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工业CT概述学号：姓名：2012年12月现代无损检测技术摘要I摘要本文概述了工业CT技术的历史、原理、系统组成等相关内容，重点介绍了该技术在无损检测领域中的重要应用，并展望了其未来的发展。关键词：工业CT，发展历史，原理及应用现代无损检测技术AbstractIIAbstractThispaperreviewsthehistory,theory,systemscomposition,etc.ofIndustrialComputedTomographywithanemphasisonitsapplicationinthefieldofNondestructiveTestingandlooksforwardtoitsfuturedevelopment.Keywords:Industrialcomputedtomography,developmenthistory,theoryandapplication目录摘要....................................................................................................................................................................IAbstract...........................................................................................................................................................II第1章引言.....................................................................................................................................................1第2章工业CT发展历史...............................................................................................................................22.1CT的发展历程.................................................................................................................................22.2工业CT的发展................................................................................................................................4第3章工业CT的原理及组成.......................................................................................................................63.1物理原理及数学基础.......................................................................................................................63.2工作原理...........................................................................................................................................63.3工业CT机系统组成........................................................................................................................63.3.1射线源系统...........................................................................................................................73.3.2探测器及数据采集系统.......................................................................................................73.3.3机械扫描运动系统及控制系统...........................................................................................73.3.4计算机系统...........................................................................................................................7第4章工业CT的评价参数...........................................................................................................................8第5章工业CT的应用...................................................................................................................................95.1工业CT应用中的主要特点及优势.................................................................................................95.2工业CT在无损检测中的应用........................................................................................................95.2.1缺陷检测...............................................................................................................................95.2.2尺寸测量及装配结构分析.................................................................................................105.2.3密度分布表征.....................................................................................................................10第6章结论与展望.......................................................................................................................................11参考文献........................................................................................................................................................12现代无损检测技术第1章引言1第1章引言计算机断层扫描技术CT（ComputedTomography）是一种在不破坏物体结构的前提下，根据物体周边所获取的某种物理量（如波速、X线光强、电子束强等）的投影数据，运用一定的数学方法，通过计算机处理，重建物体特定层面上的二维图像以及依据一系列上述二维图像构成三维图像的技术[1]。工业CT(ICT)是在医用CT基础上发展起来的，目前该技术发展迅速，已经在工业设备和产品的无损检测中得到了广泛应用，并被国际无损检测界称为最佳的无损检测手段[2]。本文将从工业CT的发展历史、原理、系统组成、应用等方面对其进行介绍。现代无损检测技术第2章工业CT发展历史2第2章工业CT发展历史2.1CT的发展历程早在1917年，奥地利数学家J.Radon就提出了利用物体不同方向上的投影重建图像的Radon变换，为CT技术提供了理论基础。但直到上世纪70年代，随着科学技术，特别是物理学和计算机科学的迅速发展，该理论才得以实现[3]。1963年，美国物理学家A.M.Cormak第一个提出X射线计算机断层扫描成像理论。1972年，英国EMI公司电子工程师G.Hounsfild博士与神经放射学家Ambrose合作，研制成功第一台真正实用于医学临床的颅脑X射线计算机断层扫描成像设备，即所谓医学CT。随后CT技术迅猛发展并率先在医学领域首先得到了广泛的应用。至目前，CT技术的发展按扫描方式划分已经经历了五个阶段：（1）第一代CT（平移+旋转扫描方式）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（I），被检物则按M个分度作旋转运动。第一代CT机结构简单、成本低、图象清晰，但检测速度慢、效率低，在工业CT中很少采用。其扫描原理如图2.1。图2.1第一代CT扫描原理图现代无损检测技术第2章工业CT发展历史3（2）第二代CT（平移+旋转扫描方式）第二代CT是在第一代工业CT的基础上发展的，它增加了探测器的数目，提高了图像质量和检测速度，但是仍然没能改善第一代CT扫描过程对机械运动的精度要求苛刻的缺点。其扫描原理如图2.2。图2.2第二代CT扫描原理图（3）第三代CT（旋转扫描方式）第三代CT又称广角扇束CT，探测单元增加到300~4000个，能够覆盖整个扇形扫描趋于。扫描时，试件仅做连续旋转运动即可，大大缩短了扫描时间。其扫描原理如图2.3。图2.3第三代CT扫描原理图现代无损检测技术第2章工业CT发展历史4（4）第四代CT（锥束扫描方式）第四代CT使用面阵探测器代替线阵探测器，使用锥束扫描代替扇束扫描，进一步提高了扫描速度。其扫描原理如图2.4。图2.4第四代CT扫描原理图（5）第五代CT（螺旋CT）第五代CT的扫描方式就是射线源与探测器同步旋转，被检对象沿轴向平移运动，该种方式速度快、精度高，应用于医学领域中可以大大减少病人承受的辐射剂量。其扫描原理如图2.5。对于医用CT来说，这五种扫描方式中晚出现的要比前面的几代更先进具有更高的检测效率及更好的实用性，然而对于工业CT来说则不存在这种该概念[3]。目前常用于工业CT的是第二代及第三代扫描方式。2.2工业CT的发展工业CT的研究大致始于70年代中后期，最初的研究工作是在医用CT上进行的，检测的对象为石油岩芯、碳复合材料及轻金属结构等低密度试件。从70年代末到80年代初，美军针对飞机高级涡轮叶片及火箭发动机的检测提出并实现代无损检测技术第2章