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原理
工業(yè)CT是在射線(xiàn)檢測的基礎上發(fā)展起來(lái)的,其基本原理是當經(jīng)過(guò)準直且能量I0的射線(xiàn)束穿過(guò)被檢物時(shí),根據各個(gè)透射方向上各體積元的衰減系數從不同,探測器接收到的透射能量I也不同。按照一定的圖像重建算法,即可獲得被檢工件截面一薄層無(wú)影像重疊的斷層掃描圖像(圖1),重復上述過(guò)程又可獲得一個(gè)新的斷層圖像,當測得足夠多的二維斷層圖像就可重建出三維圖像。當單能射線(xiàn)束穿過(guò)非均勻物質(zhì)后,其衰減遵從比爾定律: 即
式中 、 為已知量,未知量為μ。一幅M×N個(gè)像素組成的圖像,必須有M×N個(gè)獨立的方程才能解出衰減系數矩陣內每一點(diǎn)的μ值。當射線(xiàn)從各個(gè)方向透射被檢物體,通過(guò)掃描探測器可得到MXN個(gè)射線(xiàn)計數和值,按照一定的圖像重建算法,即可重建出MXN個(gè)μ值組成的二維CT灰度圖像。
應用
工業(yè)CT現有X射線(xiàn)斷層掃描(XCT)、康普頓散射斷層掃描(CST)、穆斯堡爾效應斷層掃描(MCT)等。主要應用于工業(yè)在線(xiàn)過(guò)程的實(shí)時(shí)檢測和大型工業(yè)部件的探查。工業(yè)CT與傳統的X射線(xiàn)探傷和超聲波探傷相比,具有空間分辨率高、無(wú)損檢測、速度快等特點(diǎn),因而在工業(yè)產(chǎn)品的檢測中具有其他方法無(wú)可取代的作用。在實(shí)時(shí)檢測方面,可用于在線(xiàn)檢測熱軋無(wú)縫鋼管中的氣孔、劃痕、裂縫、分層等各種缺陷,同時(shí)給出鋼管的壁厚、同心度、單位長(cháng)度的重量等;亦可用于發(fā)電設備的實(shí)時(shí)檢測。在大型部件檢測方面,特別適用于火箭、核燃料元件、、飛機發(fā)動(dòng)機等的無(wú)損檢測。大型工業(yè)CT的主要技術(shù)指標大約為待測物體直徑1—2.5米,有效掃描高度2—8米,承重可達數十噸,空間分辨率為1線(xiàn)對/毫米,密度分辨率0.5%,裂紋分辨0.05毫米×15毫米,掃描時(shí)間每層3分鐘,圖像重建時(shí)間6秒,工作臺平移空位精度0.02毫米,工作臺旋轉空位精度10角秒。所用的輻射裝置可用X射線(xiàn)機、加速器,亦可用60Co、137Cs或192Ir的γ射線(xiàn)源。