ITPD20120017A1

ITPD20120017A1 - SYSTEM FOR THE ASSESSMENT OF THE STRUCTURAL RESOLUTION OF X-ray COMPUTERIZED TOMOGRAPHY DEVICES

Info

Publication number: ITPD20120017A1
Application number: IT000017A
Authority: IT
Inventors: Simone Carmignato; Enrico Savio
Original assignee: Univ Padova
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2013-07-24

Description

TITOLO: TITLE:

SISTEMA PER LA VALUTAZIONE DELLA RISOLUZIONE STRUTTURALE DI DISPOSITIVI DI TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA A RAGGI X SYSTEM FOR THE ASSESSMENT OF THE STRUCTURAL RESOLUTION OF X-RAY COMPUTERIZED TOMOGRAPHY DEVICES

DESCRIZIONE DESCRIPTION

1. Campo della tecnica a cui l'invenzione fa riferimento 1. Field of the art to which the invention refers

Le tecniche di misura dimensionale e geometrica sono fondamentali in molti ambiti della produzione industriale: un'accurata caratterizzazione dimensionale e geometrica è infatti necessaria per definire e verificare la funzionalità e la qualità dei prodotti. The dimensional and geometric measurement techniques are fundamental in many areas of industrial production: an accurate dimensional and geometric characterization is in fact necessary to define and verify the functionality and quality of the products.

Esistono numerosi strumenti di misura che rispondono alle diverse esigenze di caratterizzazione geometrica e dimensionale dei prodotti. Tra i principali ricordiamo ad esempio: There are numerous measuring instruments that meet the different needs of geometric and dimensional characterization of the products. Among the main ones we remember for example:

- macchine di misura a coordinate, che attraverso vari tipi di sensori (ottici, meccanici, optotattili, eccetera) riescono ad acquisire coordinate di punti nello spazio, consentendo quindi di ricostruire la geometria esterna dei pezzi; - coordinate measuring machines, which through various types of sensors (optical, mechanical, optotactile, etc.) are able to acquire coordinates of points in space, thus allowing to reconstruct the external geometry of the pieces;

- scanner laser, basati sul principio della triangolazione, capaci di riprodurre topografie tridimensionali in modo rapido e senza contatto; - laser scanners, based on the triangulation principle, capable of reproducing three-dimensional topographies quickly and without contact;

- altri sistemi ottici 3D, basati su altre tecnologie o principi, quali i sistemi a proiezione di luce strutturata o i sistemi a olografia conoscopica, che consentono tipicamente di acquisire un elevato numero di punti della superficie in poco tempo. - other 3D optical systems, based on other technologies or principles, such as systems with structured light projection or systems with connoisseur holography, which typically allow to acquire a large number of points on the surface in a short time.

Recentemente sono stati proposti nuovi sistemi di misura geometrica e dimensionale basati sulla tomografia computerizzata a raggi X (noti anche come sistemi CT). Il vantaggio più importante della tomografia computerizzata consiste nei poter effettuare misurazioni di geometrie interne non accessibili ad altri tipi di sensori e misurazioni che sarebbero difficoltose con altre tecniche di misura 3D (es. digitalizzazione rapida e completa di geometrie libere molto complesse). Recently, new geometric and dimensional measurement systems based on X-ray computed tomography (also known as CT systems) have been proposed. The most important advantage of computed tomography consists in being able to perform measurements of internal geometries not accessible to other types of sensors and measurements that would be difficult with other 3D measurement techniques (eg rapid and complete digitization of very complex free geometries).

La riferibilità metrologica richiede, per tutti gli strumenti di misura geometrica e dimensionale, operazioni di taratura e verifica periodica. Le operazioni di taratura e verifica periodica consentono di valutare le caratteristiche metrologiche dello strumento, permettendo di determinare ed eventualmente correggere gli errori che intervengono durante le fasi di misura. Metrological traceability requires periodic calibration and verification operations for all geometric and dimensional measuring instruments. The periodic calibration and verification operations allow to evaluate the metrological characteristics of the instrument, allowing to determine and possibly correct the errors that occur during the measurement phases.

Per i sistemi di tomografia a raggi X, una delle caratteristiche metrologiche che è necessario verificare per il corretto utilizzo dei sistemi nel'ambito della metrologia dimensionale è la risoluzione strutturale delle misure dimensionali ( stru resolution for dimensional measurements), come definita nei due documenti seguenti: For X-ray tomography systems, one of the metrological characteristics that must be verified for the correct use of the systems in the field of dimensional metrology is the structural resolution for dimensional measurements, as defined in the two following documents :

[1] VDI/VDE 2617-13:2011, VDI/VDE 2617-13, Guideline for the application of DIN EN ISO 10360 for coordinate measuring machines with CT-sensors; VDI, Duesseldorf, 2011. [1] VDI / VDE 2617-13: 2011, VDI / VDE 2617-13, Guideline for the application of DIN EN ISO 10360 for coordinate measuring machines with CT-sensors; VDI, Duesseldorf, 2011.

[2] ISO/WD 10360-11:2011, GPS - Acceptance and reverification tests for CMMs -Part 11: Computed tomography. ISO, Geneva, 2011. [2] ISO / WD 10360-11: 2011, GPS - Acceptance and reverification tests for CMMs - Part 11: Computed tomography. ISO, Geneva, 2011.

L'invenzione qui descritta ha per oggetto un sistema innovativo per la quantificazione della risoluzione strutturale delle misure dimensionali ottenute da dispositivi di tomografia computerizzata a raggi X. L'invenzione trova applicazione principalmente negli ambiti di utilizzo dei sistemi di misura geometrica e dimensionale basati sulla tomografia computerizzata a raggi X, ma può essere impiegata anche per la verifica di altri sistemi di misura di geometrie complesse, come i sistemi di tomografia a risonanza magnetica. I campi di applicazione principali sono quindi la metrologia dimensionale e il controllo qualità industriale mediante sistemi di tomografia computerizzata. The invention described herein relates to an innovative system for quantifying the structural resolution of dimensional measurements obtained from X-ray computed tomography devices. The invention is mainly applied in the fields of use of geometric and dimensional measurement systems based on tomography computerized X-ray, but it can also be used for the verification of other measuring systems of complex geometries, such as magnetic resonance tomography systems. The main fields of application are therefore dimensional metrology and industrial quality control using computed tomography systems.

2. Stato della tecnica preesistente 2. Pre-existing state of the art

Allo stato dell'arte i sistemi di tomografia a raggi X sono sempre più utilizzati per applicazioni di metrologia dimensionale e controllo qualità industriale. Conseguentemente, negli ultimi anni sono stati fatti numerosi studi e investimenti per mettere a punto tecniche di verifica delle prestazioni metrologiche dei sistemi CT. In particolare sono già disponibili in commercio campioni di riferimento per operazioni di taratura e verifica periodica di alcune caratteristiche metrologiche dei sistemi CT. Tuttavia, tra le numerose caratteristiche metrologiche dei sistemi CT, una di quelle più importanti è la risoluzione strutturale delle misure dimensionali; questa però è poco studiata e verificata allo stato dellarte. In particolare, non esistono ancora procedure consolidate e largamente accettate per la verifica della risoluzione strutturale dei sistemi CT. Solo i due documenti già citati nella precedente Sezione 1 ([1] VDI/VDE 2617-13:2011 e [2] ISO/WD 10360-11:2011) propongono alcune prime procedure per la verifica della risoluzione strutturale dei sistemi CT. Inoltre, tali procedure e, conseguentemente, i metodi correntemente impiegati in industria per la verifica della risoluzione strutturale sono di difficile applicazione e presentano importanti limitazioni, come illustrato nella seguente Sezione 2. State of the art X-ray tomography systems are increasingly used for dimensional metrology and industrial quality control applications. Consequently, in recent years numerous studies and investments have been made to develop techniques for verifying the metrological performance of CT systems. In particular, reference standards are already commercially available for calibration and periodic verification of some metrological characteristics of CT systems. However, among the numerous metrological characteristics of CT systems, one of the most important is the structural resolution of dimensional measurements; however, this is little studied and verified in the state of the art. In particular, there are still no consolidated and widely accepted procedures for verifying the structural resolution of CT systems. Only the two documents already mentioned in the previous Section 1 ([1] VDI / VDE 2617-13: 2011 and [2] ISO / WD 10360-11: 2011) propose some first procedures for the verification of the structural resolution of CT systems. Furthermore, these procedures and, consequently, the methods currently used in industry for the verification of the structural resolution are difficult to apply and have important limitations, as illustrated in the following Section 2.

L'oggetto del trovato intende superare tali limitazioni, proponendo un sistema di verifica della risoluzione strutturale delle misure dimensionali molto più facilmente applicabile agli strumenti di misura CT. The object of the invention intends to overcome these limitations by proposing a system for verifying the structural resolution of dimensional measurements which is much more easily applicable to CT measuring instruments.

2. Inconvenienti presenti nell'arte nota 2. Drawbacks present in the known art

Le soluzioni esistenti allo stato dell'arte per la verifica della risoluzione strutturale delle misure dimensionali ottenute da sistemi di tomografia computerizzata sono basate sull'utilizzo di campioni tarati costituiti da numerosi elementi geometrici di dimensioni diverse, per esempio da numerose sfere di diametro diverso, come proposto nei due documenti già citati in precedenza: [1] VDI/VDE 2617-13:2011 e [2] ISO/WD 10360-11:2011. In particolare, le procedure impiegate allo stato deH'arte prevedono di misurare (con il sistema CT sottoposto a verifica) sfere tarate di diametro diverso e di determinare la risoluzione strutturale dal diametro della più piccola sfera misurabile con errore contenuto entro un limite prefissato. In altre parole, fissato un limite massimo per l'errore della misura del diametro, viene determinato qual è il diametro della più piccola sfera misurabile con errore di misura contenuto entro tale limite; a causa della risoluzione strutturale, le sfere aventi diametro più piccolo di questo non sono misurabili entro il limite di errore prefissato. The existing state-of-the-art solutions for verifying the structural resolution of dimensional measurements obtained by computed tomography systems are based on the use of calibrated samples consisting of numerous geometric elements of different sizes, for example by numerous spheres of different diameters, such as proposed in the two documents already mentioned above: [1] VDI / VDE 2617-13: 2011 and [2] ISO / WD 10360-11: 2011. In particular, the procedures used in the state of the art envisage measuring (with the CT system subjected to verification) calibrated spheres of different diameter and determining the structural resolution from the diameter of the smallest measurable sphere with error contained within a predetermined limit. In other words, once a maximum limit has been set for the error of the measurement of the diameter, it is determined which is the diameter of the smallest measurable sphere with a measurement error contained within this limit; due to the structural resolution, the balls having a diameter smaller than this are not measurable within the predetermined error limit.

Le procedure impiegate allo stato dell'arte, pertanto, richiedono l'utilizzo di molte sfere tarate di diametri diversi, in modo da trovare qual è il diametro minore misurabile entro l'errore limite prefissato. Questo approccio soffre di alcuni svantaggi importanti: (a) l'intervallo dei diametri delle sfere che è opportuno misurare non è noto a priori; (b) i campioni da utilizzare devono contenere un numero elevato di sfere tarate di diversi diametri; (c) i campioni da utilizzare sono complessivamente molto costosi, in dipendenza del numero e del diametro delle sfere; (d) i tempi di misura CT e di elaborazione dei dati misurati sulle sfere sono lunghi, in dipendenza del numero delle sfere. The procedures used in the state of the art, therefore, require the use of many calibrated spheres of different diameters, in order to find which is the smallest measurable diameter within the predetermined limit error. This approach suffers from some important disadvantages: (a) the range of diameters of the spheres that should be measured is not known a priori; (b) the samples to be used must contain a large number of calibrated spheres of different diameters; (c) the samples to be used are overall very expensive, depending on the number and diameter of the spheres; (d) the CT measurement and processing times of the data measured on the spheres are long, depending on the number of spheres.

Per i motivi qui sopra esposti, le procedure e i campioni utilizzati allo stato dell'arte sono molto onerosi, sia in termini di costi di fabbricazione e di taratura dei campioni (i quali devono contenere numerosi elementi geometrici tarati, di dimensioni diverse), sia in termini di tempi per l'esecuzione della procedura di verifica. For the reasons set out above, the procedures and samples used in the state of the art are very onerous, both in terms of manufacturing and calibration costs of the samples (which must contain numerous calibrated geometric elements, of different sizes), and in terms of time limits for carrying out the verification procedure.

Dalle precedenti considerazioni si evince la necessità di individuare soluzioni alternative, più economiche ed efficaci, rispetto alle soluzioni attualmente esistenti. From the foregoing considerations, it is clear that it is necessary to identify alternative solutions, which are cheaper and more effective, with respect to the solutions currently existing.

Scopo del presente trovato è anche quello di ovviare agli inconvenienti descritti qui sopra. The purpose of the present invention is also to obviate the drawbacks described above.

3. Breve descrizione del trovato 3. Brief description of the invention

Il trovato descritto in questo documento ovvia agli inconvenienti presentati nella precedente Sezione 2, secondo le caratteristiche descritte nelle rivendicazioni annesse. Il trovato include un campione di riferimento costituito da almeno due sfere di diametro tarato. La geometria del campione è volutamente molto semplice, in modo da contenerne i costi di fabbricazione e taratura. The invention described in this document overcomes the drawbacks presented in the previous Section 2, according to the characteristics described in the attached claims. The invention includes a reference sample consisting of at least two spheres of calibrated diameter. The geometry of the sample is deliberately very simple, in order to contain manufacturing and calibration costs.

Nella versione più semplice, il campione può essere costituito anche soltanto da due sfere tarate, in contatto fisico tra loro (cioè due sfere che si toccano in un punto). Le due sfere possono avere lo stesso diametro nominale, ma non si esclude la possibilità di usare anche sfere con diametri diversi. Il numero minimo di sfere da usare è due; ciò non limita la possibilità di usare tre o più sfere. In the simplest version, the sample can also consist of only two calibrated spheres, in physical contact with each other (ie two spheres touching at one point). The two balls can have the same nominal diameter, but the possibility of using balls with different diameters is not excluded. The minimum number of balls to use is two; this does not limit the possibility of using three or more spheres.

Il campione qui sopra descritto è utilizzato per verificare la risoluzione strutturale delle misure dimensionali ottenute da sistemi di tomografia computerizzata, impiegando la procedura descritta qui di seguito. La procedura comprende almeno le seguenti fasi: a) Il campione, facente parte del trovato, deve essere misurato mediante il sistema di tomografia computerizzata sottoposto a verifica; in particolare nella misura è importante che venga acquisita la porzione della superficie delle sfere posta in prossimità del punto di contatto tra le sfere stesse. The sample described above is used to verify the structural resolution of the dimensional measurements obtained from computed tomography systems, using the procedure described below. The procedure comprises at least the following steps: a) The sample, forming part of the invention, must be measured by means of the computerized tomography system subjected to verification; in particular in the measure it is important that the portion of the surface of the spheres placed near the point of contact between the spheres themselves is acquired.

b) A causa della risoluzione strutturale, la ricostruzione della superficie del campione ottenuta dai dati di misura CT presenterà un errore caratteristico, visibile in prossimità del punto di contatto delle sfere e riconoscibile per la forma caratteristica che tende a far apparire le due sfere come un unico oggetto, senza soluzione di continuità. La forma caratteristica è rappresentata nello schema (2) del disegno allegato. In altre parole, a causa di questo errore caratteristico, nella ricostruzione della superficie, la zona di contatto tra le due sfere non è limitata ad un solo punto (come accade invece nel campione originale, raffigurato nello schema (1) del disegno allegato), ma si estende su una regione di diametro d e di altezza h (come illustrato nello schema (2) nel disegno allegato). b) Due to the structural resolution, the reconstruction of the sample surface obtained from the CT measurement data will present a characteristic error, visible near the contact point of the spheres and recognizable by the characteristic shape that tends to make the two spheres appear as a single object, seamless. The characteristic shape is represented in the diagram (2) of the attached drawing. In other words, due to this characteristic error, in the reconstruction of the surface, the contact area between the two spheres is not limited to a single point (as it happens instead in the original sample, shown in diagram (1) of the attached drawing), but it extends over a region of diameter d and height h (as shown in diagram (2) in the attached drawing).

c) Successivamente, dalla ricostruzione della superficie del campione ottenuta dai dati di misura CT, si misurano il diametro d e l'altezza h della regione su cui si estende la zona caratteristica descritta nel punto precedente. c) Subsequently, from the reconstruction of the sample surface obtained from the CT measurement data, the diameter d and the height h of the region on which the characteristic zone described in the previous point extends are measured.

d) Sia il diametro d, sia l'altezza h, sono parametri correlati alla risoluzione strutturale: d) Both the diameter d and the height h are parameters related to the structural resolution:

più grande è il valore della risoluzione strutturale, più grandi sono i valori del diametro d e dell'altezza h. In particolare, il valore della risoluzione strutturale può essere calcolato direttamente dal valore dell'altezza h, semplicemente ponendo che il valore della risoluzione strutturale sia uguale al valore misurato dell'altezza h. Tuttavia, poiché i valori dei diametri D e d possono risultare più facilmente misurabili del valore dell'altezza h, e poiché h è calcolabile direttamente dai valori di D e d, può essere conveniente calcolare h dai valori dei diametri D e d (il primo noto dalla taratura, il secondo misurato dalla ricostruzione della superficie del campione ottenuta dai dati di misura CT) e, successivamente, calcolare il valore della risoluzione strutturale uguagliandolo al valore calcolato dell'altezza h (anziché al valore misurato). the greater the value of the structural resolution, the greater the values of the diameter d and the height h. In particular, the value of the structural resolution can be calculated directly from the value of the height h, simply by assuming that the value of the structural resolution is equal to the measured value of the height h. However, since the values of the diameters D and d can be more easily measurable than the value of the height h, and since h can be calculated directly from the values of D and d, it may be convenient to calculate h from the values of the diameters D and d (the first known from the calibration , the second measured by the reconstruction of the sample surface obtained from the CT measurement data) and, subsequently, calculate the value of the structural resolution by equating it to the calculated value of the height h (instead of the measured value).

In conclusione, pertanto, il valore della risoluzione strutturale è calcolabile dalle dimensioni ( d e h, come raffigurato nello schema (2) del disegno allegato) della regione su cui si estende la zona caratteristica descritta nel precedente punto (b). In conclusion, therefore, the value of the structural resolution can be calculated from the dimensions (d and h, as shown in the diagram (2) of the attached drawing) of the region on which the characteristic zone described in the previous point (b) extends.

La procedura di valutazione della risoluzione strutturale sopraesposta può essere eseguita una o più volte sul sistema che si vuoi verificare. Può anche essere ripetuta tutte le volte che si esegue una misura su un qualsiasi componente, misurando il campione tarato insieme al componente oggetto della misura, ciò per determinare la risoluzione strutturale specifica della misura in corso. The structural resolution assessment procedure described above can be performed one or more times on the system you want to test. It can also be repeated every time a measurement is made on any component, measuring the calibrated sample together with the component being measured, to determine the specific structural resolution of the measurement in progress.

Per una maggiore accuratezza della valutazione della risoluzione strutturale, il materiale con cui sono fatte le sfere dovrebbe possibilmente essere lo stesso materiale che costituisce i pezzi comunemente misurati dal sistema CT oggetto della verifica della risoluzione strutturale; tuttavia si possono utilizzare anche materiali diversi. Per esempio le sfere tarate possono essere realizzate in allumina se i pezzi comunemente misurati dal sistema CT sono in allumina; tuttavia, per motivi economici o di fattibilità tecnica, è possibile utilizzare anche materiali diversi. Nel caso in cui sia utilizzato un materiale diverso da quello dei pezzi comunemente misurati, è preferibile che il materiale abbia un coefficiente di assorbimento simile a quello del materiale dei pezzi comunemente misurati. For a greater accuracy of the evaluation of the structural resolution, the material with which the spheres are made should possibly be the same material that constitutes the pieces commonly measured by the CT system subject to the verification of the structural resolution; however, different materials can also be used. For example, the calibrated spheres can be made of alumina if the pieces commonly measured by the CT system are made of alumina; however, for economic or technical feasibility reasons, it is also possible to use different materials. If a material other than that of the commonly measured pieces is used, it is preferable that the material has an absorption coefficient similar to that of the material of the commonly measured pieces.

4. Scopi e applicazioni 4. Aims and applications

Attraverso l'apporto innovativo del trovato, sono conseguiti alcuni scopi e vantaggi. Through the innovative contribution of the invention, some objects and advantages are achieved.

Lo scopo principale è di realizzare un campione innovativo per la valutazione della risoluzione strutturale delle misure dimensionali ottenute da strumenti di caratterizzazione dimensionale e geometrica basati sulla tomografia computerizzata. L'aspetto innovativo più importante rispetto allo stato dell'arte risiede nella semplicità costruttiva del trovato, che si riflette nella semplicità di fabbricazione e di taratura del campione e nella semplicità esecutiva della procedura di calcolo della risoluzione. Queste caratteristiche determinano costi di fabbricazione, taratura ed utilizzo del trovato decisamente inferiori a quelli corrispondenti ai campioni utilizzati allo stato dell'arte. The main purpose is to create an innovative sample for the evaluation of the structural resolution of the dimensional measurements obtained by dimensional and geometric characterization tools based on computed tomography. The most important innovative aspect with respect to the state of the art lies in the constructive simplicity of the invention, which is reflected in the simplicity of manufacture and calibration of the sample and in the executive simplicity of the resolution calculation procedure. These characteristics determine manufacturing, calibration and use costs of the invention which are decidedly lower than those corresponding to the samples used in the state of the art.

Inoltre, l'oggetto del trovato determina anche una migliore accuratezza della determinazione della risoluzione strutturale rispetto ai campioni disponibili allo stato dell'arte. I campioni presenti nell'arte nota, infatti, comportano approssimazioni nella valutazione della risoluzione strutturale, dovute al fatto che il loro utilizzo prevede di determinare il valore della risoluzione dalla dimensione del più grande elemento geometrico (es. sfera) misurabile entro un errore di misura limite prefissato; conseguentemente tali campioni comportano approssimazioni dipendenti dal numero finito di elementi geometrici contenuti nei campioni stessi. Invece il trovato qui illustrato permette di calcolare la risoluzione strutturale direttamente dalle dimensioni della regione su cui si estende la zona caratteristica descritta nella precedente Sezione 3, con conseguente eliminazione delle approssimazioni tipiche dell'utilizzo dei campioni presenti neH'arte nota. Furthermore, the object of the invention also determines a better accuracy of the determination of the structural resolution with respect to the samples available in the state of the art. The samples present in the prior art, in fact, involve approximations in the evaluation of the structural resolution, due to the fact that their use involves determining the resolution value from the size of the largest geometric element (e.g. sphere) measurable within a measurement error predetermined limit; consequently these samples involve approximations dependent on the finite number of geometric elements contained in the samples themselves. On the other hand, the invention illustrated here allows to calculate the structural resolution directly from the dimensions of the region on which the characteristic zone described in the previous Section 3 extends, with consequent elimination of the typical approximations of the use of the samples present in the known art.

Un ulteriore vantaggio del trovato è che consente un suo utilizzo frequente, indipendentemente dai parametri di scansione utilizzati nel sistema CT. A differenza dei campioni utilizzati allo stato dell'arte, che dovrebbero avere dimensioni diverse a seconda della specifica risoluzione strutturale e quindi dei specifici parametri di scansione, il campione oggetto del trovato mantiene la sua applicabilità per un intervallo molto ampio di valori della risoluzione strutturale e quindi di parametri di scansione. È pertanto possibile utilizzare tale campione in modo molto frequente, superando le limitazioni tipiche di altri campioni utilizzati finora. Una più frequente verifica dei sistemi di misura consente di ridurne gli errori nelle misure eseguite. A further advantage of the invention is that it allows its frequent use, regardless of the scanning parameters used in the CT system. Unlike the samples used in the state of the art, which should have different dimensions depending on the specific structural resolution and therefore on the specific scanning parameters, the sample object of the invention maintains its applicability for a very wide range of structural resolution values and then of scan parameters. It is therefore possible to use this sample very frequently, overcoming the limitations typical of other samples used so far. A more frequent verification of the measurement systems allows to reduce errors in the measurements performed.

5. Breve descrizione dei disegni 5. Brief description of the drawings

Nel disegno allegato sono rappresentati due schemi, brevemente descritti nel seguito. (1) Il primo schema, indicato con il numero (1), illustra il campione costituito da due sfere tarate, entrambe di diametro D, poste in contatto fisico tra loro. The attached drawing shows two diagrams, briefly described below. (1) The first diagram, indicated by the number (1), illustrates the sample consisting of two calibrated spheres, both of diameter D, placed in physical contact with each other.

(2) Il secondo schema, indicato con il numero (2), raffigura schematicamente il risultato dell'acquisizione CT della superficie del campione, che presenta l'errore di forma caratteristico nella zona di contatto tra le due sfere: a causa di questo errore caratteristico, la zona di contatto tra le due sfere non è limitata ad un solo punto (come accade invece nel campione originale, raffigurato nello schema (1) dei disegno allegato), ma si estende su una regione più ampia, di diametro d e altezza h. (2) The second diagram, indicated with the number (2), schematically depicts the result of the CT acquisition of the sample surface, which presents the characteristic shape error in the contact area between the two spheres: due to this error characteristic, the contact area between the two spheres is not limited to a single point (as it happens instead in the original sample, shown in diagram (1) of the attached drawing), but extends over a wider region, of diameter d and height h .

Il disegno riporta il caso di un campione costituito da due sfere, entrambe di diametro D, ma questo non preclude la possibilità di utilizzare sfere di diametro diverso oppure di utilizzare sfere aggiuntive rispetto alle due raffigurate nel disegno (per un totale di tre o più sfere). The drawing shows the case of a sample consisting of two spheres, both of diameter D, but this does not preclude the possibility of using spheres of different diameter or of using additional spheres with respect to the two shown in the drawing (for a total of three or more spheres ).

Il diametro D delle sfere può essere scelto in funzione delle dimensioni del volume di misura del sistema CT e delle dimensioni tipiche degli oggetti tipicamente misurati dal sistema CT sottoposto a verifica. Per esempio, un valore tipico del diametro D può essere di 10 mm, ma questo non esclude la possibilità di usare diametri maggiori o minori. The diameter D of the spheres can be chosen according to the dimensions of the measuring volume of the CT system and the typical dimensions of the objects typically measured by the CT system undergoing verification. For example, a typical value of diameter D may be 10 mm, but this does not exclude the possibility of using larger or smaller diameters.

Invece il diametro d e l'altezza h della regione caratteristica illustrata nello schema (2) sono strettamente correlati alla risoluzione strutturale del sistema CT, come descritto nella precedente Sezione 3. Dal diametro d e dall'altezza h si può calcolare il valore della risoluzione, come spiegato nel punto (d) della precedente Sezione 3. Instead the diameter d and the height h of the characteristic region illustrated in diagram (2) are strictly correlated to the structural resolution of the CT system, as described in the previous Section 3. From the diameter d and the height h the resolution value can be calculated, as explained in point (d) of Section 3 above.

Claims

FOR THE ASSESSMENT OF THE STRUCTURAL RESOLUTION OF COMPUTERIZED X-RAY TOMOGRAPHY DEVICES CLAIMS 1. Reference sample used to verify the structural resolution of dimensional measurements obtained from X-ray computed tomography devices (also known as CT systems) and characterized by the fact that the geometry of the aforementioned sample consists of at least two spheres of calibrated diameter , in physical contact with each other (i.e. two spheres touching at one point). The structural resolution of dimensional measurements is defined as in the following guideline: VDI / VDE 2617-13, Guideline for the application of DIN EN ISO 10360 for coordinate measuring machines with CT-sensors; VDI, Duesseldorf, 2011.

2. Sample according to claim 1 characterized in that the structural resolution of dimensional measurements can be calculated from the diameter d and the height h of the contact zone between the two spheres in the CT reconstruction of the sample surface, where d and h are defined in the CT reconstruction of the sample surface as shown in the diagram (2) of the attached drawing. Because of the structural resolution, in fact, in the reconstruction of the sample surface, obtained from the CT measurement of the sample itself, the contact area between the two spheres is not limited to a single point (as happens instead in the original sample, shown in the diagram ( 1) of the attached drawing), but it extends over a region of diameter d and height h (as shown in diagram (2) in the attached drawing).