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5.2 射线CT检测技术 主要内容 工业CT概述 工业CT成像原理 工业CT重建算法 工业CT系统组成 工业CT应用 工业CT的特点 1. 工业CT概述 (1) 传统二维检测的不足： 检测过程是一个三维到二维变换过程，不同深度方向上的信息重叠在一起，引起混淆，即影像重叠； 密度分辨率低。 (2) 工业CT概念 CT—Computed Tomography 即计算机断层成像技术 雷唐提出了投影重建的数学理论； 科马克解决了计算机断层扫描技术的理论问题； 英国EMI公司工程师豪斯菲尔德研制成功世界上第一台CT机。 ICT—Industrial Computed Tomography 即工业计算机断层成像技术，简称工业CT (3) 工业CT发展背景 大尺寸 高密度 复杂结构件 贵重精密设备 典型代表：火箭发动机、飞机高级涡轮叶片 2. 工业CT成像原理 多种均质材料的衰减 CT重建思想 3. 工业CT重建算法 (1) CT扫描方式： 平行束扫描 扇形束扫描 锥形束扫描 螺旋束扫描 (2) 重建算法 二维平行束投影重建 扇形束投影重建 锥束重建 螺旋束重建 迭代重建 有兴趣的同学可以参考: (1) 张朝宗 《工业CT技术和原理》 (2) 庄天戈 《CT原理与算法》 (3) 变换法-傅立叶切片定理 (4) 方程法 4. 工业CT系统组成 低能高精度X射线工业CT系统 5. 工业CT应用 (2) 反求设计与制造-叶片重构 (3) 装配结构分析 (4) 缺陷检测与可视化 (5) 密度分布表征 6. 工业CT的特点 被检物体的全三维成像，直观准确地再现物体内部的三维立体结构。 任何方向上的非破坏切片和断面成像 三维测量(逆向工程) 取代传统的破坏性切片检测和分析 扩大了传统的二维X射线检测能力 不足：成本高、效率低 作业 思考题： 1.比较工业CT与医用CT的不同点。 2.分析影响CT图像质量的主要因素？ 火箭发动机 空心涡轮叶片 X射线与物质的相互作用 光电效应 康普顿效应 电子对效应 X射线衰减定律 比尔定律 均匀物体对单能 X射线的衰减 根据射线衰减基本规律及指数函数性质可得 推广： (一般非均匀性材料) 射线投影 CT：根据一系列投影p，反求被积函数 锥形束扫描 扇形束扫描 平行束扫描 螺旋束扫描 1 2 3 4 傅立叶切片定理图解 工业CT系统组成示意图 技术指标： 空间分辨率 密度分辨率 扫描重建时间 射线源系统 探测器系统 数据采集系统 扫描机械系统 计算机系统 辅助系统 (1) 叶片内部检测 实物 三维重构结果 表面轮 廓提取 CAD实 体模型 实物 电容器显微CT图像 故障 叶片截面壁厚偏差分析 陶瓷CT图像 叶片CT图像 缺陷 汽车铸件内部3维气孔分布 导弹战斗部装药CT图像 装药 不均匀