Industrial X-ray computed tomography : investigation of correction, calibration and optimization methods

X-ray computed tomography (CT) is a type of imaging technique, enabling the reconstruction of 2D and 3D images of objects from various materials. Its industrial use for non-destructive testing and dimensional metrology are nowadays two common fields of application. Detection of flaws such as voids and cracks within a volume and measurements of the external as well as the internal geometry of complex parts are typical areas of use. Besides the variety of application fields, CT measurements are rather complex and such complexity reflects to the wide range of influence factors affecting the measurement process. A lot of investigations of the various influence factors and their correlations throughout the entire measurement CT process have been made, nonetheless a lot of optimization strategies have been proposed. This thesis work investigates the state-of-the-art procedures for correction, calibration and optimization of industrial X-ray CT systems, offering an original and detailed review of the dedicated literature. Further, it presents an experimental testing of some of those methods, applied for the partial qualification of a real industrial CT system.

La tomografia computerizzata a raggi X (CT) è una tecnica di acquisizione e formazione di immagini, che permette di ricostruire immagini 2D e 3D di oggetti composti da vari materiali. Il suo impiego per controlli non-distruttivi e per metrologia dimensionale costituiscono oggigiorno due campi di applicazione diffusi in ambito industriale. Rivelazione di difetti come porosità o cricche all’interno di un volume e misurazioni della geometria interne ed esterna di componenti complessi sono esempi di tipiche funzioni di utilizzo. Nonostante la versatilità di impiego di questa tecnica, i processi di misura CT sono alquanto complessi e tale complessità si riflette sulla vasta gamma di fattori che influiscono sui risultati ottenibili. Molte indagini sono state compiute per studiare i vari fattori di influenza e le loro correlazioni attraverso l’intero procedimento di misura CT, così come altrettante strategie per l’ottimizzazione del processo sono state proposte. Questa tesi indaga le procedure, attualmente allo stato dell’arte, per quanto riguarda correzione, calibrazione e ottimizzazione dei sistemi CT industriali, offrendo una rassegna originale e dettagliata della letteratura incentrata su tale argomento. Inoltre, l’elaborato presenta gli studi sperimentali di alcuni di tali metodi, impiegati per la qualifica parziale di un sistema CT industriale reale.