如何进行工业CT检测

工业CT是一种高级的无损检测技术，可以被广泛应用。目前已有数百种不同的工业CT系统，它们之间的硬件和工艺参数都有很大的不同。通用工业CT标准指导了主要工艺参数的取值，但很少给出定量取值方法，使得操作不太方便。

为了解决这个问题，泰琛测试会根据检测需求，基于采样理论来定量确定工业CT检测中的常用工艺参数，制定了一整套工业CT检测流程规范。在工业CT检测中，CT图像的质量、检测时间和系统成本都与工艺参数有关，因此必须以检测需求为基础来确定其他相关的工艺参数。在进行检测之前，泰琛测试实验室在进行测试之前会充分了解以下信息：检测设备信息、试样信息和检测目的。例如，对于缺陷检测，需要确定需要检出的最小缺陷尺寸。

1、转台位置：转台位置是指工业CT系统中转台的位置。对于那些可以沿着射线平行方向移动的系统，源到探测器距离不变，而源到转台中心距离可以改变。转台位置的不同会影响有效射束的宽度。最佳的放大倍数是在转台位置处获得的，它可以用一个公式来计算。如果转台位置接近探测器，那么它主要受限于转台的尺寸。如果转台位置靠近射线源，那么分辨率会更高，但主要受限于转台、试样和面板的尺寸。

需要注意的是，微焦射线源的焦点尺寸通常随着能量的增加而增大。因此，随着射线源能量的增加，最佳放大倍数会减小。

2、重建矩阵和重建范围，这项内容是指在工业CT检测中将多个投影图像组合在一起形成三维图像的过程。重建范围受试样外形尺寸的影响，可以通过一个公式来确定，这个公式是试样外形最大尺寸的1.5倍。在进行检测时，应确保试样摆放在转台中心，以便完整地包含在CT图像中。

重建矩阵是用来描述重建范围的，它的大小决定了CT图像的精度和细节程度。如果重建矩阵越大，那么试样空间的细节描述就越精细，可以获得更高的空间分辨率。像元尺寸则是用来衡量像素的大小，通常需要根据检测要求来计算像元尺寸，以保证检测到的缺陷能够显示出来。显示器的分辨率也会影响CT图像的质量，如果像素尺寸小于显示器的物理分辨率，图像可能会出现噪声和丢失细节的情况。因此，需要根据系统的空间分辨率和检测要求来确定适当地重建矩阵大小，以获得最佳的CT图像质量。

3、焦点尺寸：这一个很关键的指标，对于选择X射线源的焦点尺寸，小焦点可以提供更高的图像清晰度，但由于散热问题，功率较小，射线强度也较弱，需要更长的时间来采集数据。微焦点为了使射线穿透力更强，需要使用更高的扫描电压，但焦点也会变大。因此，在保证射线穿透力和强度的前提下，应尽可能使用小焦点。

4、扫描电压和扫描电流：扫描电压决定射线的能量。当穿透试样的射线强度占入射射线强度的10％20％时，信噪比最好。太低的射线强度会增加噪声，信噪比会降低。太高的射线强度会降低信号对比度和信噪比。一般而言，穿透23个半值层时，信噪比最佳。扫描电流确定射线强度。在探测器线性阶段，射线强度越高，信噪比越好。因此，应尽可能使用大电流，但不能使探测器饱和。

5、采样幅数：对于第三代扫描模式，采样幅数n表示圆周方向的采样频率，而探测器通道间隔表示试样空间上的径向采样频率。按照采样定理，n应满足一定的条件，以避免因采样不足造成噪声增加的问题。但由于探测器硬件成本的限制，许多CT系统通过增加扫描次数来增加径向采样频率，提高图像清晰度。这种方法是用增加检测时间来换取检测精度的。

6、切片厚度：切片厚度就是影响扫描图像中物体在z轴方向分辨率的因素。切片越薄，对于薄型缺陷的检测更加敏感，但可能会增加图像噪声。从缺陷定量的角度看，切片厚度应该满足一个公式。

7、积分时间，积分时间的设置和射线强度、扫描时间有关。设置合适的积分时间可以提高扫描图像的信噪比，但要确保探测器的采样信号不会过度饱和。需要综合考虑探测器响应参数和射线强度等因素来确定积分时间的设置。

一般来说CT图像的好坏通常可以用三个指标来评价：空间分辨率、对比度灵敏度和伪影。泰琛测试实验室也会非常关注空间分辨率的评价，特别是针对用小孔模拟缺陷的讨论。

实际上，能否检测出缺陷，特别是小缺陷，还很大程度上取决于系统的对比度灵敏度。泰琛测试工业CT实验室经常通过增加采样次数、微动次数、切片厚度、扫描电流等手段，降低噪声、提高对比度灵敏度，从而更容易检测到小缺陷，为客户提供满意的测试效果。