CT技術(shù)一先應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，形成了醫(yī)學(xué)CT(MCT)技術(shù)，其重要作用被評(píng)價(jià)為是醫(yī)學(xué)診斷上的革命。1983年，美國研究出一臺(tái)工業(yè)CT系統(tǒng)，用于火箭固體發(fā)動(dòng)機(jī)的無損檢測，引發(fā)了工業(yè)無損檢測技術(shù)的又一次革命。工業(yè)CT(ICT)就是計(jì)算機(jī)層析照相或計(jì)算機(jī)斷層掃描成像。雖然層析成像理論的有關(guān)數(shù)學(xué)理論在1971年就提出來但只是在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后并與放射學(xué)科結(jié)合后才成為一門新的成像技術(shù)。
CT成像是利用射線從多個(gè)放向透射工件某斷層，通過探測器檢測由工件衰減后的射線信息，由計(jì)算機(jī)對采集數(shù)據(jù)，以二維圖像形式展現(xiàn)所檢測斷層的密度分布。這和以二維透視圖像形式展現(xiàn)所檢測方向重疊密度分布的DR成像有所不同，工業(yè)CT具有影像不重疊的優(yōu)點(diǎn)，具有更高的分辨能力，可實(shí)現(xiàn)定量化分析，能在不破壞物體的前提下，清晰、準(zhǔn)確、直觀展示工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成及缺陷狀況，是當(dāng)今世界公認(rèn)的較佳無損檢測和無損評(píng)價(jià)技術(shù)之一。進(jìn)入80年代以來，國際上主要工業(yè)化已經(jīng)把射線的ICT用于航空、航天、軍事、冶金、機(jī)械、石油、電力、地質(zhì)、考古等部門的NDT和NDE，檢測對象有導(dǎo)彈、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、軍用密封組件、核廢料、石油巖心、計(jì)算機(jī)芯片、精密鑄件與鍛件、汽車輪胎、陶瓷及高、復(fù)合材料、海關(guān)毒品、考古化石等。
工業(yè)CT工作原理
電子計(jì)算機(jī)體層攝影(Computed tomography，簡稱CT)是近十年來發(fā)展迅速的電子計(jì)算機(jī)和X射線相結(jié)合的一項(xiàng)診斷新技術(shù)。其原理是基于多個(gè)投影數(shù)據(jù)應(yīng)用計(jì)算機(jī)重建圖像的一種方法，現(xiàn)代斷層成像過程中僅僅采集通過特定剖面的投影數(shù)據(jù)，用來重建該剖面的圖像，因此也就從根本上消除了傳統(tǒng)斷層成像的“焦平面”以外其他結(jié)構(gòu)對感興趣的剖面的干擾，“焦平面”內(nèi)結(jié)構(gòu)的對比度得到了明顯的增強(qiáng);同時(shí)斷層圖像中圖像強(qiáng)度(灰度)數(shù)值能真正與被檢對象材料的輻射密度產(chǎn)生對應(yīng)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)被檢對象內(nèi)部輻射密度的微小變化。工業(yè)CT機(jī)一般由射線源、機(jī)械掃描系統(tǒng)、探測器系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和屏蔽設(shè)施等部分組成。射線源提供CT掃描成像的能量線束用以穿透試件，根據(jù)射線在試件內(nèi)的衰減情況實(shí)現(xiàn)儀各點(diǎn)的衰減系數(shù)表征的CT圖像重建。與射線源緊密相關(guān)的前直準(zhǔn)器用以將射線源發(fā)出的錐形射線束處理成扇形射束。后直準(zhǔn)器用以屏蔽散射信號(hào)，改進(jìn)接受數(shù)據(jù)質(zhì)量。
機(jī)械掃描系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)CT掃描時(shí)試件的旋轉(zhuǎn)或平移，以及射線源——試件——探測器空間位置的調(diào)整，包括機(jī)械實(shí)現(xiàn)部分及電器控制系統(tǒng)。探測器系統(tǒng)用來測量穿過試件的射線信號(hào)，經(jīng)放大和數(shù)模轉(zhuǎn)換后送進(jìn)計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。ICT機(jī)一般使用數(shù)百個(gè)探測器，排列成線裝。探測器數(shù)量越多，每次采樣的點(diǎn)數(shù)也越多，有利于縮短掃描時(shí)間、提高圖像分辨率。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于掃描過程控制、參數(shù)調(diào)整，圖像重建、顯示及處理等。屏蔽設(shè)施用于射線安全防護(hù)，一般小型設(shè)備自帶屏蔽設(shè)施，大型設(shè)備則需在現(xiàn)場安裝屏蔽設(shè)施。
源系統(tǒng) 伽瑪射線源：常用60Co、137Cs。能量特定伽瑪射線源但強(qiáng)度小，掃時(shí)間長。x光機(jī)射線源光機(jī)射線源：包含X光管、高壓電源、射線源高壓控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)。檢測時(shí)間短、圖像質(zhì)量高。直線加速器：包含加速管、高壓控制系統(tǒng)、直線加速器冷卻系統(tǒng)等。適用于高密度、大工件的檢測。
探測器系統(tǒng)閃爍體光電倍增管探測器：輸出信號(hào)大，閃爍體光電倍增管探測器適用于y射線源。閃爍體光電二級(jí)管探測器：探測器組合密閃爍體光電二級(jí)管探測器度高、幾何效率高，目前較為常用。氣體電離探測器：探測器之間一致性好，氣體電離探測器適用于三代掃描，但效率較低。
數(shù)據(jù)采傳系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采傳系統(tǒng)是探測器和計(jì)算機(jī)之間的電路接口。這部分電路十分復(fù)雜，構(gòu)成了工業(yè)CT電子設(shè)備的主體。其中關(guān)鍵技術(shù)之一是A/D轉(zhuǎn)換。
機(jī)械掃描、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械掃描系統(tǒng)包括：機(jī)械驅(qū)動(dòng)軸、試件轉(zhuǎn)臺(tái)、各種支架、底座、移動(dòng)控制系統(tǒng)(電機(jī)、編碼器、伺服放大器、移位控制板等)。
圖像重建、分析系統(tǒng) 該部分硬件由系統(tǒng)主板、專用控制板、陣列處理器、顯示器、拷貝機(jī)等組成。軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件應(yīng)當(dāng)完成三個(gè)功能：設(shè)置和校CT重建參數(shù)、控制掃描過程及實(shí)現(xiàn)CT數(shù)據(jù)同步采集、完成圖像重建。
工業(yè)CT的應(yīng)用領(lǐng)域
航空航天等工業(yè)精密零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測量及其缺陷的檢測;
兵器工業(yè)中對彈藥填充密度的檢測和武器關(guān)鍵部件的質(zhì)量檢查;
汽車工業(yè)中對關(guān)鍵零件的無損檢測;
鋼鐵工業(yè)中產(chǎn)品的在線監(jiān)控和質(zhì)量檢測;
油鉆探中對巖芯的評(píng)估，鉆桿和管道的探傷;
地質(zhì)、考古中對樣品的評(píng)估;
海關(guān)對違禁、走私物品的檢查等。
關(guān)鍵詞:蔡司工業(yè)CT,工業(yè)CT,計(jì)算機(jī)斷層掃描
