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工業CT無損檢測成像設備的發展和應用

發布日期:2021-03-19 作者: 點擊:

工業CT無損檢測成像設備的發展和應用


隨著製造業的迅速發展,對產品質量檢驗的要求越來越高,需要對越來越多的關鍵、複雜零部件甚至產品內部缺陷進行嚴格探傷和內部結構尺寸精確測量。


傳統的無損檢測方法如超聲波檢測、X射線探傷機檢測等測量方法已不能完全滿足要求。於是,催生了更先進、更方便的檢測技術誕生,ICT(Industrial Computed Tomography)--簡稱工業CT。


工業CT(ICT)就是計算機層析照相或稱工業計算機斷層掃描成像。雖然層析成像有關理論的有關數學理論早在1917年由J.Radon提出,但隻是在計算機出現後並與放射學科結合後才成為一門新的成像技術。在工業方麵特別是在無損檢測(NDT)與無損評價(NDE)領域更加顯示出其獨特之處。因此,國際無損檢測界把工業CT稱為最佳的無損檢測手段。進入80年代以來,國際上主要的工業化國家已把X射線或γ射線的ICT用於航天、航空、軍事、冶金、機械、石油、電力、地質、考古等部門的NDT和NDE,檢測對象有導彈、火箭發動機、軍用密封組件、核廢料、石油岩芯、計算機芯片、精密鑄件與鍛件、汽車輪胎、陶瓷及複合材料、海關毒品、考古化石等。我國90年代也已逐步把ICT技術用於工業無損檢測領域。


工業發展按掃描獲取數據方式的不同,CT技術已發展經曆了五個階段(即五代CT掃描方式)。


第一代CT,使用單源(一條射線)單探測器係統,係統相對於被檢物作平行步進式移動掃描以獲得N個投影值,被檢物則按M個分度作旋轉運動。這種掃描方式被檢物僅需轉動180°即可。第一代CT機結構簡單、成本低、圖像清晰,但檢測效率低,在工業CT中則很少采用。


第二代CT,是在第一代CT基礎上發展起來的。使用單源小角度扇形射線束多探頭。射線扇形束角小、探測器數目少,因此扇束不能全包容被檢物斷層,其掃描運動除被檢物需作M個分度旋轉外,射線扇束與探測器陣列架一道相對於被檢物還需作平移運動,直至全部覆蓋被檢物,求得所需的成像數據為止。


第三代CT,它是單射線源,具有大扇角、寬扇束、全包容被檢斷麵的掃描方式。對應寬扇束有N個探測器,保證一次分度取得N個投影計數,被檢物僅作M個分度旋轉運動。因此,第三代CT運動單一、好控製、效率高,理論上被檢物隻需旋轉一周即可檢測一個斷麵。


第四代CT,也是一種大扇角全包容,隻有旋轉運動的掃描方式,但它有相當多的探測器形成固定圓環,僅由輻射源轉動實現掃描。其特點是掃描速度快、成本高。


第五代CT,是一種多源多探測器,用於實時檢測與生產控製係統。源與探測器按120°分布,工件與源到探測器間不作相對轉動,這種CT技術難度大,成本高但較其他幾種CT效率有顯著提高。上述五種CT掃描方式,在ICT機中用得最普遍的是第二代與第三代掃描,其中尤以第三代掃描方式用得最多。這是因為它運動單一,易於控製,適合於被檢物回轉直徑不太大的中小型產品的檢測,且具有成本低,檢測效率高等優點。


工業CT的優秀性能使得其在檢測、製造以及科學研究領域具有廣闊的應用空間,雖然工業CT目前有些缺點,但是相信隨著技術的發展和工業CT的深入應用,工業CT設備的技術性能都將得到進一步的發展和完善。同時隨著我國再製造的發展,工業CT作為一種先進的檢測工具,對被測工件進行可視化檢測,且對工件的內部缺陷和結構特征有著較高的檢測靈敏度和分辨率,即可以對再製造零件的損傷機理給出較為直觀的檢測和分析。這對預測再製造零部件的服役壽命,掌握其失效規律,保證再製造產品的服役安全性具有重要的科學意義。同時工業CT對再製造產品的安全驗證,為再製造產品的推廣和發展以循環經濟為基礎的資源再生利用產業具有重要的意義。

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本文網址:http://www.pacheart.com/news/779.html

關鍵詞:工業CT,無損檢測成像設備

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