X射线探伤机工业CT测量精度影响因素分析

影响工业CT实时成像设备测量精度因素众多，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。

2.1工业X射线探伤机的射线源

与射线源相关的影响因素一方面来自于X射线无损检测设备本身，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”。

2.2x射线实时成像系统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。

目前工业工业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。