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0769-85842789所属栏目：技术文章作者：越联仪器点击率：发布时间：2018-07-04 14:50:58
工业CT即工业计算机断层扫描成像，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。其基本原理是依据辐射在被检测物体中的减弱和吸收特性。同物质对辐射的吸收本领与物质性质有关。所以，利用放射性核素或其他辐射源发射出的、具有一定能量和强度的X射线或γ射线，在被检测物体中的衰减规律及分布情况，就有可能由探测器陈列获得物体内部的详细信息，最后用计算机信息处理和图像重建技术，以图像形式显示出来。
工业CT技术涉及了核物理学、微电子学、光电子技术、仪器仪表、精密机械与控制、计算机图像处理与模式识别等多学科领域，是一个技术密集型的高科技产品。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。
从本质上讲，工业CT是一种射线检测技术，与射线照相、实时成像有一些共同之处，如检测时需要足够高的射线能量以穿透工件，同时，它不受被检测工件的材料种类、外形、表面状况的限制，检测现场有防护设施等。与常规射线检测技术相比，主要优点有:
1、工业CT能给出检测工件的二维或三维图像，感兴趣的目标不受周围细节特征的遮挡，图像容易识别，从图像上可以直接获得目标特征的空间位置、形状及尺寸信息;常规射线检测技术是将三维物体投影到二维平面上，造成图像信息叠加，评定图像需要有一定的经验，难以对目标进行准确定位和定量测量。
2、工业CT具有突出的密度分辨能力，高质量的CT图像密度分辨率甚至可达到0.3%，比常规无损检测技术高一个数量级;
3、采用高性能探测器的工业CT，探测器的动态响应范围可达106以上，远高于胶片和图像增强器;
4、工业CT图像是数字化的结果，图像便于存储、传输、分析和处理。
CT独特的优点使得它在无损检测中的应用日益广泛，由于工业CT图像直观，图像灰度与工件的材料、几何结构、组分及密度特性相对应，不仅能得到缺陷的形状、位置及尺寸等信息，结合密度分析技术，还可以确定缺陷的性质，使长期以来困扰无损检测人员的缺陷空间定位、深度定量及综合定性问题有了更直接的解决途径。
1、工件内部气孔、裂纹等缺陷检测
工业CT设备对气孔、夹杂、针孔、缩孔、分层、裂纹等各种常见缺陷具有很高的探测灵敏度，一定范围内能够精确地测定缺陷的几何尺寸。由于复杂零件的结构限制，某些部位的缺陷用传统的射线照相或超声检测方法无法进行探伤。
图1a为某铸件的工业CT检测图像，在铸件内部发现了大量直径0.3mm以下的气孔，图1b是另一铸件关键部位的CT检测图像，图中发现了直径0.2mm以下的高密度夹杂，而采用所有常规无损检测方法均无法对该部位的缺陷进行有效地探伤。
图1铸件CT检测图像
图2是某铸件压制前后的断层图像，从图中可看出压制后铸件内部的缩孔已经明显变小或消失，检测结果对制定这种材料的合成及压制工艺有指导作用。
图2某铸件压制前(左)和压制后(右)CT图像
图3是一种新型复合材料的CT断层图像，图中可清楚地看到该复合材料内部的环状微裂纹。
图3新型复合材料CT检测图像
2、焊缝质量诊断
工业CT装置用于焊接质量检测，能够为技术人员提供准确的焊缝质量数据，为焊接工艺的改进提供依据。
图4是铍焊接件垂直焊缝和平行焊缝扫描获得的CT图像，左图上可精确测量熔池深度、有效焊深、表面焊宽等数据，右图揭示了焊缝根部缩孔的分布及尺寸。
图4垂直焊缝扫描(左)和平行焊缝扫描(右)CT图像
3、密度分布表征
导弹或火箭发动机的装药质量要求很高，除了不能有夹杂外，对药柱密度均匀性有严格要求，以保证使用的安全可靠性。
图5为某型号导弹装药情况工业CT检测图像，可以看出药柱密度分布极不均匀，且药柱与外壳之间存在微小间隙。通过适当的标定技术，可以建立起区域CT值和药柱物理密度之间的对应关系。
图5某型号导弹药柱密度分布检测图
4、内部结构及装配情况检测
对封闭物体进行CT检测，在获得物体内部结构组成的同时，可以得到偏心、变形、间隙等信息，对判断装配质量有重要价值。
图6为摩托车电机的CT图像，图7是一种铝构件横截面CT图像，对产品的结构设计或改良设计有重要参考价值。图8为某型号导弹的CT图像，可以看出外层药柱与壳体之间出现了严重的脱粘间隙和空洞。
图6
图7
图8
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