工业CT测量精度提高途径

前面我们简单总结了影响工业CT性能的主要因素。在本节中我们将针对这些因素，从系统硬件和软件处理两方面给出相应的改进措施来提高工业CT测量精度。

3.1改进工业CT系统硬件性能

硬件性能的提高主要取决于设备制造商对系统的持续改进。对于设备操作者来说，实验过程中需要对工业CT系统配备的射线源和探测器的指标参数进行关注，像探测器的探元尺寸、信噪比、动态范围:射线源的焦点尺寸、最大电压、最大电流及功率等:转台系统的运动精度及运动方式(步进或连续)等。其他诸如系统是否选用花岗岩基座、空气轴承、伺服电机作为系统部件，也是为确保工业CT系统拥有高运动精度及稳定性而采取的硬件改进措施。

3.2提高工业CT软件及数据后处理能力

工业CT数据后处理指重建后的三维体数据经过软件处理，由灰度图像数据转化为点云数据，在这一过程之中，主要的误差来源是1、边界阙值的选择；2、校准标尺的确定。

工业CT重建之后获得物体三维体模型，在对这一数据进行后续测量之前，首先需要选择适当的阙值来分割材料与空气或不同材料之间的边界，也就是所谓的阙值分割。传统的阙值分割算法使用IS050%方法确定材料边缘，即在图像灰度直方图上选择空气与材料峰值之间中间位置作为物质边缘，但这种方法易受图像质量影响而误差较大。因此通过改进边缘检测算法，使用基于实际表面的边缘检测算法，通过搜索图像法向方向像素变化，被证明确实可以提高边缘检测的精度。

前面我们介绍过对重建过程不利影响的两个主要因素:射线硬化和散射辐射:减弱射线硬化影响可以通过在数据采集时放置前置滤波板来调节，也可以通过后续硬化校正算法来改善。采用多项式拟合方法来校正硬化伪影，校正后硬化伪影得到有效控制。

3.3优化工业CT扫描参数选择

工业工业CT扫描时，参数的选择和设定直接影响到X射线的成像质量和检测结果。在实际X射线检测过程中，从实验准备到获得实验结果一般需要较长的时间，当研究某一参数对成像质量的影响时，往往需要反复调整参数，整个调整过程耗时、耗力。特别是在对结构复杂、笨重的产品检测时尤为突出。同时操作者往往凭借自身经验选择实验参数组合，获得的实验结果往往是主观的和非最优的。可以通过X射线仿真工具模拟参数变化对工业CT成像的影响，模拟真实检测过程，调整参数设置以获得最佳的检测效果，从而得到优化的检测方案，大大缩短检测周期。

通过X射线仿真工具模拟真实检测过程，通过读取被检样品CAD文件获取工件的三维结构信息，在不需要真实工件的情况下，仿真模拟X射线检测工件过程，获得工件的X射线仿真图像。

通过仿真程序可以快速获得不同参数条件下可检测的最小缺陷尺寸。改变扫描电压、电流组合，工件内部暗色缺陷从无到有，可以清晰直观的对投影图像的缺陷检出能力进行判断，进而优化采集参数设置。

3.4通过使用标准模体降低测量系统误差

通过使用特定结构及材质的标准模体，一方面可以用来研究工业工业CT测量特性:也可以通过对已知尺寸模体的测量将工业CT图像测量结果(像素)转换为国际标准计量单位(m)，建立工业工业CT量值源流程也可以作为公认模体实现不同设备之间测量精度的比较，或CT系统与传统CMM设备测量精度的比较，建立工业测试不确定度，推动工业CT测量的标准化进程。

3.5通过与传统测量方法的配合使用提高工业CT测量精度

传统工业测量方法像接触式三坐标测量仪只能够测量复杂曲面上有限的点，不能完整反映出曲面的形状，虽然其单点测量精度较高但用有限的点去描述复杂曲面反而导致整体精度降低。而工业工业CT等光学测量法恰恰相反，非常适合于需要大规模测量点的自由曲面和复杂曲面的数字化。

通过使用精度更高的光学扫描仪对样品进行外部尺寸测量，利用传统CMM设备测量外部尺寸精度更高的优势。来校正工业CT测量结果。这一方法结合了工业CT无损测量物体内部结构与传统手段测量外部精度更高的优势，在实际应用中确实提高了工业CT测量精度。

通过在工业CT系统上集成了其他测量装置(像光学)，使得在一台工业CT设备上可以同时完成工业CT测量和光学测最，将工业CT真正变为一种专用的非接触工业测量设备这一系统优势。通过融合光学测量和工业CT测量数据可以增强系统测量精度2可以方便将工业CT扫描与传统光学扫描数据直接比较进行测量误差分析。