工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)（CT技術(shù)）綜述

作者：安賽斯（中國(guó)）有限公司  

摘要：隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的要求越來(lái)越高，需要對(duì)越來(lái)越多的關(guān)鍵、復(fù)雜零部件甚至產(chǎn)品內(nèi)部缺陷進(jìn)行嚴(yán)格探傷和內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)量,作為先進(jìn)無(wú)損檢測(cè)方法的工業(yè)CT技術(shù)也隨著被開(kāi)發(fā)并應(yīng)用于這些領(lǐng)域。本文主要介紹了工業(yè)CT技術(shù)。

關(guān)鍵詞：X射線(xiàn) 工業(yè)CT 無(wú)損檢測(cè) 計(jì)算機(jī)，安賽斯（中國(guó)）有限公司

1．引 言

    在1985年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線(xiàn)以前想要在不打開(kāi)盒子的情況下看清盒子里放的東西，幾乎是不可能的，除非盒子是用透明材料做成的。如今在車(chē)站或機(jī)場(chǎng)，不打開(kāi)旅客行李進(jìn)行安全檢查已是司空見(jiàn)慣了。

    X射線(xiàn)問(wèn)世后，很快便應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域．開(kāi)始有了倫琴攝影． 不用手術(shù)就能初步觀察到人體內(nèi)部組織[1]。經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的努力， 在利用方法上發(fā)生了翻天覆地的變化，呈現(xiàn)出多樣化。隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)的要求越來(lái)越高，需要對(duì)越來(lái)越多的關(guān)鍵、復(fù)雜零部件甚至產(chǎn)品內(nèi)部缺陷進(jìn)行嚴(yán)格探傷和內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸測(cè)量。傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)方法如超聲波檢測(cè)、射線(xiàn)照相檢測(cè)等測(cè)量方法已不能滿(mǎn)足要求。于是，ICT（Industrial Computed Tomography--簡(jiǎn)稱(chēng)工業(yè)CT）這種先進(jìn)的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于這些領(lǐng)域[2]。

    工業(yè)CT（ICT）就是計(jì)算機(jī)層析照相或稱(chēng)工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成象。雖然層析成象有關(guān)理論的有關(guān)數(shù)學(xué)理論早在1917年由J.Radon提出，但只是在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后并與放射學(xué)科結(jié)合后才成為一門(mén)新的成象技術(shù)。在工業(yè)方面特別是在無(wú)損檢測(cè)（NDT）與無(wú)損評(píng)價(jià)（NDE）領(lǐng)域更加顯示出其*之處。因此，無(wú)損檢測(cè)界把工業(yè)CT稱(chēng)為zuijia的無(wú)損檢測(cè)手段。進(jìn)入80年代以來(lái)，上主要的工業(yè)化國(guó)家已把X射線(xiàn)或γ射線(xiàn)的ICT用于航天、航空、軍事、冶金、機(jī)械、石油、電力、地質(zhì)、考古等部門(mén)的NDT和NDE，檢測(cè)對(duì)象有Daodan、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、軍用密封組件、核廢料、石油巖芯、計(jì)算機(jī)芯片、精密鑄件與鍛件、汽車(chē)輪胎、陶瓷及復(fù)合材料、海關(guān)dupin、考古化石等。我國(guó)90年代也已逐步把ICT技術(shù)用于工業(yè)無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域[2]。進(jìn)入21世紀(jì)ICT更是得到了進(jìn)一步發(fā)展已成為一種重要的先進(jìn)無(wú)損傷檢測(cè)技術(shù)。

2.工業(yè)CT的發(fā)展

    按掃描獲取數(shù)據(jù)方式的不同，CT技術(shù)已發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)階段,如圖1所示。

圖1 五種不同的掃描方式[2]

代CT（見(jiàn)圖1a），使用單源（一條射線(xiàn)）單探測(cè)器系統(tǒng)，系統(tǒng)相對(duì)于被檢物作平行步進(jìn)式移動(dòng)掃描以獲得N個(gè)投影值（I），被檢物則按M個(gè)分度作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這種掃描方式被檢物僅需轉(zhuǎn)動(dòng)180度即可。代CT機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、圖象清晰，但檢測(cè)效率低，在工業(yè)CT中則很少采用。

第二代CT（見(jiàn)圖1b），是在代CT基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。使用單源小角度扇形射線(xiàn)束多探頭。射線(xiàn)扇形束角小、探測(cè)器數(shù)目少，因此扇束不能全包容被檢物斷層，其掃描運(yùn)動(dòng)除被檢物需作M個(gè)分度旋轉(zhuǎn)外，射線(xiàn)扇束與探測(cè)器陣列架一道相對(duì)于被檢物還需作平移運(yùn)動(dòng)，直至全部覆蓋被檢物，求得所需的成象數(shù)據(jù)為止。

第三代CT(見(jiàn)圖1c)，它是單射線(xiàn)源，具有大扇角、寬扇束、全包容被檢斷面的掃描方式。對(duì)應(yīng)寬扇束有N個(gè)探測(cè)器，保證一次分度取得N個(gè)投影計(jì)數(shù)和I值，被檢物僅作M個(gè)分度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此，第三代CT運(yùn)動(dòng)單一、好控制、效率高，理論上被檢物只需旋轉(zhuǎn)一周即可檢測(cè)一個(gè)斷面。

第四代CT(見(jiàn)圖1d)，也是一種大扇角全包容，只有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的掃描方式，但它有相當(dāng)多的探測(cè)器形成固定圓環(huán)，僅由輻射源轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)掃描。其特點(diǎn)是掃描速度快、成本高。

第五代CT(見(jiàn)圖1e)，是一種多源多探測(cè)器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)與生產(chǎn)控制系統(tǒng)，圖中是一種鋼管生產(chǎn)在線(xiàn)檢測(cè)與控制壁厚的CT系統(tǒng)。源與探測(cè)器按120度分布，工件與源到探測(cè)器間不作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，僅有管子沿軸向的快速分層運(yùn)動(dòng)。

    上述五種CT掃描方式，在ICT機(jī)中用得普遍的是第二代與第三代掃描，其中尤以第三代掃描方式用得多。這是因?yàn)樗\(yùn)動(dòng)單一，易于控制，適合于被檢物回轉(zhuǎn)直徑不太大的中小型產(chǎn)品的檢測(cè)，且具有成本低，檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。

3.工業(yè)CT的基本原理

    工業(yè)CT機(jī)一般由射線(xiàn)源、機(jī)械掃描系統(tǒng)、探測(cè)器系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和屏蔽設(shè)施等部分組成。其結(jié)構(gòu)工作原理如圖2所示。

圖2 ICT 結(jié)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)圖[2]

    射線(xiàn)源提供CT掃描成象的能量線(xiàn)束用以穿透試件，根據(jù)射線(xiàn)在試件內(nèi)的衰減情況實(shí)現(xiàn)以各點(diǎn)的衰減系數(shù)表征的CT圖象重建。與射線(xiàn)源緊密相關(guān)的前直準(zhǔn)器用以將射線(xiàn)源發(fā)出的錐形射線(xiàn)束處理成扇形射束。后準(zhǔn)直器用以屏蔽散射信號(hào)，改進(jìn)接受數(shù)據(jù)質(zhì)量。機(jī)械掃描系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CT掃描時(shí)試件的旋轉(zhuǎn)或平移，以及射線(xiàn)源——試件——探測(cè)器空間位置的調(diào)整，它包括機(jī)械實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及電器控制系統(tǒng)。探測(cè)器系統(tǒng)用來(lái)測(cè)量穿過(guò)試件的射線(xiàn)信號(hào)，經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖象重建。ICT機(jī)一般使用數(shù)百到上千個(gè)探測(cè)器，排列成線(xiàn)狀。探測(cè)器數(shù)量越多，每次采樣的點(diǎn)數(shù)也就越多，有利于縮短掃描時(shí)間、提高圖象分辨率。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于掃描過(guò)程控制、參數(shù)調(diào)整，完成圖象重建、顯示及處理等。屏蔽設(shè)施用于射線(xiàn)安全防護(hù)，一般小型設(shè)備自帶屏蔽設(shè)施，大型設(shè)備則需在現(xiàn)場(chǎng)安裝屏蔽設(shè)施。

4.工業(yè)CT的組成及其各自特點(diǎn)

4.1 工業(yè)CT的組成

    一個(gè)工業(yè)CT系統(tǒng)至少應(yīng)當(dāng)包括射線(xiàn)源，輻射探測(cè)器，樣品掃描系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（硬件和軟件）等。

4.2 射線(xiàn)源的種類(lèi)

    射線(xiàn)源常用X射線(xiàn)機(jī)和直線(xiàn)加速器，統(tǒng)稱(chēng)電子輻射發(fā)生器。X射線(xiàn)機(jī)的峰值射線(xiàn)能量和強(qiáng)度都是可調(diào)的，實(shí)際應(yīng)用的峰值射線(xiàn)能量范圍從幾KeV到450KeV；直線(xiàn)加速器的峰值射線(xiàn)能量一般不可調(diào)，實(shí)際應(yīng)用的峰值射線(xiàn)能量范圍從1～16MeV[3]，更高的能量雖可以達(dá)到，主要僅用于實(shí)驗(yàn)。電子輻射發(fā)生器的共同優(yōu)點(diǎn)是切斷電源以后就不再產(chǎn)生射線(xiàn)，這種內(nèi)在的安全性對(duì)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用是非常有益的。電子輻射發(fā)生器的焦點(diǎn)尺寸為幾微米到幾毫米。在高能電子束轉(zhuǎn)換為X射線(xiàn)的過(guò)程中，僅有小部分能量轉(zhuǎn)換為X射線(xiàn)，大部分能量都轉(zhuǎn)換成了熱，焦點(diǎn)尺寸越小，陽(yáng)極靶上局部功率密度越大，局部溫度也越高。實(shí)際應(yīng)用的功率是以陽(yáng)極靶可以長(zhǎng)期工作所能耐受的功率密度確定的。因此，小焦點(diǎn)乃至微焦點(diǎn)的的射線(xiàn)源的使用功率或大電壓都要比大焦點(diǎn)的射線(xiàn)源低。電子輻射發(fā)生器的共同缺點(diǎn)是X射線(xiàn)能譜的多色性，這種連續(xù)能譜的X 射線(xiàn)會(huì)引起衰減過(guò)程中的能譜硬化，導(dǎo)致各種與硬化相關(guān)的偽像。

    同位素輻射源的Youdian是它的能譜簡(jiǎn)單，同時(shí)有消耗電能很少，設(shè)備體積小且相對(duì)簡(jiǎn)單，而且輸出穩(wěn)定的特點(diǎn)。但是其缺點(diǎn)是輻射源的強(qiáng)度低，為了提高源的強(qiáng)度必須加大源的體積，導(dǎo)致“焦點(diǎn)”尺寸增大。在工業(yè)CT中較少實(shí)際應(yīng)用。

    同步輻射本來(lái)是連續(xù)能譜，經(jīng)過(guò)單色器選擇可以得到定向的幾乎單能的高強(qiáng)度X射線(xiàn)，因此可以做成高空間分辨率的CT系統(tǒng)。但是由于射線(xiàn)能量為20KeV到30KeV，實(shí)際只能用于檢測(cè)1mm左右的小樣品，用于一些特殊的場(chǎng)合。

4.3 輻射探測(cè)器

4.3.1 分立探測(cè)器

    工業(yè)CT所用的探測(cè)器有兩個(gè)主要的類(lèi)型—分立探測(cè)器和面探測(cè)器。而分立探測(cè)器常用的X射線(xiàn)探測(cè)器有氣體和閃爍兩大類(lèi)。

    氣體探測(cè)器具有天然的準(zhǔn)直特性，限制了散射線(xiàn)的影響；幾乎沒(méi)有竄擾；且器件一致性好。缺點(diǎn)是探測(cè)效率不易提高，高能應(yīng)用有一定限制；其次探測(cè)單元間隔為數(shù)毫米，對(duì)于有些應(yīng)用顯得太大。

    應(yīng)用更為廣泛的還是閃爍探測(cè)器。閃爍探測(cè)器的光電轉(zhuǎn)換部分可以選用光電倍增管或光電二極管。前者有*的信號(hào)噪聲比，但是因?yàn)槠骷叽绱?，難以達(dá)到很高的集成度，造價(jià)也高。工業(yè)CT中應(yīng)用廣泛的是閃爍體—光電二極管組合。

    應(yīng)用閃爍體的分立探測(cè)器的主要優(yōu)點(diǎn)是：閃爍體在射線(xiàn)方向上的深度可以不受限制，從而使射入的大部分X光子被俘獲，提高探測(cè)效率。尤其在高能條件下，可以縮短獲取時(shí)間；因?yàn)殚W爍體是獨(dú)立的，所以幾乎沒(méi)有光學(xué)的竄擾；同時(shí)閃爍體之間還有鎢或其他重金屬隔片，降低了X射線(xiàn)的竄擾[3]。分立探測(cè)器的讀出速度很快，在微秒量級(jí)。同時(shí)可以用加速器輸出脈沖來(lái)選通數(shù)據(jù)采集，大限度減小信號(hào)上疊加的噪聲。分立探測(cè)器對(duì)于輻射損傷也是不敏感的。

    分立探測(cè)器的主要缺點(diǎn)是像素尺寸不可能做得太小，其相鄰間隔(節(jié)距)一般大于0.1mm；另外價(jià)格也要貴一些。（資料來(lái)源：安賽斯（中國(guó)）有限公司，更多信息，請(qǐng)登陸安賽斯網(wǎng)站獲取。）

4.3.2 面探測(cè)器

    面探測(cè)器主要有三種類(lèi)型：高分辨半導(dǎo)體芯片、平板探測(cè)器和圖像增強(qiáng)器。半導(dǎo)體芯片又分為CCD和CMOS。CCD對(duì)X射線(xiàn)不敏感，表面還要覆蓋一層閃爍體將X射線(xiàn)轉(zhuǎn)換成CCD敏感的可見(jiàn)光。

    半導(dǎo)體芯片具有小的像素尺寸和大的探測(cè)單元數(shù)，像素尺寸可小到10微米左右，探測(cè)單元數(shù)量取決于硅單晶的大尺寸，一般直徑在50mm以上。因?yàn)樘綔y(cè)單元很小，信號(hào)幅度也很小，為了增大測(cè)量信號(hào)可以將若干探測(cè)單元合并。為了擴(kuò)大有效探測(cè)器面積可以用透鏡或光纖將它們光學(xué)耦合到大面積的閃爍體上。用光纖耦合的方法理論上可以把探測(cè)器的有效面積在一個(gè)方向上延長(zhǎng)到任意需要的長(zhǎng)度。使用光學(xué)耦合的技術(shù)還可以使這些半導(dǎo)體器件遠(yuǎn)離X射線(xiàn)束的直接輻照，避免輻照損傷。

    平板探測(cè)器通常用表面覆蓋數(shù)百微米的閃爍晶體（如CsI）的非晶態(tài)硅或非晶態(tài)硒做成。像素尺寸127 或200μm，平板尺寸大約45cm（18in）。讀出速度大約3～7.5幀/s[3]。優(yōu)點(diǎn)是使用比較簡(jiǎn)單，沒(méi)有圖像扭曲。圖像質(zhì)量接近于膠片照相，基本上可以作為圖像增強(qiáng)器的升級(jí)換代產(chǎn)品。主要缺點(diǎn)是表面覆蓋的閃爍晶體不能太厚，對(duì)高能X 射線(xiàn)探測(cè)效率低；難以解決散射和竄擾問(wèn)題，使動(dòng)態(tài)范圍減小。在較高能量應(yīng)用時(shí)，必須對(duì)電子電路進(jìn)行射線(xiàn)屏蔽。一般說(shuō)使用在150kV以下的低能效果較好。

    圖像增強(qiáng)器是一種傳統(tǒng)的面探測(cè)器，是一種真空器件。名義上的像素尺寸＜100μm，直徑152～457mm(6～18in)。讀出速度可達(dá)15～30 幀/s[3]，是讀出速度快的面探測(cè)器。由于圖像增強(qiáng)過(guò)程中的統(tǒng)計(jì)漲落產(chǎn)生的固有噪聲，圖像質(zhì)量比較差，一般射線(xiàn)照相靈敏度僅7～8%，在應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加的情況下，射線(xiàn)照相靈敏度可以提高到2%以上。另外的缺點(diǎn)就是易碎和有圖像扭曲。面探測(cè)器的基本優(yōu)點(diǎn)是不言而喻的—它有著比線(xiàn)探測(cè)器高得多的射線(xiàn)利用率。面探測(cè)器也比較適合用于三維直接成像。所有面探測(cè)器由于結(jié)構(gòu)上的原因都有共同的缺點(diǎn)，即射線(xiàn)探測(cè)效率低；無(wú)法限制散射和竄擾；動(dòng)態(tài)范圍小等。高能范圍應(yīng)用效果較差。（資料來(lái)源：安賽斯（中國(guó)）有限公司，更多信息，請(qǐng)登陸安賽斯網(wǎng)站獲取。）

4.4 樣品掃描系統(tǒng)

    樣品掃描系統(tǒng)形式上像一臺(tái)沒(méi)有刀具的數(shù)控機(jī)床，從本質(zhì)上說(shuō)應(yīng)當(dāng)說(shuō)是一個(gè)位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從重要性來(lái)看，位置數(shù)據(jù)與射線(xiàn)探測(cè)器測(cè)得的射線(xiàn)強(qiáng)度數(shù)據(jù)并無(wú)什么不同。僅僅將它看成一個(gè)載物臺(tái)是不夠全面的，盡管設(shè)計(jì)掃描系統(tǒng)時(shí)首先需要考慮的是檢測(cè)樣品的外形尺寸和重量，要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和驅(qū)動(dòng)力來(lái)保證以一定的機(jī)械精度和運(yùn)動(dòng)速度來(lái)完成掃描運(yùn)動(dòng)。同樣還要考慮，選擇適合的掃描方式和幾何布置；確定對(duì)機(jī)械精度的要求并對(duì)各部分的精度要求進(jìn)行平衡；根據(jù)掃描和調(diào)試的要求選擇合適的傳感器以及在計(jì)算機(jī)軟件中對(duì)掃描的位置參數(shù)作必要的插值或修正等等。

    工業(yè)CT常用的掃描方式是平移—旋轉(zhuǎn)(TR)方式和只旋轉(zhuǎn)(RO)方式兩種。只旋轉(zhuǎn)掃描方式無(wú)疑具有更高的射線(xiàn)利用效率，可以得到更快的成像速度；然而，平移—旋轉(zhuǎn)的掃描方式的偽像水平遠(yuǎn)低于只旋轉(zhuǎn)掃描方式；可以根據(jù)樣品大小方便地改變掃描參數(shù)（采樣數(shù)據(jù)密度和掃描范圍），特別是檢測(cè)大尺寸樣品時(shí)其*性更加明顯；源—探測(cè)器距離可以較小，提高信號(hào)幅度；以及探測(cè)器通道少可以降低系統(tǒng)造價(jià)便于維護(hù)等[4]。

4.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

    計(jì)算機(jī)軟件無(wú)疑是CT的核心技術(shù)，當(dāng)數(shù)據(jù)采集完成以后，CT圖像的質(zhì)量已經(jīng)基本確定，不良的計(jì)算機(jī)軟件只能降低CT圖像的質(zhì)量，而良好的計(jì)算機(jī)軟件能充分利用已有信息，得到盡可能好的結(jié)果。

5.工業(yè)CT的性能

    在無(wú)損檢測(cè)中，如何選擇一臺(tái)工業(yè)CT機(jī)滿(mǎn)足使用要求是十分重要的?，F(xiàn)就工業(yè)CT應(yīng)具有的基本性能要求分述如下。

1）檢測(cè)范圍

主要說(shuō)明該ICT機(jī)能檢測(cè)的對(duì)象，如：能透射試件材料的大厚度，試件大回轉(zhuǎn)直徑、大高度長(zhǎng)度和大重量等。

2）輻射源的使用

若是X射線(xiàn)源：能量大小、工作電壓（kV）、工作電流（mA）、出束角度、焦點(diǎn)大小等。

若是高能直線(xiàn)加速器：能量大?。∕eV）、出束角度、焦點(diǎn)尺寸。

3）ICT的掃描方式

有無(wú)數(shù)字投影成象或?qū)崟r(shí)成象功能等。

4）掃描檢測(cè)時(shí)間

指掃取一個(gè)斷層花在掃描數(shù)據(jù)采集時(shí)間T掃，如按256X256掃描時(shí)間T256，512X512掃描時(shí)間T512。

5）圖象重建時(shí)間

指重建出如256X256、512X512和1024X1024圖象所需的時(shí)間（s）。

6）分辨能力

這對(duì)于ICT來(lái)講是關(guān)鍵性的性能指標(biāo)，通常集中在空間（幾何分辨率）分辨率和密度分辨率兩個(gè)方面。

a）空間分辨率

也稱(chēng)為幾何分辨率，是指從CT圖象中能夠辨別小物體的能力。

b）密度分辨率

密度分辨率又稱(chēng)對(duì)比度分辨率，其表示方法通常以密度（通過(guò)灰度）變化的百分比（%）表示相互變化關(guān)系。

6.工業(yè)CT的應(yīng)用

    工業(yè)CT在無(wú)損檢測(cè)中有著不可替代的*性，越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。缺陷檢測(cè)方面成功的范例是固體發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測(cè)，用工業(yè)CT可檢測(cè)推進(jìn)劑的孔隙、雜質(zhì)、裂紋以及推進(jìn)劑、絕緣體、襯套和殼體之間的結(jié)合情況，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的具體檢測(cè)時(shí)間為10h或更長(zhǎng)。通過(guò)工業(yè)CT得到的三維空間信息同樣可以用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)件內(nèi)部尺寸的測(cè)量及關(guān)鍵件裝配結(jié)構(gòu)的分析，以驗(yàn)證產(chǎn)品尺寸或裝配情況是否符合設(shè)計(jì)要求。工業(yè)CT突出的密度分辨能力對(duì)控制陶瓷燒結(jié)過(guò)程有重要應(yīng)用價(jià)值，它可及時(shí)了解陶瓷燒結(jié)過(guò)程中不同階段的組分及密度變化，便于針對(duì)性地改變工藝。采用微焦點(diǎn)X射線(xiàn)工業(yè)CT可檢測(cè)小試件內(nèi)十幾微米的缺陷，這對(duì)高彈性模量、對(duì)缺陷要求苛刻的陶瓷零件來(lái)說(shuō)，是一種理想的無(wú)損檢測(cè)手段。工業(yè)CT掃描成象充分再現(xiàn)了試件材料的組分特性，所以適合于符合材料內(nèi)多種類(lèi)型的缺陷檢測(cè)。美國(guó)波音公司在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、膠結(jié)結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)件的工業(yè)CT檢測(cè)上進(jìn)行了大量的工作，認(rèn)為工業(yè)CT可檢測(cè)纖維分布的均勻性、孔隙、疏松、膠結(jié)界面的厚度及變化情況、圖層厚度及變化、材料固化時(shí)的流動(dòng)特性、外來(lái)夾雜物等。但工業(yè)CT的使用目前還存在一定的局限性。工業(yè)CT設(shè)備本身造價(jià)遠(yuǎn)高于其它無(wú)損檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)成本高，檢測(cè)效率較低，例如一個(gè)600mm的試件，每毫米切一層，每層檢測(cè)時(shí)間1min，檢測(cè)完畢需10h，所以也多用于小體積、高價(jià)值的零件或一些零件關(guān)鍵部位的檢測(cè)。另外，工業(yè)CT性較強(qiáng)，隨著檢測(cè)對(duì)象的不同和技術(shù)要求的不同,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置可能相差很大。此外，工業(yè)CT對(duì)細(xì)節(jié)特征的分辨能力與試件尺寸有關(guān)，試件大時(shí)分辨能力很低，試件小時(shí)分辨能力高。由此可見(jiàn)，為使工業(yè)CT得到更廣泛地應(yīng)用，還有大量的工作要做。（資料來(lái)源：安賽斯（中國(guó)）有限公司，更多信息，請(qǐng)登陸安賽斯網(wǎng)站獲取。）

7.結(jié) 論

    隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)的要求越來(lái)越高，在無(wú)損檢測(cè)的方法中，雖然X射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)檢測(cè)速度快，但在檢測(cè)靈敏度和空間分辨率及對(duì)缺陷的定位等方面都存在著明顯的不足。

工    業(yè)CT作為一種先進(jìn)的檢測(cè)工具，克服了X射線(xiàn)實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)的不足，它可以顯示被測(cè)工件的斷面圖象，并有著較高的檢測(cè)靈敏度和空間分辨率，它可對(duì)缺陷進(jìn)行定位和測(cè)量，動(dòng)態(tài)范圍寬，在無(wú)損檢測(cè)中起著很重要的作用。雖然它也存在著一些不足，但它具備了別種檢測(cè)方法所沒(méi)有的特點(diǎn)，因此是不可替代的。

    目前，工業(yè)CT被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，如鑄件、鍛件、焊接件、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、石油鉆桿、復(fù)合材料、陶瓷及冶金產(chǎn)品的檢測(cè)等[5]。具體的應(yīng)用如：軋鋼產(chǎn)品的質(zhì)量檢查，航空航天關(guān)鍵零部件的檢測(cè)，材料的缺陷和密度變化，鋼筋混凝土的孔洞腐蝕和斷裂情況的檢驗(yàn)等。工業(yè)CT除大量的應(yīng)用于檢測(cè)以上多類(lèi)缺陷之外，還可應(yīng)用于幾何尺寸的測(cè)量?？傊I(yè)CT有著良好的應(yīng)用前景。

致謝：感謝安賽斯（中國(guó)）有限公司提供的工業(yè)CT設(shè)備及技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1]呂靜賢.x射線(xiàn)成像技術(shù)

[2]王學(xué)軍,張世翔,初學(xué)豐,黃亞宇. 工業(yè)CT技術(shù)及其應(yīng)用淺談.

[3]張朝宗.工業(yè)CT技術(shù)參數(shù)對(duì)性能指標(biāo)的影響.2007

[4]張朝宗,郭志平,張朋,王賢剛.工業(yè)CT技術(shù)和原理。2009