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影响蔡司工业CT测量精度因素有哪些

来源:发布时间:2023-10-17 15:21:25点击率:

   蔡司工业CT测量精度影响因素分析

  影响蔡司工业CT测量精度因素众多,可以归结为:系统硬件相关(射线源、运动系统、探测器)、软件和数据处理相关(数据重建、阚值分刻、轮魔提取、数据校准)、被测物体(几何结构、材料)、实验环境温度条件以及操作者。

蔡司工业CT

  1.1射线源

  与射线源相关的影响因素一方面来自于设备本身,像靶材、射线能谱、稳定性等,另一方面来自于设备操作者。射线源关键技术指标包括电压、电流及焦点尺寸。

  通常操作者凭借自身经验在一定范围之内选择实验采用的电压、电流条件,这就导致测量结果的主观性以及测量并非在最佳条件下进行。一般来说,电压越高,射线穿透能力越强;电流越高,射线强度越大,电流加倍仅对射线强度产生影响,电压加倍同时影响射线能量与射线强度。

  与射线源相关另一个重要影响因素是射线源焦点尺寸,根据射线源焦点尺寸可将射线源分为纳焦点(S1pm)、微焦点(1~200pm)、常规焦点(2200pm)射线源。焦点尺寸越小,成像图像边缘越锐利,射线源焦点尺寸变大会由于半影效应导致成像图像模糊。相同倍数下,焦点尺寸越小,成像效果越锐利,但是小焦点带来的局部热量集中会导致靶材过热甚至被击穿,这就限制了微焦点射线源能量在较低范围,目前的微焦点X光机的射线能量一般低于225kv。

  射线源、样品、探测器之间的位置关系对工业CT测量精度有重大影响。样品位置越靠近射线源意味着放大倍数越大,相应的在探测器上更多的像素被使用,从理论上会提高空间分辨率。但是与此同时半影效应带来成像图像边缘模糊抵消了这一效果。在锥束工业CT重建对射线源、样品与探测器之间水平偏移极其敏感,水平偏移可以通过“细琴弦方法”加以校正”。

  1.2软件与数据处理相关因素

  对工业CT数据图像处理包括两个主要过程:

  (1)采集投影图像,从二维投影数据重建生成三维体素模型:

  (2)对三维模型经过边缘检测、阈值化分割完成后续测量过程。

  目前蔡司工业CT数据的重建目前多采用经典FDK方法进行,对于图像边缘检测、结构分制多来用基于阙值的方法进行。其中最主要的影响因素来自于射线硬化及射线散射带来的。这些伪影如果不经过适当的校正,会导致测量数据的可靠性降低。

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