Radiografia digitale industriale
Cosa si intende per “Radiografia digitale industriale”?
Il termine Radiografia Digitale Industriale è molto spesso utilizzato, in modo improprio, per indicare una specifica tipologia di sistemi: facciamo un po’ di chiarezza!
Esistono infatti vari sistemi che consentono di avere una visualizzazione della radiografia a monitor ma che sono fra loro completamente diversi per costi, metodologia e risultato:
- La Digitalizzazione non è un vero e proprio metodo di radiografia digitale industriale in quanto consiste nel convertire da analogico a digitale la pellicola tradizionale.
Va da sé che il processo radiografico a cui siamo abituati non verrà modificato in alcun modo; verrà invece aggiunto un processo alla fine dello stesso:
Dopo la fase di sviluppo le pellicole potranno essere scansionate e visualizzate a computer (in alcuni casi, la pellicola potrà essere eliminata dopo la scansione).
- La Radiografia Computerizzata (CR – Computed Radiography) è, di fatto, la metodologia che più somiglia al metodo tradizionale.
Una pellicola ai fosfori, denominata plate, flessibile e disponibile in svariati formati, andrà esposta come consuetudine ma subirà poi un processo di scansione anziché sviluppo.
Il plate, cancellato, potrà quindi essere riutilizzato.
- La Radiografia Diretta (DDR – Digital Direct radiography) è alternativa al metodo CR e porta con sé vantaggi e svantaggi a seconda delle applicazioni.
Il supporto da esporre, in questo caso, è direttamente collegato al computer, è rigido e ha dimensione fissa.
L’immagine sarà quindi subito disponibile a video: questi sistemi sono particolarmente adatti ad impieghi in cabinet o impianti in linea.
E’ pertanto ovvio che non vi sia, tra le tre sopra menzionate, una soluzione universale per la sostituzione della pellicola tradizionale; vi sarà bensì un metodo più adatto alle specifiche necessità del singolo impiego.
La Digitalizzazione sarà particolarmente adatta per l’eliminazione del magazzino fisico che potrebbe essersi creato negli anni, così come per permettere la lettura, in via eccezionale, di alcune pellicole a distanza senza spedire il film.
La CR è la soluzione migliore per chi, come un contoterzista, ha un’infinità di campi applicativi e necessita quindi di una soluzione flessibile ad ogni necessità.
La DDR resta, per ovvie ragioni, l’alternativa da preferirsi su produzioni ripetitive dove non è necessario flettere il film: cabinet, impianti, ecc…
La Radiografia Digitale Computerizzata CR
La CR (Computed Radiography) è l’unica tecnica che, ad oggi, consente di sostituire appieno l’impiego della pellicola tradizionale.
Il motivo è semplice e legato al fatto che impiega speciali pellicole ai fosfori dette “plate” disponibili in tutti i formati e flessibili come il film.
La tecnica
L’esposizione viene effettuata come sempre ponendo il plate all’interno di una guaina protettiva e impiegando schermi di piombo o rame a seconda delle necessità.
La guaina, a differenza che per i film, ha il principale scopo di proteggere il plate dai danni meccanici e non dalla luce; infatti questo non viene impressionato esponendolo alla luce ambientale, bensì si cancella (anche se lentamente).
Tuttavia, essendo prodotto per essere riutilizzato, è importante che non venga danneggiato meccanicamente durante l’uso.
Dopo l’esposizione, è necessario acquisire l’immagine attraverso il processo di scansione:
- impostati i parametri desiderati, il plate verrà colpito da una luce laser;
- emetterà quindi una luce d’intensità relativa alla radiazione assorbita punto per punto;
- la luce che verrà poi trasformata in bit di grigio per la lettura.
La fase finale del processo di scansione è la cancellazione del plate per poterlo riutilizzare (il numero di riutilizzi del plate dipende da diversi fattori ma lo si può considerare mediamente nell’intorno del migliaio di esposizioni).
I plate
Tutti i plate sono formati da diversi strati di materiale e hanno un solo lato sensibile dal quale vanno irradiati.
Come per le pellicole convenzionali, esistono plate a grana più fine o più grossa e che, pertanto, avranno necessità di esposizioni più o meno lunghe e porteranno ad ottenere immagini a risoluzione più o meno spinta.
I plate a grana più fine saranno più adatti all’ispezione di spessori bassi mentre, salendo con lo spessore di materiale d’attraversare, saranno più idonei plate a grana media e grossa.
Non c’è invece una relazione diretta tra tipo di plate e tipo di sorgente anche se, approfondendo, esistono delle implicazioni e necessità di schermatura.
Lo scanner
A differenza delle sviluppatrici che si distinguono per la capacitò di produzione ma, a parità di paramentri, non influenzano la qualità radiografica, gli scanner CR digitali sono co-responsabili dell’ottenimento di quanto richiesto dalle norme.
Poiché gli scanner hanno sia caratteristiche intrinseche non modificabili che parametri settabili, è necessario soppesarne bene l’acquisto in funzione delle ispezioni che si dovranno effettuare.
La caratteristica principale di ogni scanner è la dimensione del laser che effettua la scansione: questa, tranne in un solo modello presente sul mercato, non è modificabile.
Il “laser spot size” influisce direttamente sulla risoluzione massima che lo scanner può ottenere e sul rapporto segnale-rumore in funzione dello spessore radiografato.
Tra i parametri impostabili nello scanner vi sono invece la dimensione dei pixel, l’intensità del laser, l’amplificazione del fotomoltiplicatore e il numero di linee per minuto (non in tutti gli scanner CR).
È pertanto evidente che plate identici scansionati in scanner differenti, così come nello stesso scanner ma con parametri differenti, porteranno a risultati qualitativi diversi.
La suddivisione in classi
Visto che la qualità dell’immagine è correlata sia al plate che allo scanner CR, il concetto di “classe” non è legato più al solo supporto ma a tutto il sistema.
La ISO 16371-1 definisce i metodi di classificazione dei sistemi che, nella maggior parte dei casi, sono forniti con un certificato del BAM di Berlino riportante l’esito di tale test.
È però importante notare che questa certificazione è indicativa del massimo livello in termini di risoluzione spaziale che il sistema riuscirà ad ottenere ma non ci dà altre indicazioni sull’applicabilità del sistema nel nostro caso specifico.
La classe del sistema, più precisamente la risoluzione spaziale, va infatti misurata nelle condizioni d’impiego specifiche ossia per ogni tipo di plate, scanner CR (modello e impostazioni) e tipo di sorgente che verrà impiegata.
La Radiografia Digitale Diretta DDR
La DDR (Digital Direct Radiography) è la discendente diretta della videoscopia analogica: i sistemi che una volta erano composti da pannelli fluorescenti alle radiazioni la cui luce veniva catturata da videocamere e trasmessa su un monitor, sono ora realizzati in monoscocche con tecnologia Linear Array o DDA (Digital Detector Array).
Questi sistemi, che consentono la ripresa in tempo reale delle immagini, sono l’ideale per l’impiego in cabine e impianti automatici ma vengono anche utilizzati per talune applicazioni on-site.
Il grande vantaggio rispetto alla pellicola ed ai sistemi di tipo CR è nella semplicità e rapidità d’impiego e nella possibilità d’automazione.
Di contro non sono flessibili e presentano caratteristiche immodificabili di formato e risoluzione che ne compromettono la versatilità.
Linear Array
I primi sistemi a largo impiego sono basati su una sola linea di pixel (tranne i nuovi modelli ad integrazione di più linee): la formazione dell’immagine viene ottenuta facendo scorrere il componente tra sorgente e sensore.
I modelli si differenziano per lunghezza, dimensione del pixel e i kV massimi a cui possono essere sottoposti.
Il loro impiego è limitato a impianti automatici simili a quelli impiegati per il controllo babagli aeroportuale.
DDA
I Digitale Detector Array sfruttano diverse tecnologie per formare una matrice di pixel.
Esistono modelli ultracompatti per ispezioni in spazi ridotti, così come di grandi dimensioni.
Le caratteristiche principali riguardano le dimensioni dell’area sensibile, la dimensione dei pixel e i kV massimi a cui possono essere sottoposti.
Seconde ma non meno importanti sono le dimensioni totali, il peso e la capacità di lavorare a batteria e wireless.
Sistemi CMOS
Esistono infine dei sistemi basati sulla tecnologia CMOS che possono essere realizzati con dimensioni personalizzate per ispezioni specifiche o superfici di grandi dimensioni
La suddivisione in classi
Come per i sistemi CR, è necessario verificare la classe dei DDR nelle condizioni d’impiego che però sono ridotte al solo campo applicativo e impostazioni di parametri quali il numero d’immagini e il frame rate.
