工业CT知识大全.docx

工业CT知识大全 一、工业CT*概述 　　CT即计算机断层成像技术(Computed Tomography)，它是与一般辐射成像完全不同的成像方法。而工业CT，简称ICT(Industrial Computed Tomography)，号称“工业神医”，其工作原理类似医用CT，能对工件进行断层扫描，并进行数字处理，给出真实反映工件内部结构的断层二维图象，再经图象处，给出三维立体透析图象，从而直观地反映出工件内部的结构，有无缺陷及损伤缺陷的准确位置。 　　通常，一般辐射成像是将三维物体投影到二维平面成像，各层面影像重叠，造成相互干扰，不仅图像模糊，而且损失了深度信息，不能满足分析评价要求。CT是把被测体所检测断层孤立出来成像，避免了其余部分的干扰和影响，图像质量高，能清晰、准确地展示所测部位内部的结构关系、物质组成及缺陷状况，检测效果是其它传统的无损检测方法所不及的。 　　CT技术首先应用于医学领域，形成了医学CT(MCT)技术，其重要作用被评价为是医学诊断上的革命。CT技术成功应用于医学领域后，美国率先将其引入到航天及其它工业部门，另一些发达国家相继跟上，经过一段不长的时间，形成了CT技术的又一个分支—工业CT(Industrial Computed Tomography, ICT)，其重要作用被评价是无损检则领域的重大技术突破。 　　CT技术(MCT和ICT)应用十分广泛，医用CT已为人们所熟知。工业CT的应用几乎遍及所有产业领域，对航天、航空、兵工、部队等显得更为迫切。我国于 1993 年研制成功首台可供实 用的工业 CT 机， 并于 1996 年为航天部门设计生产了主要用于航天商品检测的首台商用工业 CT 机， 现已开发出系列产品，其应用领域迅速扩大。 　　因同出于CT技术，医学CT和工业CT在基本原理和功能组成上是相同的，但因检测对象不同，技术指标及系统结构就有较大差别。前者检测对象是人体，单一而确定，性能指标及设备结构较规范，适于批量生产。工业CT检测对象是工业产品，形状、组成、尺寸及重量等千差万别，而且测量要求不一，由此带来技术上的复杂性及结构的多样化，专用性较强。 　　随着制造业的迅速发展，对产品质量检验的要求越来越高，需要对越来越多的饿、关键、复杂部件甚至产品内部缺陷进行严格探伤和内部结构尺寸精确测量。传统的检测方法如超声波检测、射线照相检测等测量方法已不能满足要求。于是，许多先进的无损检测技术被开发应用于检测领域。工业CT技术便是其中的一种。 工业CT(ICT)就是计算机层析照相或称计算机断层扫描成象。虽然层析成象有关理论的有关数学理论早在1971年由J.Radon提出，但只是在计算机出现后并与放射学科结合后才成为一门新的成象技术。在工业方面特别是无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域更加显示出其独特之处。因此，国际无损检测界把工业CT称为最佳为检测手段。进入80年代以来，国际上主要工业化国家已经把射线的ICT用于航空、航天、军事、冶金、机械、石油、电力、地质、考古等部门的NDT和NDE，检测对象有导弹、火箭发动机、军用密封组件、核废料、石油岩心、计算机芯片、精密铸件与锻件、汽车轮胎、陶瓷及高、复合材料、海关毒品、考古化石等。我国90年代也已逐步把ICT技术用于工业无损检测领域。 二、工业CT*工作原理 　　电子计算机体层摄影(Computed tomography，简称CT)是近十年来发展迅速的电子计算机和X线相结合的一项新颖的诊断新技术。其原理是基于从多个投影数据应用计算机重建图像的一种方法，现代断层成像过程中仅仅采集通过特定剖面(被检测对象的薄层，或称为切片)的投影数据，用来重建该剖面的图像，因此也就从根本上消除了传统断层成像的“焦平面”以外其他结构对感兴趣剖面的干扰，“焦平面”内结构的对比度得到了明显的增强;同时断层图像中图像强度(灰度)数值能真正与被检对象材料的辐射密度产生对应的关系，发现被检对象内部辐射密度的微小变化。工业CT机一般由射线源、机械扫描系统、探测器系统、计算机系统和屏蔽设施等部分组成。其结构工作原理如图1所示。 射线源提供CT扫描成象的能量线束用以穿透试件，根据射线在试件内的衰减情况实现以各点的衰减系数表征的CT图象重建。与射线源紧密相关的前直准器用以将射线源发出的锥形射线束处理成扇形射束。后直准器用以屏蔽散射信号，改进接受数据质量。射线源常用X 射线机和直线加速器，统称电子辐射发生器。 　　电子回旋加速器从原则上说可以作CT 的射线源，但是因为强度低，几乎没有得到实际的应用。X 射线机的峰值射线能量和强度都是可调的，实际应用的峰值射线能量范围从几KeV 到450KeV;直线加速器的峰值射线能量一般不可调，实际应用的峰值射线能量范围从1 ～16MeV，更高的能量虽可以达到，主要仅