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工业CT慨述以及工业CT原理和应用

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工业CT慨述以及工业CT原理和应用

工业CT慨述

工业CTindustrial computerized tomography)是指应用于工业中的核成像技术,它能在对检测物体无损伤条件下,以二维断层图像或三维立体图像的形式,清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况。

工业ct工作原理

工业CT是在射线检测的基础上发展起来的,其基本原理是:让一束X射线投射在物体上,通过物体对X射线的吸收(多次投影)便可获得物体内部的物质分布信息。

当强度为I0的一个窄束X射线穿过吸收系数为的物体时,其强度满足指数衰减关系:

式中为X射线所穿过物质层厚度。在实际情况中,所研究的物体往往不是由单一成分组成的,当物体由若干个不同成分组成时,物体内部各处的也将可能不同。在这样的物质中,X射线穿过整个物件后的强度为:

式中I为已知量,未知量为。一幅M×N个像素组成的图像,须有M×N个独立的方程才能解出衰减系数矩阵内每一点的值。当射线从各个方向透射被检物体,通过扫描探测器可得到MN个射线计数和值,按照图像重建算法,即可重建出MN个μ值组成的二维CT灰度图像。

一个工业CT系统至少应当包括射线源,辐射探测器,样品扫描系统,计算机系统(硬件和软件)等。

工业CT应用

工业CT广泛应用在汽车、材料、铁路、航天、航空、军工、国防等产业领域,为航天运载火箭及飞船与太空飞行器的成功发射、航空发动机的研制、大型武器系统检验与试验、地质结构分析、铁道车辆提速重载安全、石油储量预测、机械产品质量判定等提供了的重要技术手段。

工业CT与传统的X射线探伤和超声波探伤相比,具有空间分辨率高、无损检测、速度快等特点,因而在工业产品的检测中具有其他方法无可取代的作用。在实时检测方面,可用于在线检测热轧无缝钢管中的气孔、划痕、裂缝、分层等各种缺陷,同时给出钢管的壁厚、同心度、单位长度的重量等;亦可用于发电设备的实时检测。在大型部件检测方面,特别适用于火箭、核燃料元件、弹药、飞机发动机等的无损检测。大型工业CT的主要技术指标大约为待测物体直径12.5米,扫描高度28米,承重可达数十吨,空间分辨率为1线对/毫米,密度分辨率0.5%,裂纹分辨0.05毫米×15毫米,扫描时间每层3分钟,图像重建时间6秒,工作台平移空位精度0.02毫米,工作台旋转空位精度10角秒。所用的辐射装置可用X射线机、加速器,亦可用60Co137Cs192Ir的γ射线源。


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