X射線實時成像設(shè)備無損檢測掃描之工藝參數(shù)選擇

目前，工業(yè)CT(industrialCT，ICT)成為很多樣品缺陷無損、準確、高效和全方位檢測行之有效的手段之一，對電子和機械部件的可靠性的提升具有重要作用。工業(yè)CT檢測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、材料、國防軍工等領(lǐng)域，應(yīng)用范圍涵蓋缺陷檢測、材料密度表征、尺寸測量、裝配結(jié)構(gòu)分析等。

進行工業(yè)CT掃描要針對樣品選擇合適的工藝參數(shù)，常見的工藝參數(shù)有如下幾種：

一、工業(yè)CT管電壓

管電壓必須保證能穿透所觀察區(qū)域最厚的部位。若管電壓過低，射線能量不夠，沒有完全穿透工件。這種情況雖然也可以得到CT圖像，但圖像質(zhì)量很差，邊界模糊，不利于后續(xù)圖像觀察和處理，嚴重時甚至會出現(xiàn)嚴重穿不透偽像。另外，射線能量選取過高，不利于低密度小細節(jié)特征的檢測，容易造成漏檢。對于單一材料或密度差異較大的材料組成的被測物，在保證穿透被測物的前提下宜選用偏高的射線能量，以提高信噪比;對于密度差異小的材料組成的被測物，在保證穿透被測物的前提下宜選擇偏低的射線能量，以提高對比度。

二、管電流

管電流的增加可以提高射線的強度，也就是增加了射線到達探測器的光子數(shù)量，提高檢測圖像對比度。缺陷尺寸測量精度越高，檢測圖像質(zhì)量越好。但通常探測器有接受功率限制，即管電流的增加范圍是有限制的。為了提高圖像質(zhì)量，可以適當增加管電流，但必須保證探測器使用的安全性。

三、X射線實時成像設(shè)備掃描視場直徑

為了提高圖像視覺效果，被測物的圖像在掃描視場的面積越大越好，同時也意味著被測物與射線管越近，被測物位置擺放的難度也越大，花費時間也越多。在掃描過程中，既要保證被測物的圖像始終在掃描視場，又要確保被測物和夾具不會碰到設(shè)備。選擇掃描視場直徑時，被測物在圖像中約占視場的2/3。

四、圖像矩陣

圖像矩陣越大，CT圖像對細節(jié)的表現(xiàn)越好，但相應(yīng)的重建時間變長，圖像數(shù)據(jù)量增大。在兼顧精度和效率的情況下，選擇合適的圖像矩陣很重要。

五、積分時間

增加積分時間可以增加射線到達探測器的光子數(shù)量，提高信噪比，從而提高圖像質(zhì)量，但掃描時間也會相應(yīng)延長。另外在射線強度嚴重不足時，僅增加積分時間會導(dǎo)致噪聲的增加。因此積分時間的確定要綜合考慮探測器響應(yīng)參數(shù)、射線強度等因素。探測器受接受功率限制，故限制積分時間的增加范圍。所以為了提高圖像質(zhì)量，可以適當增加積分時間，但必須保證探測器使用的安全性。

六、濾波片

加濾波片可以將射線束中的低能射線先過濾掉一部分使射線有效能量提高(射線預(yù)硬化)以減弱射束硬化現(xiàn)象。然而加濾波片也會使射線強度減弱。需要增加積分時間，掃描時間也會相應(yīng)增加。一般檢測時選用1.0mm銅濾波片和0.5mm鋁濾波片等。

七、掃描投影張數(shù)

掃描投影張數(shù)越多，CT圖像對細節(jié)的表現(xiàn)越好，但相應(yīng)的掃描時間變長，圖像數(shù)據(jù)量增大，后續(xù)處理困難。常見的檢測時掃描投影張數(shù)約為1000-3000張，一般根據(jù)樣品大小和檢測需求綜合判斷。