射线CT检测技术课件.ppt

1、5.2 射线射线CT检测技术检测技术第第5章章 非常规射线检测技术非常规射线检测技术主要内容主要内容1.工业CT概述2.工业CT成像原理3.工业CT重建算法4.工业CT系统组成5.工业CT应用6.工业CT的特点1.工业工业CT概述概述(1)传统二维检测的不足传统二维检测的不足：p检测过程是一个三维到二维变换过程，不同深度方向上的信息重叠在一起，引起混淆，即影像重叠影像重叠；p密度分辨率低密度分辨率低。(2)工业工业CT概念概念p CTComputed Tomography 即计算机断层成像技术计算机断层成像技术 雷唐雷唐提出了投影重建的数学理论；科马克科马克解决了计算机断层扫描技术的理论问题；

2、英国EMI公司工程师豪斯菲尔德豪斯菲尔德研制成功世界上第一台CT机。p ICTIndustrial Computed Tomography 即工业计算机断层成像技术，简称工业工业CT(3)工业工业CT发展背景发展背景p大尺寸p高密度p复杂结构件p贵重精密设备 典型代表：火箭发动机、飞机高级涡轮叶片 火箭发动机空心涡轮叶片2.工业工业CT成像原理成像原理p X射线与物质的相互作用n 光电效应n 康普顿效应n 电子对效应p X射线衰减定律n 比尔定律0 xII e 均匀物体对单能X射线的衰减多种均质材料的衰减多种均质材料的衰减1 12 21 12 200 =IN NN NllllllII eeee

3、根据射线衰减基本规律及指数函数性质可得根据射线衰减基本规律及指数函数性质可得推广推广：l dleII)(0(一般非均匀性材料一般非均匀性材料)CT重建思想重建思想l dleII)(0l dlIIp)(ln0射线投影射线投影CT：根据一系列投影：根据一系列投影p，反求被积函数，反求被积函数(1)CT扫描方式：p平行束扫描p扇形束扫描p锥形束扫描p螺旋束扫描锥形束扫描扇形束扫描平行束扫描3.工业工业CT重建算法重建算法螺旋束扫描1234(2)重建算法重建算法p二维平行束投影重建p扇形束投影重建p锥束重建p螺旋束重建p迭代重建有兴趣的同学可以参考:(1)张朝宗 工业CT技术和原理(2)庄天戈 CT原

4、理与算法(3)变换法变换法-傅立叶切片定理傅立叶切片定理(cos,sin)(,)FP 傅立叶切片定理图解(4)方程法方程法4.工业工业CT系统组成系统组成工业CT系统组成示意图技术指标：p空间分辨率p密度分辨率p扫描重建时间射线源系统探测器系统数据采集系统扫描机械系统计算机系统辅助系统低能高精度低能高精度X射线工业射线工业CT系统系统5.工业工业CT应用应用(1)叶片内部检测(2)反求设计与制造反求设计与制造-叶片重构叶片重构实物三维重构结果表面轮廓提取CAD实体模型实物(3)装配结构分析装配结构分析电容器显微CT图像故障叶片截面壁厚偏差分析(4)缺陷检测与可视化缺陷检测与可视化陶瓷CT图像叶片CT图像缺陷汽车铸件内部3维气孔分布(5)密度分布表征密度分布表征导弹战斗部装药CT图像装药不均匀6.工业工业CT的特点的特点p被检物体的全三维成像，直观准确地再现物体内部的三维立体结构。p任何方向上的非破坏切片和断面成像p三维测量(逆向工程)p取代传统的破坏性切片检测和分析p扩大了传统的二维X射线检测能力p不足：成本高、效率低作业作业思考题：1.比较工业CT与医用CT的不同点。2.分析影响CT图像质量的主要因素？