工业CT检测系统是新技术的应用,它能在对检测物体无损伤条件下,以二维断层图像或三维立体图像的形式,清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况,被誉为当今最佳无损检测和无损评估技术。工业CT技术涉及了核物理学、微电子学、光电子技术、仪器仪表、精密机械与控制、计算机图像处理与模式识别等多学科领域,是一个技术密集型的高科技产品,具有空间分辨率高、无损检测、速度快等特点,因而它广泛应用在汽车、材料、铁路、航天、航空、军工、国防等产业领域,用处广泛。因此,工业CT检测系统在国民经济中占有重要的地位。
千讯咨询发布的中国工业CT检测系统市场前景调查分析报告显示,从近年来我国工业CT检测系统市场的增长,行业的竞争状态等来看,我国工业CT检测系统行业正处于成长期阶段,未来的市场仍将保持增长,且未来的市场集中度也将不断增加。
从本质上讲,工业CT是一种射线检测技术,与常规射线检测技术相比,主要优点有:
(1)工业CT图像目标不受周围细节特征的遮挡,可直接获得目标特征的空间位置、形状及尺寸信息。
(2)工业CT具有突出的密度分辨能力,高质量的CT图像密度分辨力可达0.1%甚至更高。
(3)工业CT图像是数字化的结果,图像便于存储、传输、分析和处理。
工业CT部件的发展现状:
1、辐射源
射线源常用X射线机和直线加速器。X射线机的峰值能量范围从数十到450keV,且射线能量
和强度都是可调的;直线加速器的射线能量一般不可调,常用的峰值射线能量范围在1~16MeV。其共同优点是切断电源以后就不再产生射线,焦点尺寸可做到微米量级。
2、探测器
目前常用的探测器主要有高分辨CMOS半导体芯片、平板探测器和闪烁探测器三种类型。半导体芯片具有最小的像素尺寸和最大的探测单元数,像素尺寸可小到10μm左右。平板探测器通常用表面覆盖数百微米的闪烁晶体(如CsI)的非晶态硅或非晶态硒做成,像素尺寸约127μm,其图像质量接近于胶片照相。闪烁探测器的优点是探测效率高,尤其在高能条件下,它可以达到16~20bit的动态范围,且读出速度在微秒量级。其主要缺点是像素尺寸较大,其相邻间隔(节距)一般≥0.1mm。
3、样品扫描系统
样品扫描系统从本质上说是一个位置数据采集系统。工业CT常用的扫描方式是平移-旋转(TR)方式和只旋转(RO)方式两种。RO扫描方式射线利用效率较高,成像速度较快。但TR扫描方式的伪像水平远低于RO扫描方式,且可以根据样品大小方便地改变扫描参数(采样数据密度和扫描范围)。特别是检测大尺寸样品时其优越性更加明显,源-探测器距离可以较小,以提高信号幅度等。
4、重建算法
计算机软件无疑是CT的核心技术,当数据采集完成以后,CT图像的质量已经基本确定,计算机软件的好坏就直接影响到图像的重建质量。CT图像重建通常采用卷积反投影法,其优点是图像质量高,易于用硬件设计为专用图像处理机,缺点是只能形成某一断面上的二维灰度信息,不能得到被检测物的整体描述。
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