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 工業CT 的發展

(一)第一代工業CT (平移+旋轉掃描方式)
第一代工業CT 由一只X 線管和1 個晶體探測器組成。由于X 線束被準直器準直為鉛筆芯粗細的筆形線束,故又稱筆形束工業CT。X 線管與探測器連為一體,X線管產生的筆形束穿過試樣照射到與其相對的探測器上,X 線管和探測器先做同步直線平移掃描運動。獲得2 4 0 個透射測量數據后,X 線管和探測器停止平移,再環繞試樣中心旋轉1°,做與上次方向相反的直線掃描運動。獲得2 4 0 個測量數據后,停止平移,再旋轉1°,重復上述過程,直到180°,得到1 8 0 組由2 4 0 個測量數據組成的平行投影值,即完成了數據的采集過程,用于圖像重建的數據個數為1 8 0×2 40。第一代工業CT 的缺點是:X 線利用率很低;掃描時間長,檢查一個層面需用3 ~ 5 m i n。因掃描速度慢,且采集的數據少,故重建的圖像質量較差。第一代工業CT 已被淘汰。
(二)第二代工業CT (平移+旋轉掃描方式)
第二代工業CT 與第一代工業CT 沒有質的區別。如圖1 2 - 2 所示,它是在第一代工業CT 的基礎上,由單一筆形束改為扇形線束,由一只X 線管和3 ~ 3 0 個晶體探測器組成。由于X 線束為5°~ 2 0°的小扇形束,所以又稱小扇束工業CT。由呈扇形排列的多個探測器代替單一的探測器,每次平移掃描后的旋轉角由1°提高到扇面夾角角度,這樣旋轉1 8 0°時,掃描時間縮短到2 0 ~ 9 0 s,第二代快速工業CT有3 0 個以上的探測器,掃描時間顯著減少。為了提高圖像質量,也有的采用2 4 0°、3 6 0°平移加旋轉掃描,這種工業CT 比第一代工業CT 各項指標均有提高。它們的主要缺點是:在掃描過程中易產生偽影。
(三)第三代工業CT (旋轉掃描方式)
第三代工業CT 的扇形角較寬(30°~ 45°),可包含整個試件掃描層面,所以又稱為廣角扇束工業CT,探測器增加到3 0 0 ~ 4 0 0 0 個,逐個依次無空隙的排列。掃描時,試件無需再做直線平移運動,僅做連續旋轉運動即可。因此,大大縮短了掃描時間,故試件掃描時間可縮短到2 ~ 9 s 或更短。第三代工業CT 的優點是:結構較簡單,使用操作方便,可獲得較理想的工業CT 圖像。
(四)第四代工業CT (錐束掃描方式)
第四代工業CT 使用面陣探測器代替線陣探測器,使用錐束掃描代替扇束掃描。同二維的扇束、平行束相比,三維錐束C T 的射線利用率更高,需要的掃描時間更短;與二維扇束C T 相比,錐束體積C T 具有同時掃描數百個斷層的能力,并能獲得各向(X 和Y 方向)均勻、高精度的空間分辨率。錐束C T 的解析重建算法在數學計算上比較復雜,由于其運算量較大,工程上實現起來也有一定的困難,但是隨著近幾年硬件和算法的快速發展,三維錐束C T 變得越來越普及,并被廣泛地應用于各個行業中。 由于二維扇束C T 在Y 方向分辨率很低,無法用于逆向工程和快速成型制造。
 
 
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