工業CT行業分析及工業CT行業市場發展環境分析

• 黃文玉 2023年9月5日 來源：互聯網 349 15
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工業CT是工業用計算機斷層成像技術的簡稱，它能在對檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準確、直觀地展示被檢測物體的內部結構、組成、材質及缺損狀況，被譽為當今最佳無損檢測和無損評估技術。

工業CT行業市場發展如何?工業CT是指應用于工業中的核成像技術。其基本原理是依據輻射在被檢測物體中的減弱和吸收特性。同物質對輻射的吸收本領與物質性質有關。所以，利用放射性核素或其他輻射源發射出的、具有一定能量和強度的X射線或γ射線，在被檢測物體中的衰減規律及分布情況，就有可能由探測器陳列獲得物體內部的詳細信息，最后用計算機信息處理和圖像重建技術，以圖像形式顯示出來。

工業CT是工業用計算機斷層成像技術的簡稱，它能在對檢測物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準確、直觀地展示被檢測物體的內部結構、組成、材質及缺損狀況，被譽為當今最佳無損檢測和無損評估技術。工業CT技術涉及了核物理學、微電子學、光電子技術、儀器儀表、精密機械與控制、計算機圖像處理與模式識別等多學科領域，是一個技術密集型的高科技產品。工業CT廣泛應用在汽車、材料、鐵路、航天、航空、軍工、國防等產業領域，為航天運載火箭及飛船與太空飛行器的成功發射、航空發動機的研制、大型武器系統檢驗與試驗、地質結構分析、鐵道車輛提速重載安全、石油儲量預測、機械產品質量判定等提供了的重要技術手段。

工業CT是隨著計算機產業發展而興起的一門高新技術，最近二十年發展尤其迅速。目前市場上主流的工業CT機一般由射線源、機械掃描系統、探測器系統、計算機系統和屏蔽設施等部分組成。工業CT廣泛應用在汽車、材料、航天、航空、軍工、國防等產業領域，為檢測航天運載火箭及飛船航空發動機、大型武器的檢測、地質結構的分析以及機械產品質量的重要檢測手段。

當前，工業互聯網融合創新成效顯著，已融入45個國民經濟大類，累計遴選140個工業互聯網平臺創新應用項目，央地協同形成全國“一盤棋”。工業互聯網平臺由單項賦能向綜合賦能轉變，由試點應用向規模化推廣發展。

工業CT部件的發展現狀分析

射線源常用X射線機和直線加速器。X射線機的峰值能量范圍從數十到450 keV，且射線能量和強度都是可調的;直線加速器的射線能量一般不可調，常用的峰值射線能量范圍在1一16 MeV。其共同優點是切斷電源以后就不再產生射線，焦點尺寸可做到微米量級。

目前常用的探測器主要有高分辨CMOS半導體芯片、平板探測器和閃爍探測器三種類型。半導體芯片具有最小的像素尺寸和最大的探測單元數，像素尺寸可小到10 μm左右。平板探測器通常用表面覆蓋數百微米的閃爍晶體(如CsI)的非晶態硅或非晶態硒做成，像素尺寸約127 μm，其圖像質量接近于膠片照相。閃爍探測器的優點是探測效率高，尤其在高能條件下，它可以達到16 ~ 20 bit的動態范圍，且讀出速度在微秒量級。其主要缺點是像素尺寸較大，其相鄰間隔(節距)一般≥0. 1 mm。

樣品掃描系統從本質上說是一個位置數據采集系統。工業CT常用的掃描方式是平移一旋轉((TR)方式和只旋轉(RO)方式兩種。RO掃描方式射線利用效率較高，成像速度較快。但TR掃描方式的偽像水平遠低于RO掃描方式，且可以根據樣品大小方便地改變掃描參數(采樣數據密度和掃描范圍)。特別是檢測大尺寸樣品時其優越性更加明顯，源探測器距離可以較小，以提高信號幅度等。

對于普通的工業CT系統，其核心性能指標只有空間分辨率和密度分辨率;而對于一臺高精度測量工業CT系統而言，除了上述兩個核心性能指標外，還有另外兩個核心性能指標：①幾何測量精度：在CT圖像上測得某對象的幾何尺寸與該對象真實尺寸之間的絕對誤差。②密度測量精度：在CT圖像上測得某對象的密度值與該對象真實密度值之間的相對誤差。

工業CT行業市場發展環境分析

近年來，隨著計算機科學的進步及探測器技術的發展，工業CT的性能逐年提高，目前工業CT作為一種實用化的無損檢測手段，正逐漸從滿足一般工業應用的低能工業CT，向滿足大型復雜結構件檢測需求的高能工業CT技術發展。數模對比所采用的方法是:首先對產品進行數字化掃描，再根據掃描獲取的數據重建其三維數字化模型，然后與其原始三維CAD模型進行比對分析。

目前對產品進行數字化掃描常用的技術有三坐標機測量、超聲波測量和工業CT等。其中工業CT掃描技術能以圖像形式準確反映工件的內外部情況，且不受工件復雜程度的影響，目前已成為檢測復雜產品(特別是含有內腔的產品)的重要手段。

工業CT現有X射線斷層掃描(XCT)、康普頓散射斷層掃描(CST)、穆斯堡爾效應斷層掃描(MCT)等。主要應用于工業在線過程的實時檢測和大型工業部件的探查。工業CT與傳統的X射線探傷和超聲波探傷相比，具有空間分辨率高、無損檢測、速度快等特點，因而在工業產品的檢測中具有其他方法無可取代的作用。在實時檢測方面，可用于在線檢測熱軋無縫鋼管中的氣孔、劃痕、裂縫、分層等各種缺陷，同時給出鋼管的壁厚、同心度、單位長度的重量等;亦可用于發電設備的實時檢測。在大型部件檢測方面，特別適用于火箭、核燃料元件、彈藥、飛機發動機等的無損檢測。

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