工业CT技术

　　一、概述

　　目前工业CT作为一种实用的无损检测技术,已广泛应用于航天、航空、军事、石油、钢铁、机械、汽车、采矿等领域,检测对象有导弹、火箭发动机、军工品、军用密封组件、计算机芯片、精密机械零件、陶瓷及复合材料等。在制造业的应用中还有一点值得指出,对于产品仿制,产品内全封闭或半封闭内腔的无损伤测绘,以及产品反求与分层设计制造,工业CT技术则起着无法替代的作用。

　　二、工业CT的基本原理

　　工业CT是利用射线在被测工件无损状态下,从多个方向以扫描方式透射被检测物体某断层,用专门的探测器把经过被检物射线衰减后的信息采集下来,通过计算机采用专门的图像重建算法,把被扫描断面以二维灰度图像形式展现出来,其检测直观结果就是被检断层的断面图像。通过这种CT图像就可以清晰地看清被检物该断层内的结构层次、零件的材质情况、有无缺陷、装配的正确与否,帮助质检人员作出正确的结论。因此工业CT被国际无损检测界誉为最佳无损检测手段。

　　三、工业CT的技术基础

　　CT技术就是在工程实践中如何应用上述原理解决实际问题的技术。一套成熟的CT设备需要研究辐射探测技术、机械扫描技术和图像重建技术。

　　1.工业CT系统结构

　　如图1所示,工业CT系统通常由射线源、机械扫描系统、探测器系统、数据采集系统、计算机系统、屏蔽设施等组成。其中,射线源、机械扫描系统、探测器系统的组合对一台工业CT的性能起决定作用。它决定了CT系统的可能获得的信息质量。

　　2.射线源

　　射线源用来产生射线,常用的射线有X射线和γ射线。一般X射线由X射线管或直线加速器产生,γ射线由⁶⁰Co或¹³⁷Cs同位素产生。

　　不同射线源所产生射线的能量不同,因而其穿透物质的能力是不同的。⁶⁰Co产生γ射线能量为1.33MeV;¹³⁷Cs同位素产生的γ射线能量为0.66MeV;X射线管产生的X射线的能量最大为420keV;直线加速器产生的X射线能量一般大于2MeV,最高可达几十MeV。

　　3.机械扫描系统

　　机械扫描系统提供对物体进行检测的平台。在自动控制系统的精确控制下,完成扫描所需的多种运动,包括被测物与射线源-探测器组合间的相对旋转运动或旋转和平移运动。为最终实现有限个射线和值的测量提供支持。

　　随着CT技术的发展,机构系统的扫描工作方式可分为一代、二代、三代、四代、五代扫描。工业CT扫描方式基本上使用二代和三代扫描。

　　4.探测器系统

　　探测器的作用是把不可见的射线转换为可见光,再把可见光转换为电信号,实现出射射线的测量。