Page 46 - 无损检测2022年第十期

邓阳全,等:
基于电子直线加速器工业 CT 的叶片点云提取

的电子直线加速器工业 CT 成像装置, 提出了一种
2 试验与分析
将工业 CT 图像直接转换为三维点云模型的方法。
首先, 利用加速器工业 CT 成像系统对叶片进行锥 2.1 重建三维模型
束扫描, 利用三维重建软件和滤波反投影( FBP ) 算 将叶片固定于转台上, 利用加速器工业 CT 系
法重构叶片的三维结构; 其次, 选取不同的表面提取 统对叶片进行 360° 锥束扫描( 旋转速度为 0.25° / 次)

方式提取叶片的点云模型; 然后, 利用点缩减法优化 完全成像, 获得 1440 幅不同方向的叶片投影图像,
叶片的点云模型, 得到满足实际需求的点云模型; 最 利用三维重建软件和滤波反投影算法( FBP ) 将叶片
后, 将叶片点云模型与 CAD 模型进行自动 最佳拟 的投影图像重构为三维体数据模型, 叶片的二维断
合对齐, 比较两者误差。 层( CT ) 三视图和三维模型如图 2 所示, 图中可清晰
地观察到叶片的三维立体内部结构。
1 试验装置
电子直线加速器工业 CT 成像系统呈立式、 分
立结构, 由射线源立柱、 探测器立柱及转台 立柱组
成, 其结构如图 1 所示, 该系统采用西华大学研发的
X 波段2MeV 小焦斑加速器作为 X 射线源 [ 8 ] , 同时

搭配机械扫描装置, 动态平板探测器以及数据处理
和图像重建系统, 提高了现有 CT 成像装置的穿透
能力和分辨率。电子直线加速器射线源和平板探测
器参数如表 1 所示。

图 1 电子直线加速器工业 CT 成像系统结构示意
表 1 电子直线加速器射线源和平板探测器参数

仪器名称 项目 参数
生产厂家 西华大学
-1
最大剂量率( 1m 处)/ cG y · min 42.95
电子直线
靶材 钨
加速器
焦点尺寸( 长 × 宽)/ mm 0.7×0.7 图 2 叶片的二维断层( CT ) 三视图和三维模型
2.2 提取点云模型
灵敏度 / % 0.99
型号 NDT1616M
定义叶片的三维模型表面后, 选取 4 种不同提
上海奕瑞光电子
生产厂家 取方式( 很快、 快速、 正常、 精确) 提取叶片的点云模
科技股份有限公司
型, 提取的表面由一组点( 点云) 表示, 这些点可以相

动态平板 最大像素矩阵( 长 × 宽) 2048×2048
探测器 像素尺寸 / m 200 互连接起来构成一个三角网络, 不同方式提取的叶
μ
成像面积( 长 × 宽)/ mm 409.6×409.6 片点云模型如图 3 所示。 CT 图像点云提取方法为
闪烁体材料 Gd 2 O 2 S∶Tb 体素化网格的采样方法, 即减少点的数量, 并保持点

射线能谱范围 40keV~15 MeV
云的形状特征基本不变和空间结构信息。
点云提取时首先对点云空间进行网格化( 又称
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2022 年 第 44 卷 第 10 期

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