c vào c??ng ?? n?ng l??ng c?a tia X t?i ?i?m ?ó. Càng nhi?u tia X ?i qua, càng nhi?u n?ng l??ng ???c c?m bi?n ghi nh?n, và càng cao giá tr? thang xám. Thang xám c?a thép không r? th??ng có giá tr? cao h?n kho?ng 35,000 so v?i s?n ph?m th?c ph?m, do thép không r? h?p th? nhi?u tia X h?n th?c ph?m.

B?ng cách s? d?ng máy x-ray công nghi?p, chúng ta có th? ki?m tra và phát hi?n ???c các d? v?t có m?t ?? cao h?n ho?c th?p h?n so v?i m?t ?? c?a s?n ph?m, nh? kim lo?i, th?y tinh, ?á, x??ng, vv. Nh?ng d? v?t này có th? gây nguy hi?m cho s?c kh?e c?a ng??i tiêu dùng ho?c làm gi?m giá tr? c?a s?n ph?m. Ngoài ra, máy x-ray công nghi?p còn có th? ki?m tra ???c các khi?m khuy?t khác c?a s?n ph?m, nh? thi?u s?n ph?m trong bao gói, l?t khí, th?a ho?c thi?u cân, các s?n ph?m b? v?, méo mó, vv. Nh?ng khi?m khuy?t này có th? ?nh h??ng ??n hình th?c, ch?t l??ng, ho?c tu?i th? c?a s?n ph?m. Vì v?y, máy x-ray công nghi?p là m?t công c? h?u ích và hi?u qu? cho vi?c ki?m tra và ??m b?o ch?t l??ng c?a các s?n ph?m trong các ngành công nghi?p th?c ph?m, d??c ph?m.

Các y?u t? ?nh h??ng t?i kh? n?ng h?p th? tia X

Khi s? d?ng máy x-ray công nghi?p ?? ki?m tra các s?n ph?m, m?t trong nh?ng y?u t? quan tr?ng là t? l? h?p thu tia X c?a s?n ph?m và các d? v?t có th? có trong s?n ph?m. T? l? h?p thu tia X là m?t ??i l??ng th? hi?n m?c ?? suy gi?m n?ng l??ng c?a tia X khi ?i qua m?t v?t ch?t. T? l? h?p thu tia X ph? thu?c vào hai y?u t? chính là:

Các y?u t? ?nh h??ng t?i kh? n?ng h?p th? tia X
  • H? s? h?p th? tia X µ: H? s? h?p th? tia X là m?t ??i l??ng th? hi?n kh? n?ng h?p th? tia X c?a m?t v?t ch?t. H? s? h?p th? tia X ph? thu?c vào thành ph?n nguyên t? và n?ng l??ng c?a tia X. Các v?t ch?t có h? s? h?p th? tia X cao s? h?p th? nhi?u tia X h?n so v?i các v?t ch?t có h? s? h?p th? tia X th?p. Ví d?, các kim lo?i có h? s? h?p th? tia X cao h?n th?c ph?m, do các kim lo?i có nguyên t? n?ng h?n và t??ng tác m?nh h?n v?i tia X.
  • ?? dày c?a s?n ph?m ?i qua máy ki?m x-ray: ?? dày c?a s?n ph?m là m?t ??i l??ng th? hi?n chi?u dài c?a ?o?n ???ng mà tia X ph?i ?i qua khi ?i qua s?n ph?m. ?? dày c?a s?n ph?m ph? thu?c vào kích th??c và hình d?ng c?a s?n ph?m. Các s?n ph?m có ?? dày l?n s? h?p th? nhi?u tia X h?n so v?i các s?n ph?m có ?? dày nh?. Ví d?, m?t chi?c bánh mì có ?? dày l?n h?n m?t chi?c k?o, nên tia X s? b? suy gi?m nhi?u h?n khi ?i qua chi?c bánh mì.

Do ?ó, t? l? h?p thu tia X s? cao h?n khi s?n ph?m có h? s? h?p th? tia X cao ho?c ?? dày l?n, và th?p h?n khi s?n ph?m có h? s? h?p th? tia X th?p ho?c ?? dày nh?. T? l? h?p thu tia X s? ?nh h??ng ??n c??ng ?? n?ng l??ng c?a tia X sau khi ?i qua s?n ph?m, và do ?ó ?nh h??ng ??n hình ?nh ch?p bên trong c?a s?n ph?m. Các d? v?t có t? l? h?p thu tia X khác v?i t? l? h?p thu tia X c?a s?n ph?m s? xu?t hi?n trên hình ?nh ch?p v?i màu xám khác bi?t, và t? ?ó giúp ph?n m?m ??c k?t qu? hình ?nh ch?p x-ray phát hi?n ???c d? v?t.”

D?a trên t? tr?ng c?a m?t s? v?t li?u, d??i ?ây là b?ng phân lo?i các d? v?t mà x-ray có th? phát hi?n và không th? phát hi?n:

STTV?t li?uKh?i l??ng riêng (g/cm3)Kh? n?ng phát hi?n b?ng x-ray
1??ng thau (kim lo?i không có t? tính)8.4Có th? phát hi?n (và c?n cân nh?c thêm có y?u t? ?? dày s?n ph?m, ?? ??ng ??u, t? tr?ng th?c t?, kích th??c c?a d? v?t & kích th??c bao bì)
2Thép không r? 3168
3Kim lo?i có t? tính7.87
4Thép7.85
5Nhôm2.7
6?á s?i2.52
7X??ng2.2
8Teflon2.14
9Nylon1.15Không th? phát hi?n
10N??c ?á0.92
11Nh?a PP0.9
12G?0.65
13Côn trùng0.59
14H?t trái cherry0.56
15Tóc0.32
B?ng phân lo?i các d? v?t mà x-ray có th? phát hi?n và không th? phát hi?n

Các thông s? ph?n ánh hi?u su?t ho?t ??ng c?a máy ki?m X- ray

Các thông s? ph?n ánh hi?u su?t ho?t ??ng c?a máy ki?m X- ray

Throughput: n?ng su?t ki?m

= t? l? s?n ph?m ki?m/ th?i gian ki?m

POD : Probability of detection (kh? n?ng phát hi?n)

= t? l? s?n ph?m ch?a d? v?t phát hi?n ???c/ t?ng s? s?n ph?m ch?a d? v?t x 100%

LOD: level of detection (m?c ?? phát hi?n)

= t? l? s?n ph?m ch?a d? v?t phát hi?n ???c/ t?ng s? s?n ph?m x 100%

FRR: false reject rate (t? l? lo?i b? sai)

= t? l? s?n ph?m không ch?a d? v?t nh?ng b? thi?t b? x-ray cho là có d? v?t/ t?ng s? s?n ph?m không ch?a d? v?t x 100%

?ánh giá các y?u t? ?nh h??ng khi b?t ??u d? án x-ray

Ví d?: ??i v?i d? án x-ray cho s?n ph?m là l?c s?a chua (6 h?p) thì các y?u t? sau ?ây s? chi ph?i hi?u su?t ho?t ??ng và kh? n?ng phát hi?n d? v?t c?a máy ki?m x-ray.

Thi?t b? x-rayTính ch?t s?a chuaL?c s?a chua (6 h?p)H?p s?a chua
??u dòC??ng ?? tia X
Ph?n m?m phân tích k?t qu? ch?p
T?c ?? b?ng t?i
T?c ?? ??c k?t qu? quét c?a máy tính
Kích th??c máy x-ray
Góc chi?u tia X
T? tr?ng (ph? thu?c vào hàm l??ng mu?i, ???ng, ch?t béo)
H?t trong s?a chua
B?t khí
Các thành ph?n khô (n?u có)
?? ??ng ??u c?a m?c chi?t
Kích th??c
Hình dángKi?u ?áy
Chi?u cao
Hình dáng
Thi?t k? ?áy h?p
Kích th??c
Ki?u n?p ??y

B?ng phân tích các y?u t? ?nh h??ng t?i kh? n?ng phát hi?n d? v?t trên máy X-ray v?i s?n ph?m s?a chua

Tags: , , , , , , , ,