[发明专利]批量产品内部材料密度的工业CT检测方法

说明书

技术领域

本发明属于工业CT无损检测应用技术领域，主要涉及用工业CT检测产品内部材料密度的方法，尤其涉及一种批量产品或同类产品内部某一种材料或多种材料密度的工业CT检测方法。

技术背景

CT图是利用工业CT设备对产品成品进行断层扫描后所获得的无损检测图像。该图像只反映所扫描断层的影像信息，不反映非扫描断层以外的信息，所以在CT图上可以准确地判断扫描断层上成品结构内部装配关系信息和各组分材料信息。CT检测中，对结构的各个物理性能相同的构成成分称之为组分，比如象零件，混合物、复合材料等均可称之为组分。这些信息受实施检测时的检测参数(如扫描电压、扫描厚度、探测器灵敏度系数等)的影响。利用工业CT设备可以对图像上任意部件或组分的任意区域准确地实施尺寸测量和CT值测量。

对于某些产品而言，其内部材料的密度分布可直接影响到产品的性能以及功能的实现，如飞行器推进剂药柱的灌装密度分布状况将影响到飞行器的飞行姿态，压力容器壁的密度分布状态将直接影响压力容器的使用安全。因此，在实际生产中，需要对这些产品的成品内部结构或组分进行密度分布检测，密度分布不满足设计要求的，即可视为不合格产品。由于以不同灰度形式显示的工业CT图像，其CT值与被成像物质的密度有近似的比例关系，因此，对产品内部材料密度的检测工作通常都是通过工业CT来完成的。通过工业CT图像的灰度值即CT值就可获知被检成品内部各组分的密度分布状态。但是，在进行工业CT检测时，由于不同检测参数之间互相干扰和图像重建过程中的数学处理和降噪处理程序很复杂，即使针对同一件产品用相同的参数进行两次CT成像检测，其反映出的CT值也是有差异的，造成两个检测图像的CT值之间没有可比性。因此，不同张CT图像之间同一组分的CT值不能直接用来比对，换句话说，不能用这张CT图像上的CT值与另外一张CT图像上的CT值直接比对来判定同一组分的密度分布。例如，物质密度的CT值同样是2000所对应的产品，有的是合格的，而有的则是不合格的，这是因为每张CT图上CT值的基准是不一样的，这说明各CT图像之间没有相同的基准。鉴于上述情况，目前利用工业CT对物质密度进行检测也只能停留在用同一张CT图中的CT值进行分析，给出密度分布状况。再者，任何一个工业CT其检测场域的尺寸都是有限的，不能在同一次CT检测时放置过多的试样，因此，目前通用的这种工业CT密度分布检测方法是无法满足大批量生产的检测需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，为满足大批量生产带来的工业CT密度分布检测需求，提供一种批量产品内部材料密度分布的工业CT检测方法，该方法通过建立不同张CT图之间CT值的数据换算关系，而使同一批产品的各CT图所反映的密度分布信息可以相互比较。

本发明所提供的工业CT检测方法包括以下操作步骤：

第一步，选取两个密度已知且直径相同的样件作为标准组分样件，其中，第一标准组分样件的密度D1小于或等于被测产品中密度最小组分的密度，第二标准组分样件的密度D2大于或等于被测产品中密度最大组分的密度；

第二步，将两个标准组分样件放置在工业CT机的检测场域中并处在扫描断层上，第一标准组分样件尽可能靠近产品组分材料密度较小的区域，第二标准组分样件尽可能靠近产品组分材料密度较大的区域，同时还要远离所述检测场域的边界；

第三步，设同批产品的第一组被测样件为基准组，并将其CT图上各被测样件的CT值作为基准数据，设同批产品第二组被测样件为检测组，并将其CT图上各被测样件的CT值进行换算，其换算公式为：