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影响工业CT检测结果的因素有哪些

   工业CT检测结果主要来源于CT图像提供的正常或异常信息,优质CT图像是检测结果准确性的前提条件,而影响CT图像质量的主要因素包括三方面,即空间分辨率、密度分辨率和伪像。实验室若想得到高质量的CT图像,需对以上三个因素进行把控,下面主要分析影响空间分辨率、密度分辨率和伪像的因素。

 蔡司工业CT

  01 空间分辨率

  空间分辨率是指从CT图像中能够分辨特定的最小几何细节的能力,定量表示为能分辨两个细节特征的最小间距。空间分辨率是影响图像质量的首要因素,其受有效射束宽度的影响,有效射束宽度越小,物理意义上系统的临界空间分辨率越高,有效射束宽度可表示为:

  

蔡司工业CT

 

  式中:WB为有效射束宽度;a为射线源焦点尺寸;d为探测器孔径;M为几何放大倍数,M=L/q;L为射线源至探测器的距离;q为射线源至试件的距离。

  由上式可以看出,影响空间分辨率的主要因素如下:

  (1) 探测器孔径的尺寸,孔径越窄,几何放大倍数越大,空间分辨率就越高。

  (2)  射线源焦点尺寸,焦点较小的X线管产生的X射线较窄,可获得较高的空间分辨率。

  (3) 射线源至探测器距离一般为定值。

  射线源至试件距离存在一个最佳距离,能使WB获得最小值。

  (4) 除此之外,以下因素也会影响空间分辨率:

  (1) 在图像重建中选用的卷积滤波器的形式不同,空间分辨率也不同。

  (2)X射线剂量、矩阵、层厚、像素大小、扫描装置噪声等对空间分辨率均有影响。层厚越薄,空间分辨率越高;但层厚越薄,噪声就越大,低对比分辨率就会降低。

  02 密度分辨率

  密度分辨率,又称为低对比度分辨率,是系统分辨给定物体断层截面射线衰减系数差别(对比度)的能力。定量表示为给定面积上能够分辨的细节与基体材料的最小对比度。密度分辨率可表示为:

  蔡司工业CT


 

  式中:ΔP为像素宽度;C为经验系数;σ为CT图像噪声;D为被观测细节(缺陷)的尺寸;μb为细节(缺陷)材料的衰减系数;μf为基体材料的衰减系数;μref为参考衰减系数。

  由上式可见,密度分辨率的影响因素有图像噪声、像素宽度、经验系数等,其中,影响CT系统密度分辨率的一个重要因素是系统噪声,噪声增大,CT系统能够分辨的最小物体对比度也增大。

  03 伪像

  伪像是与物体的物理结构不相符的图像特征。产生伪像的原因有很多,测量过程中的一系列误差都可能造成测量数据的不一致,从而引起伪像,如机械系统精度不够、射线源输出能量不稳定、穿透力不足、探测器通道之间不均匀及数据采集系统电路噪声大等,特别要说明的是扫描工艺不适当时会产生严重的伪像,因此检测人员是否有充足的经验也是伪像产生的重要影响因素。

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