Page 45 - 无损检测2025年第三期

杨 明，等：

固体火箭发动机脱黏缺陷的有限角 CT 检测

缺陷检出能力由CT图像空间分辨率决定，空 参考文献：
间分辨率受CT扫描系统和重建图像像素尺寸的影
[1] LIU B，LUO Y，LI K，et al．X-ray layered refocusing
响。缺陷的实际尺寸可由重建图像直接计算得到（图
imaging based on linear scanning[J]. IEEE Photonics
像单个像素尺寸×缺陷像素个数），当缺陷尺寸小 Journal，2020，12（3）：1-12．
于像素尺寸时，缺陷将无法成像。此次试验中，当重 [2] TANG X Y，KRUPINSKI E A，XIE H Q，et al．On the
建图像矩阵为2 048像素×2 048像素时，能检出大 data acquisition， image reconstruction，cone beam artifacts，
于像素尺寸的缺陷，即厚度为1. 2 mm和2. 0 mm的 and their suppression in axial MDCT and CBCT-A
脱黏缺陷，此时像素尺寸为0. 68 mm。当重建图像 review[J]. Medical Physics，2018，45（9）：761-782．
矩阵设置为4 096像素×4 096像素时，能检出厚度 [3] SCHÖN T，FUCHS T，HANKE R，et al．A
为0. 4 mm和0. 6 mm的脱黏缺陷，对应像素尺寸为 translation-based data acquisition method for computed
tomography：theoretical analysis and simulation
0. 34 mm。受整个CT系统空间分辨率限制，当图像
study[J]. Medical Physics，2013，40（8）：081922．
矩阵进一步增大时，分辨率不再提升。
[4] LIU F L，YU H Y，CONG W X，et al．Top-level
3.3 孔洞型缺陷试验结果 design and pilot analysis of low-end CT scanners based
孔洞缺陷重建结果如图8所示，可知孔洞缺陷 on linear scanning for developing countries[J]. Journal of
无法检出。根据CT图像重建理论， 当射线与检测对 X-Ray Science and Technology，2014，22（5）：673-686．
象缺陷结构相切时，该结构与射线相切的地方便能 [5] ZHANG T，XING Y X，ZHANG L，et al．Stationary
够重建出来。理论上对孔洞缺陷进行360°扫描，使 computed tomography with source and detector in linear
得孔洞结构任意位置均存在射线与之相切，便可完 symmetric geometry：direct filtered backprojection
reconstruction[J]. Medical Physics，2020，47（5）：2222-
整地成像出整个孔洞。受直线扫描方式约束和加速
2236．
器张角限制，试验中扫描孔洞缺陷时，射线仅与孔洞 [6] 詹美娜，倪松，余海军，等. 大直径回转体零部件壳
圆心角20°左右的圆周相切，导致缺陷难以在图像中 体局部加速器CT检测[J]. 光学学报，2024，44（22）：
显示出来。因此，当前扫描模式下无法检测孔洞型 2211003．
型缺陷。 [7] 伍伟文，全超，刘丰林. 相对平行直线扫描CT滤波反
投影图像重建[J]. 光学学报，2016，36（9）：11-14.
[8] KONG H H，YU H Y．Analytic reconstruction approach
for parallel translational computed tomography[J]. Journal
of X-Ray Science and Technology，2015，23（2）：213-
228．
[9] GAO H W，ZHANG L，XING Y X，et al．Volumetric
imaging from a multisegment straight-line trajectory
图 8 孔洞缺陷重建结果 and a practical reconstruction algorithm[J]. Optical
Engineering，2007，46（7）：077004．
4 结语
[10] GAO H W，ZHANG L，CHEN Z Q，et al．Direct
有限角CT检测技术可应用于检测固体火箭发 filtered-backprojection-type reconstruction from a
动机脱黏类缺陷，无需发动机高精度旋转即可对发 straight-line trajectory[J]. Optical Engineering，2007，
46（5）：057003．
动机壳体附近局部区域进行CT成像。文章试验中，
[11] 张瀚铭. 直线轨迹CT重建算法研究[D]. 郑州：解放军
局部CT技术对平行于射线源方向的脱黏、分层型
信息工程大学，2013．
缺陷较为敏感，最小可检出厚度为0. 4 mm的脱黏缺 [12] 石常荣，肖永顺，李俊江，等. 基于WDCT网络的混凝
陷，但对垂直于射线源方向的裂纹型缺陷以及孔洞 土CT图像增强算法[J]. CT理论与应用研究，2021，
型缺陷的检测结果不理想。 30（1）：1-8．

15
2025 年 第 47 卷 第 3 期
无损检测