由于工業(yè)CT系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)盡可能緊湊,來獲取更高的射線利用率和更佳的圖像質(zhì)量,因此結(jié)合不同的工件尺寸來考慮機(jī)器的尺寸。零件尺寸不外乎三種情形:小、大或是兩者兼有。
情形1 - 當(dāng)使用者只有尺寸較大的工件時,合理的X射線實時成像設(shè)備設(shè)計應(yīng)該考慮采用像素尺寸較為精細(xì)的探測器,加上位置固定的載物臺。有些無損檢測系統(tǒng)設(shè)計在X射線管和探測器之間有一根移動軸,這根軸用來在掃描小工件時獲得較高的幾何放大倍數(shù),也稱放大軸。但是限于探測器尺寸,較大的工件只能置于比較靠近探測器的位置上。在這種情況下,移動軸就顯得有些多余,它只會造成機(jī)器尺寸增大并降低射線利用率。固定式載物臺且靠近探測器的設(shè)計,意味著探測器像素尺寸會對空間分辨率起到?jīng)Q定性作用,因此將醫(yī)用探測器(通常像素尺寸為200~400μm)應(yīng)用到工業(yè)CT上就顯得不合適。在這種情況下,應(yīng)該使用特別為工業(yè)CT設(shè)計的探測器(像素尺寸小于100μm或更精細(xì))來保證較好的分辨率。
情形2 – 當(dāng)工件尺寸較小時,相對而言對于分辨率的要求會提高。因此,通過放大軸來獲取額外的幾何放大倍率就顯得有必要。在這種情況下,像素尺寸和焦點尺寸兩者都對*終的空間分辨率有很大影響。由于較小的焦點尺寸會限制X射線的能量級別,因此在高分辨率機(jī)型上高能量X射線管并不適用。鑒于這一點,盡可能提高射線利用率顯得尤為重要。從另一角度來說,緊湊的系統(tǒng)設(shè)計才能保證較好的掃描質(zhì)量。
在另一方面,X射線管是一個工業(yè)CT系統(tǒng)中為重要,同時昂貴的部件之一。對于檢測小尺寸工件來說,高能量射線管和大尺寸機(jī)器既不實用也不經(jīng)濟(jì)。
情形3 - 在某些情況下,工件種類繁多,尺寸和材料都不盡相同。這是對工業(yè)CT系統(tǒng)設(shè)計的挑戰(zhàn)。為了更好的掃描不同工件,有的時候CT系統(tǒng)甚至需要雙射線管/雙探測器的設(shè)計方案。但總體上工業(yè)電視系統(tǒng)的設(shè)計還是有規(guī)律可循的。首要的原則還是盡可能將系統(tǒng)設(shè)計得盡可能緊湊,任何其它方面好的設(shè)計給系統(tǒng)帶來的性能提升都會輕易被射線利用率低(圖像質(zhì)量低)而消于無形。其次,不應(yīng)該追求過高的幾何放大倍數(shù),其原因在于圖像放大始終伴隨著誤差放大,任何圖像中的幾何誤差都會同時被放大。而且,較高的幾何放大倍數(shù)會導(dǎo)致放大軸較長,由此使得機(jī)器尺寸也增加。第三,要達(dá)到高分辨率應(yīng)更多依賴于精細(xì)的像素尺寸,而不是更小的焦點尺寸。因為焦點尺寸會限制X射線的能量,給實際應(yīng)用帶來諸多局限性。
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