Page 44 - 无损检测2025年第三期
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杨 明，等：
固体火箭发动机脱黏缺陷的有限角 CT 检测
型模拟发动机燃烧室，其直径为1. 4 m，壳体材料为
碳纤维复合材料，燃烧室包括燃烧室壳体、绝热层、
衬层和药柱等结构，如图3所示。
图 3 发动机燃烧室结构示意
（1）脱黏型缺陷
试片结构示意如图4所示（图中a为一系列正密
图 6 线对卡扫描成像结果
度缺陷的一个尺寸基数， b为一系列正密度缺陷的厚
度），脱黏型缺陷设置在发动机燃烧室绝热层内，共 4 096像素×4 096像素，对应的像素尺寸为0. 34 mm，
设置8个厚度等级的正密度缺陷，厚度b分别为0. 1， 空间分辨率达到1. 0 lp/mm，即当前试验条件所能
0. 2，0. 3，0. 4，0. 6，1. 0，1. 2，2. 0 mm，其中尺寸a 达到的极限指标（当像素尺寸为0. 68 mm时，空间
为9 mm，试片最大宽度为60 mm。 分辨率达到0. 8 lp/mm；像素尺寸为0. 34 mm时，空
间分辨率达到1. 0 lp/mm；像素尺寸为0. 17 mm时，
空间分辨率仍为1. 0 lp/mm）。
CT系统极限分辨率可表示为1/B w ， B w 可表示为
b 2 +a 2 ( -1k ) 2
B =
w k 2
式中：b为探测器单元尺寸；a为射线源焦点尺寸；k
为几何放大比。
图 4 试片结构示意 根据式（1）计算出B w 约为0. 6，极限空间分辨
率约为1. 6 lp/mm，此时像素尺寸约为0. 3 mm，但
（2）孔洞型缺陷
线对卡中没有1. 6 lp/mm的结构，优于该分辨率的
孔洞型缺陷结构示意如图5所示，在镁合金试块
上采用加工球孔的方式模拟药柱内部孔洞型缺陷， 为1. 7 lp/mm。从线对卡测试图像中可知1. 0 lp/mm
清晰可见；1. 7 lp/mm接近可显示，但不能作为最终
其中镁合金试块代替药柱，球孔的直径分别为3，6，
12，24 mm。 指标，继续增大重建图像时(像素尺寸为0. 17 mm)，
分辨率没有明显变化。因此在当前试验条件下，CT
系统能达到的极限分辨率为1. 0 lp/mm。
3.2 脱黏型缺陷试验结果
厚度为0. 4 mm的脱黏缺陷重建结果如图 7所
示，可知最小可检出厚度为0. 4 mm的脱黏缺陷。
图 5 孔洞型缺陷结构示意
3 试验结果
3.1 线对卡试验结果
线对卡扫描成像结果如图6所示，图像矩阵为 图 7 厚度为 0.4 mm 的脱黏缺陷重建结果
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2025 年 第 47 卷 第 3 期
无损检测
