工業(yè)CT系統(tǒng)的組成和應(yīng)用

工業(yè)CT，即計算機(jī)斷層掃描 (CT) 可生成 3D 圖像，可視化掃描對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括缺陷或其他目標(biāo)區(qū)域的確切空間位置。

工業(yè)CT在質(zhì)量保證和研發(fā)方面的優(yōu)勢

計算機(jī)斷層掃描是最重要、質(zhì)量保證和質(zhì)量控制無損檢測方法之一。CT 檢測系統(tǒng)支持電子、汽車和航空航天等行業(yè)的制造商和科學(xué)家追求最高的產(chǎn)品質(zhì)量和高效生產(chǎn)流程，減少廢品和召回、減少浪費并縮短停機(jī)時間。

工業(yè)CT如何創(chuàng)建3D數(shù)據(jù)?

為生成待測物體的 3D 圖像，工業(yè) CT 掃描系統(tǒng)首先創(chuàng)建一系列不同旋轉(zhuǎn)角度的 2D X 射線圖像，即所謂的投影。捕獲 2D 圖像后，即可通過各種方法（如反向投影算法）開始重建。針對每一行像素，系統(tǒng)都會創(chuàng)建斷層圖像——透過三維物體的虛擬切片。然后通過軟件將這些斷層圖像連接在一起，生成物體的最終 3D 數(shù)據(jù)。

不同的灰色陰影對應(yīng)不同材料密度，因此可對缺陷或不規(guī)則結(jié)構(gòu)進(jìn)行的空間定位。描述圖像大小時，工業(yè) CT 采用體素（體積像素）的概念，相當(dāng)于3D像素。

工業(yè)CT：廣泛的應(yīng)用

孔隙率和夾雜分析

鑄造缺陷、焊接缺陷、孔隙、裂紋、夾雜物或氣泡——在 3D 檢測期間，計算機(jī)斷層掃描能夠可靠顯示不規(guī)則部位及其確切位置和形狀。Analysis提供了多樣的 CT 檢測系統(tǒng)，幾乎涵蓋了所有尺寸的物體——從極其微小的微處理芯片，到完整的飛機(jī)或汽車發(fā)動機(jī)模塊。

結(jié)構(gòu)分析, 如增材制造

從巖芯樣本等地質(zhì)標(biāo)本到道路和橋梁建筑材料，再到增材制造產(chǎn)品，CT 可洞察各種物體的內(nèi)部構(gòu)造。在增材制造 (AM) 過程中，CT 掃描可幫助檢測粉末床熔合過程中可能出現(xiàn)的常見缺陷，例如孔隙、成球、表面過度粗糙度或微觀結(jié)構(gòu)問題。

復(fù)合材料分析

纖維取向（如碳纖維）對產(chǎn)品的性能至關(guān)重要，因而成為復(fù)合材料分析的重要指標(biāo)。通過 CT，操作員可借助軟件為每個空間角度分配特定顏色，可視化零件纖維取向。通過易于區(qū)分的顏色，可突出顯示重大錯位。

計量測試

在計量測試中，3D 掃描廣泛用于比較內(nèi)外部表面（如名義值-實際值比較），可通過 CT 掃描與 CAD 模型進(jìn)行比對或?qū)山M CT 掃描結(jié)果相互比較。工業(yè) CT 還允許測量內(nèi)部結(jié)構(gòu)的尺寸，如用于為注塑成型塑料零件的多腔模具的每一腔創(chuàng)建符合性報告。

裝配分析

工業(yè) CT 可用于檢查裝配的機(jī)械結(jié)構(gòu)及貼合度，或可視化產(chǎn)品部件（如墊圈或加熱元件）。在對電子器件和印刷電路板 (PCB) 進(jìn)行缺陷分析時，CT 可提供有關(guān)氣孔體積或缺陷焊球的焊盤表面結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。此技術(shù)還有助于外殼內(nèi)尺寸僅幾微米的結(jié)構(gòu)——如在半導(dǎo)體封裝檢測時。

CT檢測系統(tǒng)的組成

工業(yè) CT 系統(tǒng)最重要的組成部分是 X 射線源、X 射線探測器、運動控制機(jī)構(gòu)和成像軟件。

 X射線源或X射線管

根據(jù)不同 X 射線源的焦點大小，可分別稱為Mini-focus小焦點、Meso-focus微小焦點、Micro-focus微焦點和Nano-focus納焦點。CT 系統(tǒng)目前主要使用兩大基礎(chǔ)類型的 X 射線源：Mini-focus小焦點管比Micro-focus微焦點管功率更高，潛在能量約20 keV至600 keV。Micro-focus支持microCT應(yīng)用，潛在能量約20 keV至300 keV。焦點大小決定了物體內(nèi)部細(xì)節(jié)的清晰程度。X射線管能量越高，X射線可穿透的物體密度越高、體積越大。

探測器

現(xiàn)代 CT 系統(tǒng)通常配備用于錐束 CT 的平板數(shù)字陣列探測器 (DDA)，或用于扇束 CT 的線陣列探測器 (LDA)，更多有關(guān)技術(shù)的詳情請見下文。這類探測器均具有靈敏度、分辨率和位深，可生成對比度優(yōu)異的超清圖像。LDA 尤其適合高 X 射線能量檢查厚壁組件的高質(zhì)量扇束 CT 掃描。

合作創(chuàng)新:  CTScan 3

與客戶的密切交流及敏銳的市場發(fā)展洞察力是 Analysis創(chuàng)新背后的驅(qū)動引擎。例如：為響應(yīng)規(guī)避掃描結(jié)果免受散射 X 射線影響的需求——在檢查致密材料的高能應(yīng)用中會出現(xiàn)這類射線——Analysis開發(fā)了 CTScan 3 這一圖像質(zhì)量（體現(xiàn)在分辨率、對比度和穩(wěn)定性等方面）非凡的線陣列探測器 (LDA) 。

運動控制機(jī)構(gòu)

運動控制機(jī)構(gòu)用于定位和旋轉(zhuǎn)檢查對象，以便 X 射線源和探測器從許多不同視角拍攝多幅圖像。根據(jù)不同應(yīng)用，部分CT系統(tǒng)配有鋼架運動控制機(jī)構(gòu)，其余則采用花崗巖底座運動控制機(jī)構(gòu)—后者相對于鋼架具有更高的溫度穩(wěn)定性，因此機(jī)械對準(zhǔn)更簡便。

軟件: Geminy

Geminy 是 Analysis所有工作流程的統(tǒng)一用戶界面。此軟件通過向?qū)Ш皖A(yù)設(shè)，引導(dǎo)用戶完成檢查流程，并通過強(qiáng)大的 CT 技術(shù)優(yōu)化圖像質(zhì)量和速度。

基礎(chǔ)CT掃描技術(shù)有哪些？

現(xiàn)有兩大基礎(chǔ)CT掃描技術(shù)，分別是扇束CT和錐束 CT。二者均使用多種掃描軌跡進(jìn)行圖像采集，如螺旋掃描 CT 或計算機(jī)層析成像。

有扇束CT     錐束CT     螺旋CT

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