泰琛测试技术(上海)有限公司
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  • 2020-04-14

    工业CT与射线检测

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    一、工业CT

     CT检测技术是无损检测技术中的一种,在工业领域,它是射线检测技术体系中的重要组成部分。CT(Computed Tomography)检测技术,即为计算机层析(或断层)成像检测技术,与一般的射线照相(或辐射成像)不同,它能够得到不同材料(塑料,铝,铁,铜,甚至更高密度的材料)的被检测物体或者人体各个层面的图像。

    20世纪70年代,CT检测技术首先成功应用在医疗行业,加速了医疗技术的发展,获得革命性的突破。促使工业CT检测在无损检测行业广泛应用。1895年11月,德国物理学家伦琴发现了一种能够穿过物体而且具有许多特性的射线,取名为“X射线”。1896年法国科学家贝克勒尔发现与X射线性质相似的不可见光线,称为“γ射线”。

    CT扫描方式分为五代。它的发展方向致力于提高空间分辨率和密度分辨率,以达到检测各种类型工业产品缺陷的精度要求。因此,工业CT系统扫描方式仍以第二代和第三代为主,有的甚至采用第一代。

     

    二、工业CT检测系统基本组成

    工业CT检测系统往往需要根据用户实际需求进行相关配置,但其基本组成是一样,一般由射线源、探测器系统、机械扫描系统、计算机系统等组成。

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    三、工业CT的工作原理

    简单的说,就是由射线管产生X射线,射线成锥束形穿过固定在工作台上的物体,物体进行360度旋转扫描,然后探测器将接收穿过物体后的射线信号,经放大和数模转换后,送入计算机进行图像重建。

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    1.X射线的产生

    高压发生器产生稳定的具有足够功率的高频逆变后的直流高压供给CT球管,灯丝在电流加热下发射热电子,电子进入加速管加速,由聚焦线圈聚焦,最后利用高速电子轰击金属靶过程中的轫致辐射,产生X射线。

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    2.物体的装夹

    将物体牢牢固定在工作台的中心位置,如下图所示。

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    3.探测器采集信号

    X射线穿过物体的时候,部分X射线被吸收,X射线被吸收后,穿过物体的X射线强弱发生变化,探测器感应X射线强弱,形成黑白照片。

     

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    4.计算机数据处理

    利用3维断层扫描理论,并利用3维重构软件,计算机将2维平面照片重构为3 维立体信息 ,利用3维分析软件,在计算机进行3维测量,切割,旋转等各种方法,实现分析物体的内部结构和缺陷,并不损坏物体的缺陷。

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    四、工业CT的优势:

    1.  能够准确判定被检测缺陷的空间位置分布、形状、大小,进而精确测量其几何尺寸,是因为CT技术是将物体的二维断面变为而为CT图像,不存在信息叠加;

    2.  CT具有突出的密度分辨能力,高质量的工业CT图像可达到0.1%甚至更高,比常规的射线检测技术高一个数量级;

    3.  采用高性能探测器的工业CT,探测信号的动态范围可达106以上,远高于胶片;

    4.  工业CT图像是数字化的结果,从中可以直接给出CT值、像素尺寸等物理信息,数字化图像便于存储、传输、分析和处理等。

     

     

     

     

     

       射线检测


    作为无损检测五大常规之一的射线检测技术(Radiographic Testing)是目前工业上应用非常广泛的无损检测技术。

     

    一、射线检测的原理

    根据被检工件的成分、密度、厚度的不同,而对射线产生不同的吸收或者散射的特性,将改变物体对射线的衰减,使得不同部位透射射线强度不同,检测器根据强度的不同探测物体是否存在气疏松、夹杂、孔、针孔、裂纹、未焊透、融合不足等缺陷,从而得到被检工件的质量、尺寸、特性的判断。

     

    二、射线检测技术分类

    目前,射线检测技术大致可以分为:射线照相检测技术、射线实时成像检测技术、射线层析检测技术以及其他。如果对以上的三种射线检测技术细分,还可以分为:

    1.射线照相检测技术:

    X射线照相检测、γ射线照相检测、中子射线照相检测、电子射线照相检测、成像板射线照相检测、相纸射线照相检测等等。

    2.射线实时成像检测技术:

      X射线荧光实时成像检测、X射线光导摄像实时成像检测、数字实时成像检测、图像增强实时成像检测。

    3.射线层析检测技术:

      胶片层析射线照相技术、射线层析检测、康普顿散射成像检测。

     

    三、射线检测技术应用

    已广泛应用于军工产品、民用产品、安检、医疗、理化分析和科学研究等多项技术领域,并发挥了巨大作用。

     

    四、射线检测技术的优缺点

    1.优点:

    ①被测结果可以直观显示;

    ②测量结果可以长期保存;

    ③适用于各种材料的检测,金属材料、非金属材料、复合材料均可以检测;

    ④最适合检验体积缺陷,即具有一定空间分布的缺陷,或者具有一定厚度的缺陷。

    2.缺点

    ①检验成本较高;

    ②对裂纹类型缺陷有方向性的限制;

    ③必须考虑安全防护。


    经过对比我们可以看出,工业CT特点比射线检测技术更为突出。

    由于工业CT图像直观,图像灰度与工件材料、几何结构、组分及密度特性相对应,不仅能得到缺陷的形状、位置及尺度等信息,结合密度分析技术,还可以确定缺陷的性质,使长期以来困扰无损检测人员的缺陷空间定位,深度定量及综合定性问题有了更直接的解决途径。所以,在定量分析和精确分析方面工业CT比射线检测高出很多量级。当然,对于管道、油罐的某些巨大的特殊样品,射线检测无损探伤还是比较好的选择。





    泰琛测试专注于为客户提供 工业CT扫描 工业CT检测无损检测3D扫描孔隙率检测X-Ray检测失效分析 等专业技术服务以及认证、培训、咨询及设备代理一站式服务。



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