一、工業(yè)CT
CT檢測(cè)技術(shù)是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中的一種,在工業(yè)領(lǐng)域,它是射線檢測(cè)技術(shù)體系中的重要組成部分。CT(Computed Tomography)檢測(cè)技術(shù),即為計(jì)算機(jī)層析(或斷層)成像檢測(cè)技術(shù),與一般的射線照相(或輻射成像)不同,它能夠得到不同材料(塑料,鋁,鐵,銅,甚至更高密度的材料)的被檢測(cè)物體或者人體各個(gè)層面的圖像。
20世紀(jì)70年代,CT檢測(cè)技術(shù)首先成功應(yīng)用在醫(yī)療行業(yè),加速了醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,獲得革命性的突破。促使工業(yè)CT檢測(cè)在無(wú)損檢測(cè)行業(yè)廣泛應(yīng)用。1895年11月,德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了一種能夠穿過(guò)物體而且具有許多特性的射線,取名為“X射線”。1896年法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)與X射線性質(zhì)相似的不可見(jiàn)光線,稱為“γ射線”。
CT掃描方式分為五代。它的發(fā)展方向致力于提高空間分辨率和密度分辨率,以達(dá)到檢測(cè)各種類型工業(yè)產(chǎn)品缺陷的精度要求。因此,工業(yè)CT系統(tǒng)掃描方式仍以第二代和第三代為主,有的甚至采用第一代。
二、工業(yè)CT檢測(cè)系統(tǒng)基本組成
工業(yè)CT檢測(cè)系統(tǒng)往往需要根據(jù)用戶實(shí)際需求進(jìn)行相關(guān)配置,但其基本組成是一樣,一般由射線源、探測(cè)器系統(tǒng)、機(jī)械掃描系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等組成。
三、工業(yè)CT的工作原理
簡(jiǎn)單的說(shuō),就是由射線管產(chǎn)生X射線,射線成錐束形穿過(guò)固定在工作臺(tái)上的物體,物體進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)掃描,然后探測(cè)器將接收穿過(guò)物體后的射線信號(hào),經(jīng)放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換后,送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。
1.X射線的產(chǎn)生
高壓發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的具有足夠功率的高頻逆變后的直流高壓供給CT球管,燈絲在電流加熱下發(fā)射熱電子,電子進(jìn)入加速管加速,由聚焦線圈聚焦,最后利用高速電子轟擊金屬靶過(guò)程中的軔致輻射,產(chǎn)生X射線。
2.物體的裝夾
將物體牢牢固定在工作臺(tái)的中心位置,如下圖所示。
3.探測(cè)器采集信號(hào)
X射線穿過(guò)物體的時(shí)候,部分X射線被吸收,X射線被吸收后,穿過(guò)物體的X射線強(qiáng)弱發(fā)生變化,探測(cè)器感應(yīng)X射線強(qiáng)弱,形成黑白照片。
4.計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理
利用3維斷層掃描理論,并利用3維重構(gòu)軟件,計(jì)算機(jī)將2維平面照片重構(gòu)為3 維立體信息 ,利用3維分析軟件,在計(jì)算機(jī)進(jìn)行3維測(cè)量,切割,旋轉(zhuǎn)等各種方法,實(shí)現(xiàn)分析物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷,并不損壞物體的缺陷。
四、工業(yè)CT的優(yōu)勢(shì):
1. 能夠準(zhǔn)確判定被檢測(cè)缺陷的空間位置分布、形狀、大小,進(jìn)而精確測(cè)量其幾何尺寸,是因?yàn)镃T技術(shù)是將物體的二維斷面變?yōu)槎鵀镃T圖像,不存在信息疊加;
2. CT具有突出的密度分辨能力,高質(zhì)量的工業(yè)CT圖像可達(dá)到0.1%甚至更高,比常規(guī)的射線檢測(cè)技術(shù)高一個(gè)數(shù)量級(jí);
3. 采用高性能探測(cè)器的工業(yè)CT,探測(cè)信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)106以上,遠(yuǎn)高于膠片;
4. 工業(yè)CT圖像是數(shù)字化的結(jié)果,從中可以直接給出CT值、像素尺寸等物理信息,數(shù)字化圖像便于存儲(chǔ)、傳輸、分析和處理等。
射線檢測(cè)
作為無(wú)損檢測(cè)五大常規(guī)之一的射線檢測(cè)技術(shù)(Radiographic Testing)是目前工業(yè)上應(yīng)用非常廣泛的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。
一、射線檢測(cè)的原理
根據(jù)被檢工件的成分、密度、厚度的不同,而對(duì)射線產(chǎn)生不同的吸收或者散射的特性,將改變物體對(duì)射線的衰減,使得不同部位透射射線強(qiáng)度不同,檢測(cè)器根據(jù)強(qiáng)度的不同探測(cè)物體是否存在氣疏松、夾雜、孔、針孔、裂紋、未焊透、融合不足等缺陷,從而得到被檢工件的質(zhì)量、尺寸、特性的判斷。
二、射線檢測(cè)技術(shù)分類
目前,射線檢測(cè)技術(shù)大致可以分為:射線照相檢測(cè)技術(shù)、射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)技術(shù)、射線層析檢測(cè)技術(shù)以及其他。如果對(duì)以上的三種射線檢測(cè)技術(shù)細(xì)分,還可以分為:
1.射線照相檢測(cè)技術(shù):
X射線照相檢測(cè)、γ射線照相檢測(cè)、中子射線照相檢測(cè)、電子射線照相檢測(cè)、成像板射線照相檢測(cè)、相紙射線照相檢測(cè)等等。
2.射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)技術(shù):
X射線熒光實(shí)時(shí)成像檢測(cè)、X射線光導(dǎo)攝像實(shí)時(shí)成像檢測(cè)、數(shù)字實(shí)時(shí)成像檢測(cè)、圖像增強(qiáng)實(shí)時(shí)成像檢測(cè)。
3.射線層析檢測(cè)技術(shù):
膠片層析射線照相技術(shù)、射線層析檢測(cè)、康普頓散射成像檢測(cè)。
三、射線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用
已廣泛應(yīng)用于軍工產(chǎn)品、民用產(chǎn)品、安檢、醫(yī)療、理化分析和科學(xué)研究等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域,并發(fā)揮了巨大作用。
四、射線檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)
1.優(yōu)點(diǎn):
①被測(cè)結(jié)果可以直觀顯示;
②測(cè)量結(jié)果可以長(zhǎng)期保存;
③適用于各種材料的檢測(cè),金屬材料、非金屬材料、復(fù)合材料均可以檢測(cè);
④最適合檢驗(yàn)體積缺陷,即具有一定空間分布的缺陷,或者具有一定厚度的缺陷。
2.缺點(diǎn)
①檢驗(yàn)成本較高;
②對(duì)裂紋類型缺陷有方向性的限制;
③必須考慮安全防護(hù)。
經(jīng)過(guò)對(duì)比我們可以看出,工業(yè)CT特點(diǎn)比射線檢測(cè)技術(shù)更為突出。
由于工業(yè)CT圖像直觀,圖像灰度與工件材料、幾何結(jié)構(gòu)、組分及密度特性相對(duì)應(yīng),不僅能得到缺陷的形狀、位置及尺度等信息,結(jié)合密度分析技術(shù),還可以確定缺陷的性質(zhì),使長(zhǎng)期以來(lái)困擾無(wú)損檢測(cè)人員的缺陷空間定位,深度定量及綜合定性問(wèn)題有了更直接的解決途徑。所以,在定量分析和精確分析方面工業(yè)CT比射線檢測(cè)高出很多量級(jí)。當(dāng)然,對(duì)于管道、油罐的某些巨大的特殊樣品,射線檢測(cè)無(wú)損探傷還是比較好的選擇