Page 81 - 无损检测2023年第二期

宋 飞, 等:

工业 CT 系统检测过程中缺欠尺寸的测量不确定度

-6 -1 。故, 得到由温度
(
=
=
线膨胀系数α 为23.8×10 ℃ U ( L ) k× u c L ) 0.196mm ( 7 )

ϕ
波动 引 起 的 不 确 定 度 u T ϕ =0.041 μ m , u L ϕ = 式中: U ( ) 为直径扩展不确定度; U ( L ) 为长度扩展

0.0220 μ m 。 不确定度。
3.10 系统误差 4 结论
针对工业 CT , 通常认为系统误差是测量平均值
与校准值之间的差值, 由前文可知, 缺欠直径平均值 对工业 CT 测量结果的影响因素进行了分析,

的值分别为1.503mm 和8.048mm , 而缺欠直径校准 采用 GUM 法建立了缺欠试件的测量不确定度评定
值和缺欠长度校准值分别为1.51mm 和7.99mm , 故 模型, 并以 FF85型工业 CT 系统为例, 进行了不确

可得到缺欠直径与长度系统误差u b ϕ =0.01mm , 定度的分析与计算。其中测量过程、 平板探测器像

u bL=0.06mm 。 素尺寸、 微焦点的空间分辨率、 系统误差为不确定度
3.11 合成标准不确定度 的最大影响因素。结果表明, 所提方法可满足工业
工业 CT 在缺欠尺寸测量过程中的测量不确定 CT 系统对缺欠尺寸测量不确定度的评估要求。
度分量汇总如表2所示, 按照式( 3 ) 可得到缺欠直径
参考文献:
( )
和缺欠长度的标准不确定度, 即 u c ϕ =0.051

mm , u c L ) =0.100mm 。 [ 1 ] 张朝宗, 郭志平, 张朋. 工业 CT 技术和原理[ M ] . 北
(
表2 试件缺欠尺寸测量不确定度分量 京: 科学出版社, 2009.
[ 2 ] 孙灵霞, 叶云长. 工业 CT 技术特点及应用实例[ J ] .
序号 变量类型 概率分布 ϕ 不确定度分量 L 不确定度分量
核电子学与探测技术, 2006 , 26 ( 4 ): 486-488 , 453.

1 δ p 正态 0.007mm 0.014mm
[ 3 ] 王贤刚, 田杰谟, 张朝宗, 等. 用于检测氧化锆人工髋

2 δ p ix 均匀 0.048mm 0.048mm
关节的高能 X-CT 系统[ J ] . 稀有金属材料与工程,

3 δ sr 均匀 0.010mm 0.047mm
2005 ( S2 ): 1195-1197.

4 δ d 均匀 0.008mm 0.042mm
[ 4 ] 倪培君, 张维国, 郭淼, 等. 工业 CT 检测的实验室能
5 δ t - 0 0
力认可[ J ] . 无损检测, 2021 , 43 ( 9 ): 58-63.

6 δ cal 正态 0.002mm 0.002mm
[ 5 ] 李敬, 李寿涛, 程云, 等. 工业计算机断层成像几何尺

7 δ T 均匀 0.041 μ m 0.220 μ m
寸测量不确定度评定[ J ] . 无损检测, 2021 , 43 ( 1 ): 24-

8 b 正态 0.01mm 0.06mm
28.
[ 6 ] 张朝宗. 工 业 CT 技 术 参 数 对 性 能 指 标 的 影 响
3.12 合成扩展不确定度
( 续)———兼谈如何选择工业 CT 产品[ J ] . 无损检测,
、
如表2所示, 在8个测量不确定度分量中, δ p ix
2007 , 29 ( 3 ): 142-145 , 172.
、 、
δ srδ d b 是权重较大的分量, 且概率分布情况为 1 [ 7 ] 邓甜, 邓倩妮. 锥束 CT 的 FDK 算法与 CUDA 实现
个正态分布和3个均匀分布。工业 CT 是精密度较
[ J ] . 微型电脑应用, 2011 , 27 ( 6 ): 46-50 , 3.
高的仪器, 需要保证较大的置信区间。由于正态分 [ 8 ] 齐子诚, 倪培君, 唐盛明, 等. 基于工业 CT 的角度测
布和均匀分布合成后的概率分布极为复杂, 且不确 量方法及不确定度分析 [ J ] . 计算机测量与 控 制,
定度传播定律不宜用于置信区间的传播, 无法将合 2017 , 25 ( 9 ): 43-46.
成后的概率分布按照正态分布或梯形分布换算包含 [ 9 ] 齐子诚, 倪培君, 唐盛明, 等. 基于工业 CT 直径测量
因子k 。现假定合成后的概率分布仅受权重最大参 的不确定度评估技术研究[ J ] . 兵器材料科学与工程,
量的正态分布和均匀分布影响, 可知当合成后概率 2017 , 40 ( 6 ): 96-99.
[ 10 ] 苏宇航, 王倩妮, 何方成. 已校准量块的工业 CT 测量
分布的包含因子k 为1.96 , 且均匀分布半宽与正态
不确定度分析[ J ] . 无损检测, 2016 , 38 ( 2 ): 28-31.
分布标准差比值趋近于0时, 可得到置信概率 p 的
[ 11 ] 付康, 倪培君, 唐盛明, 等. 基于工业 CT 线性尺寸测
最小值为0.95 。则可得到扩展不确定度, 即
量的不确定度分析[ J ] . 强激光与粒子束, 2018 , 30

( )
ϕ =
U ( ) K × u c ϕ = 0.100mm ( 6 ) ( 5 ): 162-167.
7
4
2023年 第45卷 第2期
无损检测