工業(yè)CT無(wú)損檢測(cè)設(shè)備在尺寸測(cè)量方面的應(yīng)用

近年來(lái)，X射線實(shí)時(shí)成像設(shè)備工業(yè)CT在尺寸測(cè)量領(lǐng)域經(jīng)歷了獨(dú)特的發(fā)展與進(jìn)步，使得許多原本復(fù)雜的測(cè)試任務(wù)得到合理的解決，與光學(xué)CMM測(cè)量技術(shù)相比越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力。在測(cè)量領(lǐng)域，工業(yè)CT無(wú)損探傷技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)在于可以對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)外結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行無(wú)損測(cè)量，一次掃描即可同時(shí)完成產(chǎn)品的尺寸檢測(cè)與材料質(zhì)量控制，這是工業(yè)CT在傳統(tǒng)工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域建立了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，相比于傳統(tǒng)接觸式的或光學(xué)設(shè)備的難以探測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的掃描方式，使用工業(yè)CT技術(shù)將是一個(gè)理想的解決方案。但是，由于工業(yè)CT測(cè)量過(guò)程受很多復(fù)雜因素影響，目前為止對(duì)于工業(yè)CT設(shè)備的測(cè)量精度及置信度尚無(wú)法給出確切的回答，這也成為限制工業(yè)CT測(cè)量技術(shù)發(fā)展的瓶頸。因此,填補(bǔ)現(xiàn)有工業(yè)CT系統(tǒng)在測(cè)量精度及置信度表征領(lǐng)域的空白，為科研生產(chǎn)提供可信及可追溯性工業(yè)CT測(cè)量數(shù)據(jù)具有重要意義。

工業(yè)X射線探傷機(jī)測(cè)量誤差主要來(lái)源分析可以從以下幾個(gè)方面著手，尤其需要注意的是在利用高精度外部尺寸測(cè)量結(jié)果對(duì)工業(yè)CT數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，尤其對(duì)于使用平板探測(cè)器的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，需要校準(zhǔn)的尺寸應(yīng)包含樣品X-Y和X-Z兩個(gè)平面(即平行和垂直與探測(cè)器的平面)，工業(yè)CT數(shù)據(jù)在這兩個(gè)方向上單個(gè)像素尺寸往往并不相等，這取決于重建矩陣的選擇。故在工業(yè)CT掃描過(guò)程中，應(yīng)盡量避免樣品放置時(shí)上下端面與射線平行，或者說(shuō)應(yīng)該盡量避免樣品上下端面垂直于旋轉(zhuǎn)軸，否則導(dǎo)致樣品上下端面應(yīng)采樣不足，帶來(lái)SDK重建為引，消除因采樣不足導(dǎo)致的重建為引可以通過(guò)改變樣品的放置方式來(lái)解決，例如以15度放置。

從投影重建圖像過(guò)程中，最主要的影響因素來(lái)自于射線硬化及射線散射帶來(lái)的圖像，硬化和散射偽影，導(dǎo)致圖像灰度分布，偏離真實(shí)分布，給后續(xù)測(cè)量及閾值風(fēng)格帶來(lái)困難，這些偽影如果不經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男Ｕ瑫?huì)導(dǎo)致測(cè)量的可靠性降低。

一般來(lái)說(shuō)減弱射線硬化影響，可以通過(guò)在采集數(shù)據(jù)時(shí)放置前置濾波板來(lái)調(diào)節(jié)，也可以通過(guò)后續(xù)硬化校正算法來(lái)改善。

數(shù)據(jù)處理過(guò)程中影響工業(yè)電視測(cè)量的主要因素有邊界閾值的選擇。例如工業(yè)CT重建之后獲得物體的三維模型，在這一數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量之前，首先需要選擇適當(dāng)?shù)挠蛑邓惴▉?lái)分割材料與空氣或不同材料之間的邊界，也就是所謂的邊緣檢測(cè)過(guò)程，傳統(tǒng)的閾值算法可能不夠精確，現(xiàn)在我們將通過(guò)改進(jìn)算法，例如使用基于實(shí)際表面的邊緣檢測(cè)算法，或通過(guò)搜索圖像法的方向像素變化能提高邊緣檢測(cè)的精度。

雖然硬化、散射偽影和FDK重建偽影導(dǎo)致DR實(shí)時(shí)成像設(shè)備工業(yè)CT的圖像灰度分布偏離真實(shí)的分布給后續(xù)的測(cè)量及閾值分割帶的困難，但是，我們通過(guò)專業(yè)軟件和提高算法進(jìn)行校正，會(huì)減少誤差，將工業(yè)CT的測(cè)量精度提高，在可接受的范圍內(nèi)。