工业CT大揭秘之一——工业CT原理及发展

工业CT是随着计算机产业发展而兴起的一门高新技术，最近二十年发展尤其迅速。目前市场上主流的工业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。

射线源提供工业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。后准直器用以屏蔽散射信号，改进接受数据质量。

机械扫描系统实现CT扫描时试件的旋转或平移，以及射线源——试件——探测器空间位置的调整，它包括机械实现系统及电器控制系统。

探测器系统用来测量穿过试件的射线信号，经放大和模数转换后送入计算机进行图象重建。工业CT机一般使用数百到上千个探测器，排列成线状或者面状。探测器数量越多，每次采样的点数也就越多，有利于缩短扫描时间、提高图象分辨率。

计算机系统用于扫描过程控制、参数调整，完成图象重建、显示及处理等。

屏蔽设施用于射线安全防护，一般小型设备自带屏蔽设施，大型设备则需在现场安装屏蔽设施。

第一代CT，使用单源（一条射线）单探测器系统，系统相对于被检物作平行步进式移动扫描以获得N个投影值，被检物则按M个分度作旋转运动。这种扫描方式被检物仅需转动180度即可。第一代CT机结构简单、成本低、图象清晰，但检测效率低，在工业CT中则很少采用。

第二代CT，是在第一代CT基础上发展起来的。使用单源小角度扇形射线束多探头。射线扇形束角小、探测器数目少，因此扇束不能全包容被检物断层，其扫描运动除被检物需作M个分度旋转外，射线扇束与探测器阵列架一道相对于被检物还需作平移运动，直至全部覆盖被检物，求得所需的成象数据为止。

第三代CT，它是单射线源，具有大扇角、宽扇束、全包容被检断面的扫描方式。对应宽扇束有N个探测器，保证一次分度取得N个投影计数和I值，被检物仅作M个分度旋转运动。因此，第三代CT运动单一、好控制、效率高，理论上被检物只需旋转一周即可检测一个断面。

第四代CT，也是一种大扇角全包容，只有旋转运动的扫描方式，但它有相当多的探测器形成固定圆环，仅由辐射源转动实现扫描。其特点是扫描速度快、成本高。

第五代CT，是一种多源多探测器，用于实时检测与生产控制系统，图中是一种钢管生产在线检测与控制壁厚的CT系统。源与探测器按120度分布，工件与源到探测器间不作相对转动，仅有管子沿轴向的快速分层运动。

上述五种CT扫描方式，在ICT机中用得最普遍的是第二代与第三代扫描，其中尤以第三代扫描方式用得最多。这是因为它运动单一，易于控制，适合于被检物回转直径不太大的中小型产品的检测，且具有成本低，检测效率高等优点。

以上就是工业CT的构成和发展历程，对于工业CT还有很多需要注意的性能和应用，我们会在下几篇文章着重介绍——工业CT的性能指标&工业CT的应用。