大型工業(yè)CT系統(tǒng)是一種基于X射線或γ射線的高d無損檢測設(shè)備,它融合了射線物理、精密機(jī)械、圖像處理等多學(xué)科技術(shù),能夠穿透物體表面,獲取其內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)信息,在航空航天、汽車制造、能源電力等高d領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。
大型工業(yè)CT系統(tǒng)通過射線源發(fā)射高能射線穿透被檢測物體,不同密度的材料對射線的吸收程度不同,導(dǎo)致探測器接收到的信號強(qiáng)度產(chǎn)生差異。系統(tǒng)會從多個角度對物體進(jìn)行掃描,采集大量二維投影數(shù)據(jù),再利用先進(jìn)的圖像重建算法(如濾波反投影算法、迭代重建算法等),將這些二維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維斷層圖像,從而清晰呈現(xiàn)物體內(nèi)部的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。
一、前期準(zhǔn)備階段
明確檢測需求
確定檢測目的:缺陷檢測、尺寸測量、裝配驗(yàn)證、逆向工程等。
明確被測工件的關(guān)鍵區(qū)域、材料類型、尺寸范圍和所需分辨率。
工件準(zhǔn)備
清潔工件表面,去除油污、灰塵等可能干擾成像的雜質(zhì)。
檢查工件是否適合CT掃描(如高密度材料可能需要高能射線源)。
對于復(fù)雜或易損工件,設(shè)計專用夾具以確保穩(wěn)定固定和安全旋轉(zhuǎn)。
系統(tǒng)檢查與校準(zhǔn)
檢查X射線源、探測器、旋轉(zhuǎn)臺、屏蔽系統(tǒng)等關(guān)鍵部件是否正常。
執(zhí)行系統(tǒng)自檢和幾何校準(zhǔn)(如焦點(diǎn)-探測器距離、旋轉(zhuǎn)中心對準(zhǔn))。
根據(jù)工件材質(zhì)和尺寸選擇合適的X射線能量(kV)、電流(mA)和濾波片。
二、掃描參數(shù)設(shè)置與試掃
裝夾工件
將工件安全固定在旋轉(zhuǎn)平臺上,確保其重心穩(wěn)定,避免掃描過程中振動或偏移。
調(diào)整工件位置,使其感興趣區(qū)域(ROI)位于X射線束中心。
參數(shù)設(shè)置
設(shè)置掃描參數(shù):
X射線電壓/電流(影響穿透能力)
探測器積分時間(影響信噪比)
旋轉(zhuǎn)角度范圍(通常為0°–360°)
投影數(shù)量(通常500–2000幀,影響重建質(zhì)量)
放大倍數(shù)(通過調(diào)整源-工件-探測器距離實(shí)現(xiàn))
可啟用自動參數(shù)優(yōu)化功能(部分系統(tǒng)支持)
試掃描與參數(shù)優(yōu)化
進(jìn)行低分辨率預(yù)掃描或單視角投射(radiograph)檢查。
觀察圖像質(zhì)量:是否過曝、欠曝、存在偽影。
調(diào)整參數(shù)直至獲得清晰、對比度適中的投影圖像。
三、正式掃描
啟動CT掃描
啟用安全聯(lián)鎖系統(tǒng),關(guān)閉防護(hù)門。
啟動全自動掃描程序,系統(tǒng)將:
控制X射線源發(fā)射射線
旋轉(zhuǎn)臺精確旋轉(zhuǎn)工件
探測器同步采集數(shù)百至數(shù)千張二維投影圖像(radiographs)
監(jiān)控掃描過程
實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài):溫度、射線輸出、機(jī)械運(yùn)動、數(shù)據(jù)采集進(jìn)度。
檢查是否有異常中斷或數(shù)據(jù)丟失。
四、圖像重建
數(shù)據(jù)預(yù)處理
對原始投影圖像進(jìn)行校正:壞像素修復(fù)、增益校正、背景扣除、去噪等。
三維重建
使用重建算法(如FDK濾波反投影、迭代重建等)將二維投影數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三維體數(shù)據(jù)(voxel數(shù)據(jù))。
選擇合適的重建參數(shù)(濾波核、重建區(qū)域、體素大?。?。
重建時間取決于數(shù)據(jù)量和計算能力(幾分鐘到數(shù)小時不等)。
五、圖像分析與結(jié)果輸出
三維可視化與分析
在專業(yè)軟件中加載三維體數(shù)據(jù),進(jìn)行:
多平面切片瀏覽(XY/YZ/XZ)
三維渲染與透明顯示
缺陷識別與標(biāo)注(氣孔、裂紋等)
壁厚分析、尺寸測量(與CAD模型對比)
孔隙率統(tǒng)計、裝配驗(yàn)證等
生成報告
輸出檢測報告,包含:
掃描參數(shù)
三維圖像截圖或動畫
缺陷位置、尺寸、分布統(tǒng)計
測量結(jié)果與公差分析
支持PDF、XML、圖像序列等多種格式導(dǎo)出。
六、系統(tǒng)維護(hù)與數(shù)據(jù)管理
關(guān)機(jī)與維護(hù)
掃描結(jié)束后,關(guān)閉X射線源,讓系統(tǒng)冷卻。
清理工件區(qū)域,歸位夾具。
記錄設(shè)備運(yùn)行日志,定期進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)(如射線管保養(yǎng)、探測器校準(zhǔn))。
數(shù)據(jù)歸檔
將原始數(shù)據(jù)、重建體數(shù)據(jù)、分析結(jié)果備份至服務(wù)器或云端,便于追溯和復(fù)用。