Development and analysis of a multichannel and multi-source system for real-time industrial process tomography

O uso da tomografia computadorizada despertou o interesse das indústrias pela possibilidade em utilizar as informações tomográficas de um produto, de processo ou de equipamento, para auxiliar no controle da qualidade de produtos e também para aperfeiçoar o processo produtivo. Porém, quando se trata de tomografia industrial, ao contrário da já amplamente utilizada tomografia médica, nem sempre as condições para a realização da aquisição tomográfica são favoráveis, pois os objetos industriais podem ter diferentes dimensões, composição química e densidades. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um novo desenho para o sistema de tomografia computadorizada industrial, Industrial Process Tomography (tomógrafo), para análises de sistemas multifásicos. Nesta proposta, foram utilizados 70 conjuntos de cristais detectores de NaI(Tl) fotomultiplicadoras, ligados a 5 módulos com 12 detectores. A configuração desenvolvida permitiu a obtenção de um halo de 360° ao redor do objeto a ser tomografado, além da análise em tempo real do processo industrial. O sistema de porta-fontes, desenvolvido para este projeto, permite acomodar dois isótopos radioativos, que com a eletrônica do tipo multicanal, também desenvolvida durante este projeto, possibilitou realizar a seleção de várias faixas espectrais, ao mesmo tempo, em cada detector. O porta-fontes ainda conta com sistema de abertura e de fechamento à distância, para segurança do operador. O tomógrafo, desenvolvido para este trabalho, atendeu às expectativas. Seu desenho possibilita o transporte para as plantas de trabalho, pois este tomógrafo é modular, e apresentou também os picos característicos referentes aos espectros radioativos utilizados, além de apresentar um tempo de aquisição de espectros rápido, o que possibilita a realização de tomografias em tempo real.Computerized tomography has promoted the interest of industries for the possibility of using the tomographic data of a product, process, or equipment for quality control of a product, and improve the production process. However, unlike the already widely used medical tomography if compared to industrial tomography, the conditions to perform tomographic acquisition are not always favorable, once industrial objects may have different dimensions, chemical composition, and densities. The aim of this work was to develop a new design for the Industrial Process Tomography (IPT), for multiphase analysis. In this work, 70 sets of photomultiplier with NaI(Tl) detector crystals, connected to 5 modules with 14 detectors, were used. The developed configuration allowed to obtain a 360 ° halo around the object to be tomographed, and, also, real-time analysis of industrial processes. The source holder system developed can accommodate two radioactive isotopes, which with the multichannel electronics as well developed during this project, made it possible to select several spectral bands at the same time, in each detector. The source holder also has a remote opening and closing system for operator safety. The tomography developed for this work reached the expectations; its design turns it possible to transport it to the industrial plants because this tomography is modular, it also presented the characteristic peaks related to the radioactive sources spectra used, besides presenting a fast spectra acquisition time, which enables real-time CT scans