工业CT技术的综述.docx
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2022-07-04
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工业 CT 技术的综述
引言
随着制造业的迅速发展，对产品质量检验的要求越来越高，需要对越来越多
的饿、关键、复杂部件甚至产品内部缺陷进行严格探伤和内部结构尺寸精确测量。
传统的检测方法如超声波检测、射线照相检测等测量方法已不能满足要求。于是，
许多先进的无损检测技术被开发应用于检测领域。ICT（Industrial Computed
Tomography—简称工业 CT）技术便是其中的一种。
工业 CT（ICT）就是计算机层析照相或称计算机断层扫描成象。虽然层析成
象有关理论的有关数学理论早在 1971 年由 J.Radon 提出，但只是在计算机出现
后并与放射学科结合后才成为一门新的成象技术。在工业方面特别是无损检测
（NDT）与无损评价（NDE）领域更加显示出其独特之处。因此，国际无损检测界
把工业 CT 称为最佳为检测手段。进入 80 年代以来，国际上主要工业化国家已经
把射线的 ICT 用于航空、航天、军事、冶金、机械、石油、电力、地质、考古等
部门的 NDT 和 NDE，检测对象有导弹、火箭发动机、军用密封组件、核废料、石
油岩心、计算机芯片、精密铸件与锻件、汽车轮胎、陶瓷及高、复合材料、海关
毒品、考古化石等。我国 90 年代也已逐步把 ICT 技术用于工业无损检测领域。
下面将从 CT 工作原理、CT 图像特点、CT 机的主要技术指标、描述 CT 图像
质量参数、应用领域、发展趋势做一介绍。
一、CT 工作原理
电子计算机体层摄影（Computed tomography，简称 CT）是近十年来发展迅
速的电子计算机和 X 线相结合的一项新颖的诊断新技术。其原理是基于从多个投
影数据应用计算机重建图像的一种方法，现代断层成像过程中仅仅采集通过特定
剖面（被检测对象的薄层，或称为切片）的投影数据，用来重建该剖面的图像，
因此也就从根本上消除了传统断层成像的“焦平面”以外其他结构对感兴趣剖
面的干扰，“焦平面”内结构的对比度得到了明显的增强；同时断层图像中图像
强度（灰度）数值能真正与被检对象材料的辐射密度产生对应的关系，发现被检
对象内部辐射密度的微小变化。工业 CT 机一般由射线源、机械扫描系统、探测
器系统、计算机系统和屏蔽设施等部分组成。其结构工作原理如图 1 所示。
射线源提供 CT 扫描成象的能量线束用以穿透试件，根据射线在试件内的衰
减情况实现以各点的衰减系数表征的 CT 图象重建。与射线源紧密相关的前直准
器用以将射线源发出的锥形射线束处理成扇形射束。后直准器用以屏蔽散射信
号，改进接受数据质量。
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