摘要：探测器的串扰噪声会对探测器的信噪比以及高能工业CT的图像质量产生很大的影响。本文利用EGSnrc程序模拟估算了CdWO4探测器模块的串扰噪声,并初步分析比较了影响探测器模块串扰噪声的各种因素。对在实际中选用和设计探测器模块有一定的指导意义,同时为利用软件修正探测器串扰噪声提供了理论计算参数。

摘要：计算机层析成像(CT)技术采用射线从多个角度穿透物体来重建断层图像或三维图像,该技术已经广泛地应用于医学诊断和治疗、工业无损检测和无损评价。因此,对于大学学生来讲,了解和掌握CT技术的基本原理具有重要意义。本文详细介绍了用于大学教学的CD-50BG型CT实验仪。该仪器采用“平移+旋转”的扫描方式,具有活度为0.74GBq的Csγ射线源、单个塑料闪烁体+光电二极管的探测器和50mm的视场137直径,其中射线源安装在钨合金的屏蔽容器中。同时,开发了图像处理软件对采集数据进行处理,重建断层图像和重构三维图像。重建断层图像可达到1lp/mm的空间分辨率和1%的密度分辨率。目前,已经有包括清华大学、北京大学在内的十余所高校将该仪器用于基础教学。

摘要：针对火工品压药过程中存在的非线性和蠕变特性,提出用一种特殊的结构简单的线性缓冲器改善过程特性。为了分析缓冲器的各项性能,建立了有限元应力分析模型,通过有限元软件平台对不同几何特征的模型的静载强度和屈服极限进行了数值分析。根据分析结果得出缓冲器几何特征与弹簧刚度之间的关系,并进行部分对比试验研究,证明了本文方法的有效性。根据分析试验结果设计制造了缓冲器,应用于火工品自动压药系统中。应用结果表明,该方法能有效提高火工品压药精度。

摘要：为了去除工业CT图像中的边缘伪影,提高CT图像的识别能力和尺寸测量精度,提出一种降低串扰的系数修正法。首先分析得出边缘伪影主要是由散射射线在相邻探测通道之间的串扰所导致,并给出了探测通道串扰的数学模型;然后根据数学模型设计实验方案,通过对影响串扰率的主要因素进行实验分析,得到串扰率随入射X射线能量和被测物体厚度变化关系,再通过最小二乘拟合得出投影数据关于串扰率的函数;最后利用此函数对投影数据进行校正,降低了串扰的影响。实验结果表明,探测器间一级串扰率约为9.0%,二级串扰率约为1.2%,其中一级串扰是造成边缘伪影的主要因素,采用本文方法能够有效地抑制边缘伪影,同时较好地保留了图像细节和边缘。

摘要：针对具有复杂内腔结构零件的内部曲面形位误差分析困难的问题,提出了一种基于工业CT技术的零件复杂内腔的形位误差分析方法。首先,使用工业CT对零件进行扫描并重建为测量STL模型。然后将设计IGES模型离散为STL模型与测量STL模型进行配准。其次,利用设计IGES模型作为引导,判定测量STL模型中的点和IGES模型各曲面的归属,自动分割测量STL模型中的所有曲面。最后,选取设计IGES模型的曲面并对曲面对应的点云簇进行形位误差分析。选取百万级测量点云的阀体模型进行实验,完整地分割点云模型所有曲面,选择任意曲面进行形位误差分析,测得选定内部曲面的圆柱度为1.11 mm、平面度为0.61 mm、平行度为1.92 mm。本文方法只需输入零件测量STL模型和零件设计IGES模型,再选取设计IGES模型待测曲面就可以自动地完成零件内外曲面的形位误差分析。

摘要：中值滤波去除噪声的同时,难免出现含有线形图像的边缘轮廓信息跟随丢失的情况。为了达到滤除图像噪声最大化,有用信息损失最小化的目的,根据图像边缘特征选择或设计了适当大小和形状的窗口来进行中值滤波等操作。一方面,创新性地提出将Hough变换应用到车轮裂缝CT图像的滤波窗口形状的选择上,针对单一方向轮廓的图像,利用Hough变换检测出裂缝的方向,从而采用与裂缝形状相应的窗口对裂缝进行有针对性滤波,将该方法与传统方法进行了对比实验,并将60层滤波后切片图像堆栈得到了三维图像;另一方面,针对含有多个方向轮廓的图像,为了进一步改善滤波效果,提出根据像素梯度设计斜向滤波器,对多方向的线对进行滤波,数据显示经改进方法滤波后图像的峰值信噪比(PSNR)较传统的中值滤波提高了4~6,结构相似性(SSIM)提高了1%~2%左右,最后用683层荞麦切片CT图堆栈得到三维图像,对比滤波前后图像,可知该方法滤波效果良好。

摘要：在工业CT系统设计过程中,射线能量选择、探测器结构设计、射线源和探测器匹配等方面都涉及探测器灵敏度问题。研究了影响工业CT光电二极管探测器灵敏度的几个主要因素及其定量关系。首先分析了灵敏度的几个主要影响因素:能量沉积率、绝对闪烁效率、光收集效率、光电转换效率。然后采用蒙特卡罗方法仿真得到闪烁体的能量沉积率、光收集效率,计算了CsI(Tl)闪烁体的荧光转换效率及光电二极管的光电转换效率,定义了闪烁体与光电二极管的匹配度的概念。最后得出具有普遍意义的探测器灵敏度的表达式,理论计算值与实际测量结果最大相差20.4%,实验验证了该灵敏度计算方法的有效性和正确性。

摘要：研究了一种对工业计算机断层(CT)图像与计算机辅助设计(CAD)模型进行比对检测,分析工件制造误差的方法。首先,用模板自适应细胞神经网络提取工业CT图像边缘,并进行三方向CT切片边缘数据融合处理以获得完整的三维边缘面。然后,先结合主成分分析和最小包围盒的思想对CT边缘面数据与工件的CAD模型实现粗配准,再用奇异值分解-迭代最近点算法对其进行精配准,其中最近点对的求取用k-d树进行加速,从而实现对工件制造误差的分析。实验结果显示,文中的方法能够实现工件的比对检测,自动化程度高、能直观显示误差分布且精度高,表明通过改进工件CT图像与CAD模型的比对检测方法,可将工业CT技术用于制造工艺分析与改进中。

摘要：电子直线加速器焦点尺寸是影响高能工业CT空间分辨率等关键技术指标的主要因素之一。IEC 62976-2021和GB/T 20129-2015的“三明治”法(或称叠片法)是现行的无损检测用电子直线加速器焦点测试标准。但在实际操作中,该方法不仅过程繁琐,且在胶片曝光、冲洗、条纹计数等过程中人为因素影响大。此外,理论仿真发现“三明治”测试模块的金属片及塑胶片厚度对测量结果影响的误差超过±12.5%。针对该方法的不足,研究并设计了一套焦点测量方法和装置——狭缝平移扫描法及装置,并进行焦点扫描测试和CT空间分辨率验证等实验。结果表明,所提方法相对于“三明治”法,测量结果客观、准确、重复性好,这对于电子直线加速器的焦点尺寸精确测量和高能工业CT系统性能评估和优化设计具有重要意义。

摘要：针对基于工业计算机断层成像(CT)图像的逆向设计存在定量分析难、自动化程度低及需要中间环节转化的问题,提出了一种将工业CT图像直接转换为三角网格有限元模型的方法。对CT图像进行轮廓识别后生成有限元模型的内外边界,根据图像像素点坐标信息将图像划分为若干单元,然后采用改进的三角剖分方法生成初始三角网格有限元模型,并对初始有限元模型进行了优化。结果表明,生成的三角网格最大边长比为1~2,最大扭曲角度数为0°~2°,网格质量满足实际工程应用需求的评价标准。并在样件、汽缸头模型上进行了实验,实验结果证明了该方法的可行性。