Page 36 - 无损检测2021年第二期

左 欣, 等:

扫描电压及散射线校正对叶片工业 CT 三维成像边界提取的影响

研究了不同电压对叶片三维成像后数据边界提取的 片壁厚较薄部位与空气背景的边界识别出现较大偏
影响, 并获取了散射线校正前后的叶片边界。找到 差, 因此, 文章将散射线校正作为重要因素予以考虑。
了可提取清晰完整叶片边界的合适工艺参 数和方 具体扫描参数如下: 扫描电压分别设置为 300kV ,

法, 为叶片壁厚的自动化测量创造了条件。 350kV , 400kV , 430kV ; 扫描电流为 1400 μ A ; 曝

光时间为 500ms ; 平均次数为 2 次; 图像像素尺寸
1 试验装置
为 86.3 μ m ; 扫描张数为 1600 张, 检测参数见表 1 。

对某叶片的叶身部位进行截断, 加入校准过的 选取电压为400kV 和 430kV 的 2 组数据进行了散

量块, 量块尺寸( 厚度) 分别为 1.0 , 1.2 , 1.8 mm , 然 射线校正。通过 2 次扫描, 其中一次正常扫描, 另一
后重新黏合叶片, 量块加入位置如图 1 所示。试验 次将铅球挡板放置在探测器前进行扫描, 然后通过软

采用 GE 公 司 的 小 焦 点、 最 大 电 压 为 450kV 的 件计算各个铅球位置的散射值, 再把2次数据相减得

Phoenixv|tome|xc型设备, 对黏合后的叶片进行 到校正值, 最后生成散射线校正后的数据。对获取的

CT 检测, 考虑到较低的电压无法穿透叶片, 因此设 图像数据, 采用软件 VGStudioMAX2.2提取其边界,

置最低扫描电压为 300kV , 同时受到设备功率的限 首先识别灰度直方图中的空气背景和材料的灰度峰

制, 将电流设置为 1400 μ A 。扫描张数越多, 图像 值, 然后取两者的平均值作为等值面, 确定边界。
质量越精细, 为保证图像的精细度, 排除因扫描张数 表 1 叶片检测参数
过少而造成图像质量下降的情况, 将扫描张数设置 工艺 扫描电压 / 扫描电流 / 曝光时间 / 扫描张数 / 散射线

为 1600 。此外, 三维面阵 CT 的整个面板都能接收 编号 kV μ A ms 张 校正

到来自被照射物体及其周边产生的大量散射线, 这 1 300 1400 500 1600 否

2 350 1400 500 1600 否
样会极大地降低图像质量, 整个背景噪声会被提高
3 400 1400 500 1600 否
很多, 过多的散射线使重建的图像偏离实际, 导致叶 4 400 1400 500 1600 是

5 430 1400 500 1600 否

6 430 1400 500 1600 是
2 结果与分析
2.1 电压对边界提取的影响
对于复杂形状的叶片, 提高 CT 检测电压, 可以
抑制成像过程中的噪声以及校正射线束的硬化, 提
高成像信噪比, 进而获得高质量的图像 [ 7-8 ] 。不同扫
图 1 量块加入位置示意
描电压下的叶片截面成像( 散射线未校正) 如图 2 所

图 2 不同扫描电压下的叶片截面成像( 散射线未校正)

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2021 年 第 43 卷 第 2 期

无损检测