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相衬显微CT和非晶硒探测器在农业和自然中的应用

2023-09-11 15:15:59


X 射线成像可提供对农作物和农产品质量、结构和成分的深入了解,从而在农业中发挥重要作用。具体来说,X 射线可用于:

  • 种子和谷物的质量评估,以评估谷物质量和可能影响作物产量的缺陷,例如裂纹、虫害或空心种子。

  • 检测植物病害和害虫,以尽量减少作物损害,例如昆虫和真菌或生理疾病造成的蛀道。

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使用 BrillianSe™ 在40 kV、200 uA 下扫描对咖啡豆的切片像

  • 可以使用 X 射线计算机断层扫描 (CT) 分析土壤结构、压实度和根系分布,以了解土壤健康、养分有效性和肥料管理策略。

  • 采后质量评估,以评估采收水果、蔬菜和其他易腐烂农产品的内部特性。可以在不损坏产品的情况下检测内部缺陷,例如空洞、碰伤或异物。

不同的技术 不同的需求


目前有许多 X 射线解决方案可供选择,每种解决方案都有其最适合的应用。然而,目前市场上的解决方案无法在不妥协辐射剂量的情况下提供高分辨率图像。

  1.  X 射线照相术可捕获农产品(例如种子、谷物或水果)的二维 X 射线图像,提供有关内部结构、缺陷或异物的信息。然而,投影/射线照片中信息的重叠可能会导致区分缺陷/疾病的一些困难。

  2.  X 射线计算机断层扫描 (CT)可生成农业样品的三维高分辨率图像,以分析内部结构、根系和土壤剖面。

  3. X 射线荧光 (XRF) 光谱可分析农业样品的成分,以确定土壤养分浓度、检测重金属污染或植物组织的矿物质成分。同时XRF 需要特定的设备和专业知识来进行样品制备。

  4.  X 射线衍射 (XRD) 可分析土壤、矿物质或植物组织等农业材料的晶体结构。它提供有关矿物学、结晶度和物相识别的信息。但是XRD 设备很昂贵,并且该技术需要样品制备和数据解释方面的专业知识。

  5.  X射线荧光成像 (XFI) 结合了 X 射线成像和 XRF 光谱来绘制农业样品的结构图。然后,可以可视化和量化植物组织内的养分分布、金属积累或化学反应。XFI 系统复杂且成本高昂,限制了其在农业中的广泛应用。

加拿大KA IMAGING的解决方案

更高的分辨率, 更高的衬度,更低的辐射剂量

KA Imaging 提供两种独特的用于农业的 X 射线产品:

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BrillianSe™ 是一款非晶硒 (a-Se) CMOS 直接转换探测器。对于能量高达 100keV光子,它提供了高空间分辨率和高探测量子效率 (DQE) 的独特组合。这种组合能够在低通量和高能量下实现高效成像,以及基于同轴(无光栅)的相位衬度增强,以提低密度材料成像时的灵敏度。

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相衬技术可实现出色的对比度

inCiTe™ 3维 X 射线显微镜是第一款采用 BrillianSe™ X 射线探测器的商用扫描仪。其设计采用基于同轴的相衬成像专利技术,可增强通常 X 射线透明的精细结构的细节。

种子的 X 射线成像支持质量控制、研究、污染检测和活性评估。通过提供种子内部特征的非破坏性详细视图,X 射线技术有助于确保种子质量、改进农业实践并支持科学研究。下面,请看相差如何更好地可视化甜椒种子。

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使用inCiTe 3维 X射线显微镜在 40 kV, 100 uA下成像植物茎


在本案例中,inCiTe™ 3维 X 射线显微镜被用于研究植物茎和叶中的木质部组织(死亡组织、固定组织和 CPD 组织)。

该设备正用于一项纵向研究,以调查植物对干旱胁迫的脆弱程度。inCiTe™ 三维 X 射线显微镜可以以最高的速度和对比度对植物进行成像。同轴的相衬 X 射线成像可将弱 X 射线吸收的低密度材料,如植物、茎和叶等的可检测性提高几个数量。请注意,二维相位图像清楚地显示了良好的边界轮廓,可以解析更多特征。


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KA Imaging源自滑铁卢大学,成立于2015年。作为一家专门开发 X 射线成像技术和系统的公司,KA Imaging以创新为导向,致力于利用其先进的 X 射线技术为医疗、兽医学和无损检测工业市场提供最佳解决方案。公司拥有独家开发并自有专利的高空间高分辨率非晶硒(a-Se)X射线探测器BrillianSeTM,并基于此推出了商业化X射线桌面相衬微米CT inCiTe™ 

北京众星联恒科技有限公司作为 KA Imaging 在中国地区的独家代理,全面负责 BrillianSe™ 及 inCiTe™ 在中国市场的产品售前咨询,销售以及售后业务。KA Imaging 将对众星联恒提供全面、深度的技术培训和支持,以便更好地服务于中国客户。众星联恒及我们来自全球高科技领域的合作伙伴们将继续为中国广大科研用户及工业用户带来更多创新技术及前沿资讯!


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