1.范围
本标准给出了用户检测需求与工业计算机层析成像(CT)系统参数及性能指标之间的对应关系。本标准提供了一系列的指导准则,用于指导用户将检测需求转换为对CT系统指标及组成部件的要求。本标准建议用户与潜在的供应商讨论或向专家咨询以获得更多信息。
本标准适用于工业CT系统选型和扫描检测服务选择,也可用于指导CT系统用户提出检测需求。
2.规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 12604.2 无损检测 术语 射线照相检测
GB/T 29034 无损检测 工业计算机层析成像(CT)指南
3.术语和定义
GB/T 12604.2界定的术语和定义适用于本文件。
4.工业CT技术
工业CT成像原理见GB/T 29034。
通常,根据功能模块划分,工业CT系统通常包括射线源系统、探测系统、数据采集系统、机械系统、控制系统、图像处理系统、辐射安全防护系统等子系统组成。由于工业CT系统各组成子系统可选择范围大,大多CT系统配置不一样,有必要了解某个系统部件的特性,以及子系统性能的影响。
5.总则
5.1 概述
由于工业CT系统可检测的对象种类多,检测要求也各不相同,因此工业CT的针对性较强。在选择工业CT系统之前,用户首先应对检测对象和检测需求做好详细地分析。然后,根据需求选择工业CT系统的主要功能与性能指标。最后,在满足需求的情况下,选择性价比最高的系统。
图1给出了工业CT选型通用流程图。
表1给出了各种检测需求与CT系统的组成部件和子系统的关系。
5.2 需求分析
5.2.1 检测对象特征
用户选择工业CT系统之前应分析检测对象的特征,如几何尺寸、质量、材料、缺陷状况等。检测对象的特征决定了工业CT系统中机械子系统、射线源子系统和探测器子系统等的参数。例如,检测对象的最大质量和最大直径决定了工业CT系统检测对象的参数范围。检测一个大而重的物体与检测一个小而轻的物体,机械系统的差异很大。检测对象的种类和数量的多少也可能导致系统差异较大。同样,检测对象缺陷状况不同或检测要求不同也可能导致系统差异较大。
5.2.2 装夹需求
夹具是工业CT系统用于安装、固定和卸除检测对象的可选附件。夹具可保证设备安全和有利于提高检测效率。用户应根据检测对象的特征选择是否需要夹具,同时根据检测效率的要求选择采用手动夹具还是自动夹具。用户应明白,增加夹具会增加设备成本和系统的复杂度,自动夹具比手动夹具成本和复杂度高。
5.2.3 CT扫描服务需求
选择工业CT系统扫描服务之前,应确定所采用的工业CT系统可检测对象的尺寸大小及质量,射线源的能量,探测能力和检测效率是否能满足检测要求。
6.性能指标选择
6.1 射线穿透厚度选择
6.1.1 射线穿透厚度
检测对象的射线穿透厚度要求决定了射线源的最小等效能量和强度。射线穿透厚度与检测对象的材料、密度和形态(外形和特征、几何结构)相关。CT系统的射线应在穿透扫描平面内最长吸收路径后还保持一定的强度,所要求强度由统计意义上光子数量和射线等效能量共同决定。透射后最小射线信号值至少应大于CT系统的暗场数据的标准差。射线穿透厚度通常采用等效钢厚度来衡量。
6.1.2 射线能量的选择
根据检测对象特点及检测要求选择射线能量,参考以下几个原则:
——所选射线能量对应8～10个钢的半值层厚度,应大于检测对象检测断层的最大等效钢厚度;
——当检测对象由密度差很小的几种材料组成时,在保证足以穿透的前提下,宜选择能量低的射线源,可获得较高的密度分辨力;
——当检测对象尺寸较大、密度较大或由密度相差很大的材料组成时,宜选择能量高、强度较大的射线源,可提高信噪比和检测效率。
6.2 扫描方式选择
6.2.1 扫描方式
扫描方式是CT系统采用特定的运动方式和数据采集方式获取数据的模式。根据工业CT系统的扫描和出现的先后顺序,工业CT系统已发展有一代、二代、三代、四代等不同扫描方式,可根据需求选择不同扫描方式。工业CT系统常用二代和三代扫描方式。
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