工業(yè)CT檢測(cè)設(shè)備的精度

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在工業(yè)CT領(lǐng)域做久了，經(jīng)常會(huì)遇到客戶問(wèn)我們一個(gè)問(wèn)題：工業(yè)CT檢測(cè)精度高不高？工業(yè)CT設(shè)備的檢測(cè)精度是多少？

用戶對(duì)精度的要求我們都理解，畢竟，站在用戶的角度來(lái)說(shuō)，檢測(cè)結(jié)果精度越高越好，但是檢測(cè)精度和各種因素相關(guān)，并不是某一個(gè)零件就能決定工業(yè)CT檢測(cè)的精度，從理論上來(lái)說(shuō)，檢測(cè)精度反映被測(cè)物理量的實(shí)測(cè)值和真實(shí)值之間的誤差大小，誤差越大，精度越低，誤差越小，精度越高。

退一萬(wàn)步講，如果測(cè)量過(guò)程是在理想環(huán)境條件下進(jìn)行，則測(cè)量的結(jié)果將十分正確。但這種理想的測(cè)量環(huán)境和條件在實(shí)際中是不存在的，也就是誤差無(wú)法避免的。誤差的大小與工業(yè)CT設(shè)備的精度、檢測(cè)過(guò)程中的隨機(jī)因素、測(cè)量方法等許多因素有關(guān)，其中工業(yè)CT設(shè)備的精度對(duì)誤差的影響非常大。

那什么是精度呢？一般測(cè)量?jī)x器的精度就是其最小刻度長(zhǎng)度，比如，普通直尺最小刻度為1mm，即測(cè)量精度為1mm。在GJB 5312中像素定義為構(gòu)成工業(yè)CT圖像的基本單元。所以，對(duì)工業(yè)CT設(shè)備來(lái)說(shuō)，檢測(cè)精度就是像素尺寸大小。

1. 體素和像素

 

在工業(yè)CT中得到的圖像實(shí)際反映物體一個(gè)三維體層的情況。體素是指物體成像的斷層上的小體積元。工業(yè)CT圖像的重建就是將每個(gè)體素的衰減系數(shù)值反映在成像斷層上的分布矩陣。所以，這種體素矩陣行列數(shù)越大，工業(yè)CT圖像越細(xì)膩，分辨率越高，檢測(cè)精度則越高。
往細(xì)節(jié)方面深入，像素實(shí)際就是體素的二維顯示，在工業(yè)CT中，由單個(gè)像素為基本單元組成的矩陣實(shí)際就是我們通常所說(shuō)的重建矩陣。像素通常有兩種表示方式，一種以矩陣形式表示如512×512或1024×1024，另一種以像素?cái)?shù)量表示如100萬(wàn)像素或200萬(wàn)像素，在工業(yè)CT中以矩陣形式表示。關(guān)于體素和像素的概念關(guān)系，可以參考下圖：



談到這里，所以我們可以得到最重要的結(jié)論：像素尺寸與重建矩陣大小有關(guān)，工件工業(yè)CT圖像放大倍數(shù)越大，則重建矩陣越大，像素尺寸越小，精度越高。

所以，在工業(yè)CT檢測(cè)的時(shí)候，為獲得高精度，通常將工件盡量靠近射線源，使得工業(yè)CT圖像充滿探測(cè)器平面，此時(shí)可獲得最大放大倍數(shù)，即探測(cè)器尺寸/工件尺寸。

我們以案例說(shuō)明：假設(shè)工件直徑為L(zhǎng)，當(dāng)掃描放大倍數(shù)為1，即沒(méi)有放大，此時(shí)像素尺寸即是探元尺寸（或像素間隔）S，重建矩陣為(L/S)*(L/S);當(dāng)放大倍數(shù)為N，工件直徑還是L，重建矩陣相應(yīng)變大N倍即(NL/S)*(NL/S)，則像素尺寸為L(zhǎng)/( NL/S)=S/N，即探元尺寸的1/N.
所以，工件放大多少倍，像素尺寸縮小多少倍（當(dāng)然這是在設(shè)備允許條件下）。

? ? ?2.? 如何快速算出工件的工業(yè)CT檢測(cè)精度？

 

總結(jié)一些規(guī)律，在工業(yè)CT設(shè)備條件允許的情況下，通過(guò)探元尺寸、探測(cè)器尺寸、工件尺寸可獲得工件的工業(yè)CT檢測(cè)精度。

假設(shè)探元尺寸為100μm，探測(cè)器尺寸為300mm×300mm，工件直徑100mm；要使得放大倍數(shù)最大，則工件盡量靠近射線源使得工業(yè)CT圖像充滿探測(cè)器平面，所以放大倍數(shù)近似為300mm/100mm=3，于是檢測(cè)精度近似為100μm/3≈33μm。

以上檢測(cè)精度的評(píng)估是對(duì)于簡(jiǎn)單工件而言，如果要對(duì)工件的局部區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，則需視工件情況選擇工件擺放方式，以及檢測(cè)方法，檢測(cè)精度則以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果為主。

東莞有一家專業(yè)的工業(yè)CT檢測(cè)公司——眾曉測(cè)試，擁有多臺(tái)德國(guó)進(jìn)口的Yxlon設(shè)備，此設(shè)備的穩(wěn)定和精確性是業(yè)內(nèi)頂尖的，同時(shí)，眾曉擁有多名在工業(yè)CT領(lǐng)域工作5年以上的工程師，通過(guò)他們的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)和檢測(cè)工藝，我們可以完成微米級(jí)或者納米級(jí)的檢測(cè)精度，以滿足不同客戶的需求。