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植物CT是什么?如何利用它对重组竹进行分析成像

发布时间:2019-02-25 点击量:1262

    重组竹是指竹材经疏解成束、干燥、浸胶和组坯等一系列工艺后压制而成的一种竹基复合材料。重组竹具有轻质高强的特点,并且一定程度地改善了竹材密度各向异性和原材料利用率低的问题,这使其具备了作为结构工程材料的潜力。在实际使用中,重组竹因受温度、水分、氧气、辐射、微生物降解和化学侵蚀等因素作用出现老化现象,造成制品使用中可能存在安全隐患。传统上 重组竹使用年限的设定是根据其耐久性试验推算的,但对于养护良好的重组竹制品,根据试验推算的耐久年限报废是极大的浪费,因此有必要寻找一种无损检测手段对重组竹制品在使用中的结 构强度进行定期评估。

    X射线计算机断层扫描技术是计算机与X射线技术相结合的产物,通过繁琐复杂的积分运算与积分变换运算,将探测器采集到的投影数据重建为物质断层CT值数字矩阵,同时以不同灰度等级的像 素图像呈现出来。其特点是可无损获取被检物内部结构特征的CT值数据,同时较之微波、超声波和核磁共振等方,计算机断层扫描技CT技术波长数量级小于10m,而具备了更高的分辨率。

植物CT成像系统原理

    CT是用X射线束对物体某部分一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器转为数字,输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体,称之为体素。

    扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩阵。数字/模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块,即像素,并按矩阵排列,即构成CT图像。所以CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。

    CT的工作程序是这样的:它根据植物不同组织对X线的吸收与透过率的不同,应用灵敏度极高的仪器对植物进行测量,然后将测量所获取的数据输入计算机,计算机对数据进行处理后,就可摄下检测区域植物组织的断面或立体图像,发现任何部位的细小变化。

植物CT成像系统产品介绍

    人们在对植物各组织深入进行科研时,遇到了新的疑难问题。人们研究植物种子时,很难在不破坏种子的前提下探索其内部结构的变化。目前上使用的很多研究种子的先进技术大多是利用荧光法研究种子活力或其萌发率,这些方法能够高通量地达到某些研究目的,但始终无法得知种皮内部的结构和动态变化过程。再如,人们研究植物根系时,会遇到很多困难。传统的洗根扫描法确实能够清晰地将根系展现在人们眼前,但却破坏了其原有的状态;微根窗法能够解决原位测量的问题,但却不能探索土壤内部的根系分布;因此如何能够原位观测土壤中的根系变化成了阻挠广大科研工作者的难题。即便是有一种方法能够探测到土壤中的根系变化,那土壤是否会对根系的研究产生干扰?此外,如果人们需要研究植物茎杆,是否存在一种无损的方法探索其内部结构?

   为解决这些难题,德国研究所推出了专门用于植物研究的CT三维成像系统,可对植物组织、果实、种子及土壤中的根系进行三维成像分析,无需专业的图像处理知识,可获取形态学以及内部性状信息。

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德国Fraunhofer微型CT

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