X射線探傷機(jī)工業(yè)CT測(cè)量精度影響因素分析

影響工業(yè)CT實(shí)時(shí)成像設(shè)備測(cè)量精度因素眾多，可以歸結(jié)為:系統(tǒng)硬件相關(guān)(射線源、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、探測(cè)器)、軟件和數(shù)據(jù)處理相關(guān)(數(shù)據(jù)重建、闞值分刻、輪魔提取、數(shù)據(jù)校準(zhǔn))、被測(cè)物體(幾何結(jié)構(gòu)、材料)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境溫度條件以及操作者。

2.1工業(yè)X射線探傷機(jī)的射線源

與射線源相關(guān)的影響因素一方面來(lái)自于X射線無(wú)損檢測(cè)設(shè)備本身，像靶材、射線能譜、穩(wěn)定性等，另一方面來(lái)自于設(shè)備操作者。射線源關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)包括電壓、電流及焦點(diǎn)尺寸。

通常操作者憑借自身經(jīng)驗(yàn)在一定范圍之內(nèi)選擇實(shí)驗(yàn)采用的電壓、電流條件，這就導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果的主觀性以及測(cè)量并非在最佳條件下進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，電壓越高，射線穿透能力越強(qiáng)；電流越高，射線強(qiáng)度越大，電流加倍僅對(duì)射線強(qiáng)度產(chǎn)生影響，電壓加倍同時(shí)影響射線能量與射線強(qiáng)度。

與射線源相關(guān)另一個(gè)重要影響因素是射線源焦點(diǎn)尺寸，根據(jù)射線源焦點(diǎn)尺寸可將射線源分為納焦點(diǎn)(S1pm)、微焦點(diǎn)(1~200pm)、常規(guī)焦點(diǎn)(2200pm)射線源。焦點(diǎn)尺寸越小，成像圖像邊緣越銳利，射線源焦點(diǎn)尺寸變大會(huì)由于半影效應(yīng)導(dǎo)致成像圖像模糊。相同倍數(shù)下，焦點(diǎn)尺寸越小，成像效果越銳利，但是小焦點(diǎn)帶來(lái)的局部熱量集中會(huì)導(dǎo)致靶材過(guò)熱甚至被擊穿，這就限制了微焦點(diǎn)射線源能量在較低范圍，目前的微焦點(diǎn)X光機(jī)的射線能量一般低于225kv。

射線源、樣品、探測(cè)器之間的位置關(guān)系對(duì)工業(yè)CT測(cè)量精度有重大影響。樣品位置越靠近射線源意味著放大倍數(shù)越大，相應(yīng)的在探測(cè)器上更多的像素被使用，從理論上會(huì)提高空間分辨率。但是與此同時(shí)半影效應(yīng)帶來(lái)成像圖像邊緣模糊抵消了這一效果。在錐束工業(yè)CT重建對(duì)射線源、樣品與探測(cè)器之間水平偏移極其敏感，水平偏移可以通過(guò)“細(xì)琴弦方法”加以校正”。

2.2x射線實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)軟件與數(shù)據(jù)處理相關(guān)因素

對(duì)工業(yè)CT數(shù)據(jù)圖像處理包括兩個(gè)主要過(guò)程:

(1)采集投影圖像，從二維投影數(shù)據(jù)重建生成三維體素模型:

(2)對(duì)三維模型經(jīng)過(guò)邊緣檢測(cè)、閾值化分割完成后續(xù)測(cè)量過(guò)程。

目前工業(yè)工業(yè)CT數(shù)據(jù)的重建目前多采用經(jīng)典FDK方法進(jìn)行，對(duì)于圖像邊緣檢測(cè)、結(jié)構(gòu)分制多來(lái)用基于闕值的方法進(jìn)行。其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。這些偽影如果不經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男Ｕ瑫?huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性降低。