工業(yè)X射線探傷機(jī)CT無損檢測(cè)實(shí)時(shí)成像設(shè)備技術(shù)參數(shù)

從上世紀(jì)七八十年代開始，在歐美的無損檢測(cè)領(lǐng)域，特別是航空航天部門工業(yè)CT設(shè)備開始展露頭腳。隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展， 科技的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)精密度的要求越來越高，中國(guó)工業(yè)CT檢測(cè)科研市場(chǎng)也開始發(fā)展起來。中國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)工具設(shè)備也趨于精密化。所以說，工業(yè)X射線探傷機(jī)CT無損檢測(cè)實(shí)時(shí)成像設(shè)備就是一種近幾十年來才發(fā)展起來的新技術(shù)。

工業(yè)X射線探傷機(jī)CT無損檢測(cè)實(shí)時(shí)成像設(shè)備是工業(yè)用計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)的簡(jiǎn)稱，它能在對(duì)檢測(cè)物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被檢測(cè)物體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況，所以工業(yè)CT也被全世界公認(rèn)為當(dāng)今最佳無損檢測(cè)技術(shù)。從本質(zhì)上來說工業(yè)CT就是核成像技術(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，依據(jù)輻射在被檢測(cè)物體中的減弱和吸收特性，通過計(jì)算機(jī)信息處理和圖像重建技術(shù)，將圖像形式顯示出來。工業(yè)CT設(shè)備參數(shù)極其復(fù)雜，那么如何衡量工業(yè)CT的性能指標(biāo)呢？ 一般認(rèn)為我們可以從以下五個(gè)方面的參數(shù)來考察工業(yè)CT的設(shè)備

一、檢測(cè)范圍：主要說明該CT系統(tǒng)的檢測(cè)對(duì)象。如能透射鋼的最大厚度，檢測(cè)工件的最大回轉(zhuǎn)直徑，檢測(cè)工件的最大高度或長(zhǎng)度，檢測(cè)工件的最大重量等。

使用的射線源：射線能量大小、工作電壓、工作電流及焦點(diǎn)尺寸。射線能量是穿透等效鋼厚度的能力的主要影響因素。

二、掃描模式：常用的CT掃描模式有II代掃描、III代掃描。III代掃描具有更高的效率，但是容易由于校正方法不佳而導(dǎo)致環(huán)狀偽影（所以減弱或消除環(huán)狀偽影是體現(xiàn)CT系統(tǒng)制造商技術(shù)水平的主要內(nèi)容之一）；II代掃描效率大約是III代掃描的1/10—1/5，但其對(duì)大回轉(zhuǎn)直徑工件檢測(cè)有益。此外CT系統(tǒng)通常會(huì)具備數(shù)字射線檢測(cè)成像（DR）功能。

三、掃描檢測(cè)時(shí)間：指掃描一個(gè)典型斷層數(shù)據(jù)（如圖像矩陣1024×1024）所需要的時(shí)間。

四、圖像重建時(shí)間：指重建圖像所需的時(shí)間。由于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度較快，所以掃描結(jié)束后，幾乎是立即就能把重建圖像顯示出來，一般不超過3s。

五、分辨能力：工業(yè)CT系統(tǒng)的核心性能指標(biāo)包括：

①空間分辨率：從CT圖像中能夠辨別最小結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的能力。

②密度分辨率：從CT圖像中能夠分辨出最小密度差異的能力（通常跟特征區(qū)域大小結(jié)合在一起評(píng)定）。

空間分辨率與密度分辨率的關(guān)系。在輻射劑量一定的情況下，空間分辨率與密度分辨率是相互矛盾的兩個(gè)指標(biāo)。提高空間分辨率會(huì)降低密度分辨率，反之亦然。

對(duì)于普通的工業(yè)CT系統(tǒng)，其核心性能指標(biāo)只有空間分辨率和密度分辨率；而對(duì)于一臺(tái)高精度測(cè)量工業(yè)CT系統(tǒng)而言，除了上述兩個(gè)核心性能指標(biāo)外，還有另外兩個(gè)核心性能指標(biāo)：

①幾何測(cè)量精度：在CT圖像上測(cè)得某對(duì)象的幾何尺寸與該對(duì)象真實(shí)尺寸之間的絕對(duì)誤差。

②密度測(cè)量精度：在CT圖像上測(cè)得某對(duì)象的密度值與該對(duì)象真實(shí)密度值之間的相對(duì)誤差。

工業(yè)CT系統(tǒng)的主要性能參數(shù)包括:試件范圍（直徑、高度、重量、等效鋼厚等）檢測(cè)時(shí)間（掃描、重建時(shí)間）和圖像質(zhì)量（密度分辨率、空間分辨率、偽像等）。其中圖像質(zhì)量為工業(yè)CT系統(tǒng)的核心指標(biāo)。

實(shí)踐中通常用密度分辨率、空間分辨率、偽像等三個(gè)方面來表征工業(yè)CT的圖像質(zhì)量，不僅可操作性較好，而且對(duì)于不同CT系統(tǒng)的性能可以作更為客觀、科學(xué)和定量的比較。這些經(jīng)過了一定抽象得到的概念雖然不等于實(shí)際的檢測(cè)能力或者具體的缺陷尺寸，但是它們之間有著緊密的聯(lián)系，可以合理地反映系統(tǒng)的檢測(cè)能力，是公認(rèn)的判別系統(tǒng)性能的標(biāo)準(zhǔn)。

除了上面兩個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)以外，特別需要注意的是CT偽像。偽像不是CT檢測(cè)圖像本身應(yīng)有的部分，而是一種“干擾”。理論上偽像可以定義為CT圖像中的數(shù)值與物體真實(shí)衰減系數(shù)之間的差異。這個(gè)定義包含了所有非理想圖像，但它沒有多少實(shí)際價(jià)值，因?yàn)榘凑者@個(gè)定義，沒有說明多大程度的“差異”可以稱之為“偽像”。按此定義極端地說幾乎整個(gè)CT圖像都可以歸結(jié)為“偽像”。也就是說，CT圖像中大部分像素都是以某種外形或形式出現(xiàn)的“偽像”。然而有些誤差或偽像只是使檢測(cè)人員煩惱，有些則可能產(chǎn)生誤判。在實(shí)際應(yīng)用中，需要更加著重考慮的是那些影響檢測(cè)人員判斷的差異或偽像。