9MeV电子直线加速器X射线测量

 高能工业CT采用9MeV电子加速器产生轫致辐射，利用高能X射线能够有效地穿透物质以及同物质对射线吸收和散射不同这一原理来检查物体内部缺陷或内部结构。加速器电子束的焦点、X射线的最高能量、X射线剂量及均匀性与工业CT成像的质量和速度密切相关；对探测器的电子线路部分进行的X射线屏蔽关系到探测器的使用寿命。X射线测量结果表明，所用9MeV电子直线加速器满足高能工业CT检测的要求。     

基于工业CT线性尺寸测量的不确定度分析

针对加速器工业CT线性尺寸测量的不确定度评定，建立了工业CT尺寸测量模型，对测量中不确定度的主要来源进行分析，基于测量不确定度表示指南(GUM)法对工业CT线性尺寸测量不确定度评定进行研究。以6 MeV高能工业CT系统尺寸测量为例，分析了长度样块线性尺寸测量各主要的不确定度分量，对尺寸测量的不确定度进行评定，最终得出具有包含概率为0.99的扩展不确定度为0.09 mm，结果体现了工业CT尺寸测量的精度和可靠性，为工业CT尺寸测量结果的可靠度提供参考依据。     

10 lp/mm空间分辨率高能CT系统

报道了基于光阴极S波段电子直线加速器建成的9 MeV高能微焦点射线成像系统“精卫”,X射线束横向尺寸小于100 μm,7 h剂量波动低至1.6%。初步开展成像实验结果表明:双丝像质计清晰分辨13D号丝,丝直径0.05 mm,CT测试卡测得空间分辨率优于10 lp/mm,装置同时兼容电子束能量6～18 MeV可调。     

探测器偏置重建算法在工业CT检测中的应用

工业CT检测对象的大小是不固定的，最大限度地利用已有探测器的成像面积非常重要。采用探测器偏置来获得更大的扫描视野，并推导相应的重建算法。该算法首先使用Parker类型函数对采集到的投影数据中的冗余部分进行加权，然后采用扇束滤波反投影重建算法重建得到断层图像。在实验中使用实际工业CT系统分别采集钢制线对块与铝合金变速器外壳的投影数据进行重建算法的验证，重建结果证明了使用的探测器偏置重建算法的正确性与有效性，且空间分辨率和标准扫描的重建结果保持一致，这个方法可以在工业CT成像上有效使用。     

一种工业CT测量精度评估方法

为了验证工业CT系统对检测件的测量精度,设计了一套评估方法,针对由国家X射线数字化成像仪器中心自主研发的9 MeV 高能工业CT系统和450 kV工业CT系统,设计制作了标准测量试块,以三坐标测量机为辅助测量手段,对CT图像的线性尺寸、球面尺寸、角度尺寸、孔径尺寸和定位尺寸等进行对比测量,得到不同尺寸类型的测量误差。在不考虑尺寸类型的影响下,分别对铝、不锈钢和尼龙三种材料做了CT测量误差对比,结果表明,对于这三种材料来说,材料密度越大测量精度越高。实验结果表明,可验证工业CT系统对不同类型尺寸测量的精度,工业CT系统可完成精度较高的尺寸测量工作,特别对复杂结构的内部尺寸测量有一定的优势。     

金属材料内部缺陷精确工业CT测量方法

利用图像点扩散函数(PSF)近似计算法建立线阵探测器工业CT金属材料X射线衰减测量模型，并利用该测量模型对垂直于X射线平面边界灰度幅值进行数值计算，获得当前PSF曲线。在此基础上，建立基于近似PSF曲线的缺陷检测理论模型，并对缺陷进行定量检测分析。采用高能6 MeV工业CT线阵探测器系统，对含有人工缺陷的不锈钢试块进行缺陷检测试验。结果表明:相比于传统半高宽缺陷测量方法，本实验方法在缺陷定量检测精度上有较大提高，从而为提升金属材料内部缺陷的定量检测水平提供新的方法和技术途径。     

集装箱CT检查系统二维防散射滤线栅作用分析

基于辐射成像系统蒙卡模拟软件NucRPD，对一款以9 MeV加速器作为辐射源的集装箱CT检查系统进行全系统蒙卡模拟，并使用目标晶体笔标记法、散射部件标记法与断层图像计算法综合分析了位于探测器晶体前方的二维防散射滤线栅对散射X射线的压低作用。计算结果表明此款集装箱CT检查系统中二维防散射滤线栅对于降低散射X射线的作用有限，后续在工程应用中无需使用二维防散射滤线栅，这将极大降低后端集装箱CT检查系统探测器与旋转机架等部件的机械设计难度与工程实现成本。     

高能X射线工业CT扫描运动控制系统设计

 分析了高能X射线工业CT扫描运动控制系统的作用，提出了扫描运动控制系统的组成方案。控制系统由工业控制计算机、计数卡、控制卡、伺服驱动器、伺服电机、工作平台、光栅和控制软件组成。研究了在Windows驱动程序模式（WDM）下，控制系统设备驱动程序的组成。以运动控制卡为例，研究了开发控制系统设备驱动程序的方法，并分析了设备驱动程序和用户程序交互的过程。通过编写WDM驱动程序，实现了对高能X射线工业CT扫描运动系统的实时控制。实验结果表明，开发的扫描运动控制系统，可靠性和实时性满足要求。     

基于工业CT的角度测量方法及不确定度分析

通过工业CT扫描系统对角度进行测量及不确定度评估；建立了角度测量模型,分析测量过程中的主要误差源,通过合理简化提出了角度测量的不确定评估方法,并针对钢制角度量块测量结果的不确定度评估进行了深入的研究。最后,以高能6MeV工业CT线阵探测器系统对6种已校准的角度量块进行测量及评价实验,评定角度测量的扩展不确定度为 时,多次评价结果之间的最大差值不超过 ,具有可靠的理论依据和较稳定的评定结果。此不确定度评估方法可结合实际测量系统对各种角度测量中进行推广使用。     

锥束CT成像质量影响因素研究

CT成像质量受诸多因素影响，有必要系统地研究各因素带来的影响以得到更好的成像效果。基于兰州大学核科学与技术学院研制的锥束CT系统，在近探测器几何条件下，采用一铝制标准件，通过对比实验研究了投影采集范围及步长、管电压及管电流、焦点尺寸、样品在转台位置、硬化校正和图像优化等因素对CT系统成像质量的影响。结果表明，当投影采集完备时，投影采集范围对成像质量影响较小，减小扫描步长能提高成像质量；适当提高管电压能降低硬化伪影，提高管电流能减小图像噪声；较小的焦点尺寸能提高图像空间分辨率，但在近探测器几何条件下不明显；样品在转台位置不影响CT系统还原样品结构；硬化校正能明显消除硬化伪影；最后，对于单一材质样品通过阈值去噪能优化图像质量。以上研究为CT系统的研制和应用提供了参考。