工業(yè)X射線探傷機CT無損檢測實時成像設備技術參數(shù)

從上世紀七八十年代開始，在歐美的無損檢測領域，特別是航空航天部門工業(yè)CT設備開始展露頭腳。隨著中國社會的發(fā)展， 科技的進步，工業(yè)生產(chǎn)對精密度的要求越來越高，中國工業(yè)CT檢測科研市場也開始發(fā)展起來。中國的工業(yè)生產(chǎn)工具設備也趨于精密化。所以說，工業(yè)X射線探傷機CT無損檢測實時成像設備就是一種近幾十年來才發(fā)展起來的新技術。

工業(yè)X射線探傷機CT無損檢測實時成像設備是工業(yè)用計算機斷層成像技術的簡稱，它能在對檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準確、直觀地展示被檢測物體內部的結構、組成、材質及缺損狀況，所以工業(yè)CT也被全世界公認為當今最佳無損檢測技術。從本質上來說工業(yè)CT就是核成像技術的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，依據(jù)輻射在被檢測物體中的減弱和吸收特性，通過計算機信息處理和圖像重建技術，將圖像形式顯示出來。工業(yè)CT設備參數(shù)極其復雜，那么如何衡量工業(yè)CT的性能指標呢？ 一般認為我們可以從以下五個方面的參數(shù)來考察工業(yè)CT的設備

一、檢測范圍：主要說明該CT系統(tǒng)的檢測對象。如能透射鋼的最大厚度，檢測工件的最大回轉直徑，檢測工件的最大高度或長度，檢測工件的最大重量等。

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)制造商技術水平的主要內容之一）；II代掃描效率大約是III代掃描的1/10—1/5，但其對大回轉直徑工件檢測有益。此外CT系統(tǒng)通常會具備數(shù)字射線檢測成像（DR）功能。

三、掃描檢測時間：指掃描一個典型斷層數(shù)據(jù)（如圖像矩陣1024×1024）所需要的時間。

四、圖像重建時間：指重建圖像所需的時間。由于現(xiàn)代計算機的運行速度較快，所以掃描結束后，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)的核心性能指標包括：

①空間分辨率：從CT圖像中能夠辨別最小結構細節(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)域大小結合在一起評定）。

空間分辨率與密度分辨率的關系。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指標。提高空間分辨率會降低密度分辨率，反之亦然。

對于普通的工業(yè)CT系統(tǒng)，其核心性能指標只有空間分辨率和密度分辨率；而對于一臺高精度測量工業(yè)CT系統(tǒng)而言，除了上述兩個核心性能指標外，還有另外兩個核心性能指標：

①幾何測量精度：在CT圖像上測得某對象的幾何尺寸與該對象真實尺寸之間的絕對誤差。

②密度測量精度：在CT圖像上測得某對象的密度值與該對象真實密度值之間的相對誤差。

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）檢測時間（掃描、重建時間）和圖像質量（密度分辨率、空間分辨率、偽像等）。其中圖像質量為工業(yè)CT系統(tǒng)的核心指標。

實踐中通常用密度分辨率、空間分辨率、偽像等三個方面來表征工業(yè)CT的圖像質量，不僅可操作性較好，而且對于不同CT系統(tǒng)的性能可以作更為客觀、科學和定量的比較。這些經(jīng)過了一定抽象得到的概念雖然不等于實際的檢測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)的檢測能力，是公認的判別系統(tǒng)性能的標準。

除了上面兩個主要技術指標以外，特別需要注意的是CT偽像。偽像不是CT檢測圖像本身應有的部分，而是一種“干擾”。理論上偽像可以定義為CT圖像中的數(shù)值與物體真實衰減系數(shù)之間的差異。這個定義包含了所有非理想圖像，但它沒有多少實際價值，因為按照這個定義，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CT圖像都可以歸結為“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人員煩惱，有些則可能產(chǎn)生誤判。在實際應用中，需要更加著重考慮的是那些影響檢測人員判斷的差異或偽像。