大型工業CT系統是一種基于X射線或γ射線的高d無損檢測設備,它融合了射線物理、精密機械、圖像處理等多學科技術,能夠穿透物體表面,獲取其內部三維結構信息,在航空航天、汽車制造、能源電力等高d領域發揮著不可替代的作用。
大型工業CT系統通過射線源發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,導致探測器接收到的信號強度產生差異。系統會從多個角度對物體進行掃描,采集大量二維投影數據,再利用先進的圖像重建算法(如濾波反投影算法、迭代重建算法等),將這些二維數據轉換為三維斷層圖像,從而清晰呈現物體內部的細節結構。
一、前期準備階段
明確檢測需求
確定檢測目的:缺陷檢測、尺寸測量、裝配驗證、逆向工程等。
明確被測工件的關鍵區域、材料類型、尺寸范圍和所需分辨率。
工件準備
清潔工件表面,去除油污、灰塵等可能干擾成像的雜質。
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)。
對于復雜或易損工件,設計專用夾具以確保穩定固定和安全旋轉。
系統檢查與校準
檢查X射線源、探測器、旋轉臺、屏蔽系統等關鍵部件是否正常。
執行系統自檢和幾何校準(如焦點-探測器距離、旋轉中心對準)。
根據工件材質和尺寸選擇合適的X射線能量(kV)、電流(mA)和濾波片。
二、掃描參數設置與試掃
裝夾工件
將工件安全固定在旋轉平臺上,確保其重心穩定,避免掃描過程中振動或偏移。
調整工件位置,使其感興趣區域(ROI)位于X射線束中心。
參數設置
設置掃描參數:
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)
旋轉角度范圍(通常為0°–360°)
投影數量(通常500–2000幀,影響重建質量)
放大倍數(通過調整源-工件-探測器距離實現)
可啟用自動參數優化功能(部分系統支持)
試掃描與參數優化
進行低分辨率預掃描或單視角投射(radiograph)檢查。
觀察圖像質量:是否過曝、欠曝、存在偽影。
調整參數直至獲得清晰、對比度適中的投影圖像。
三、正式掃描
啟動CT掃描
啟用安全聯鎖系統,關閉防護門。
啟動全自動掃描程序,系統將:
控制X射線源發射射線
旋轉臺精確旋轉工件
探測器同步采集數百至數千張二維投影圖像(radiographs)
監控掃描過程
實時監控系統狀態:溫度、射線輸出、機械運動、數據采集進度。
檢查是否有異常中斷或數據丟失。
四、圖像重建
數據預處理
對原始投影圖像進行校正:壞像素修復、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)將二維投影數據轉換為三維體數據(voxel數據)。
選擇合適的重建參數(濾波核、重建區域、體素大小)。
重建時間取決于數據量和計算能力(幾分鐘到數小時不等)。
五、圖像分析與結果輸出
三維可視化與分析
在專業軟件中加載三維體數據,進行:
多平面切片瀏覽(XY/YZ/XZ)
三維渲染與透明顯示
缺陷識別與標注(氣孔、裂紋等)
壁厚分析、尺寸測量(與CAD模型對比)
孔隙率統計、裝配驗證等
生成報告
輸出檢測報告,包含:
掃描參數
三維圖像截圖或動畫
缺陷位置、尺寸、分布統計
測量結果與公差分析
支持PDF、XML、圖像序列等多種格式導出。
六、系統維護與數據管理
關機與維護
掃描結束后,關閉X射線源,讓系統冷卻。
清理工件區域,歸位夾具。
記錄設備運行日志,定期進行系統維護(如射線管保養、探測器校準)。
數據歸檔
將原始數據、重建體數據、分析結果備份至服務器或云端,便于追溯和復用。