工业计算机断层扫描(CT)
工业CT
CT即计算机断层成像技术(Computed Tomography)，它是与一般辐射成像完全不同的成像方法。一般辐射成像是将三维物体投影到二维平面成像，各层面影象重叠，造成相互干扰，不仅图象模糊，且损失了深度信息，不能满足分析评价要求。CT是把被测体所检测断层孤立出来成像，避免了其余部分的干扰和影响，图象质量高，能清晰、准确展示所测部位内部的结构关系、物质组成及缺陷状况，检测效果是其它传统的无损检测方法所不及的。
ＣＴ技术首先应用于医学领域，形成了医学CT(MCT)技术，其重要作用被评价为医学诊断上的革命。ＣＴ技术成功应用于医学领域后，美国率先将其引入到航天及其它工业部门，另一些发达国家相继跟上，经过一段不长的时间，形成了CT技术又一个分支工业CT(Industrial Computed Tomography，ICT)，其重要作用被评价为无损检测领域的重大技术突破。
CT技术(MCT和ICT)应用十分广泛，医用CT已为人们所熟知。工业CT的应用几乎遍及所有产业领域，对航天、航空、兵工、部队等显得更为迫切。我国于1993年研制成功首台可供实用的工业CT机，并于1996年为航天部门设计生产了主要用于航天商品检测的首台商用工业CT机，现已开发出系列产品，其应用领域迅速扩大。
工业CT和医学CT在基本原理和功能组成是相同的，但因检测对象不同，技术指标和系统结构就有较大差别。医学CT检测对象是人体，单一而确定，性能指标和设备结构较规范，适于批量生产。工业CT检测对象是工业产品，形状、组成、尺寸和重量等千差万别，且测量要求不一，由此带来技术的复杂性和结构的多样化，专用性较强。本实验要求了解工业CT系统的基本组成与应用领域，掌握工业CT的基本原理及工业CT的一般实验方法，了解辐射维护方面的基本知识。
一 实验原理
1 CT的基本原理
CT是一种绝妙的成像技术，具有支撑它的数学、物理和技术基础。
早在19，丹麦数学家雷当(J.Radon)的研究工作已为CT技术建立了数学理论基础。他从数学上证明了，某种物理参量的二维分布函数，由该函数在其定义域内的所有线积分完全确定。该结论指出了，需要有无穷多个且积分路径互不完全重叠的线积分，才能精确无误地确定该二维分布，否则只能是实际分布的一个估计。该研究结果的意义在于：只要能够知道一个未知二维分布函数的所有线积分，则能求得该二维分布函数；获得CT断层图象，就是求取能反映断层内部结构和组成的某种物理参量的二维分布。当该二维分布函数已知，要将其转换为图象，则是一个简单的显示问题。因此，首要的问题是如何求取能反映被检测断层内部结构组成的物理参量二维分布函数的线积分。
物理研究指出，一束射线穿过物质并与物质相互作用后，射线强度将受到射线路径上物质的吸收或散射而衰减，衰减规律由比尔定律确定。可用衰减系数度量衰减程度。考虑一般性，设物质是非均匀的，一个面上衰减系数分布为。当射线穿过该物质面，入射强度的射线经衰减后以强度穿出，射线在面内的路径长度为，如图一 。
由比尔定律确定的及的关系如下：
图一 射线穿过衰减系数为的物质面
(1)
由(1)式可得 (2)
(2)式表明，射线路径L上衰减系数的线积分等于入射强度与出射强度之比的自然对数。和可用探测器测得，则路径L上衰减系数的线积分即可算出。推而广之，当射线以不同方向和位置穿过该物质面，对应的所有路径上的线积分值，均可照此求出，从而得到一个线积分集合。该集合若是无穷大，则可精确无误确定该物质面的衰减系数二维分布，反之，则是具有一定误差的估计。因为物质的衰减系数与物质的质量密度直接相关(当然还与原子序数有关)，故衰减系数的二维分布也可体现为密度的二维分布，由此转换成的断面图象能够展现其结构关系和物质组成。实际的射线束总有一定的截面，只能与具有一定厚度的切片或断层物质相互作用，故所确定的衰减系数或密度的二维分布以及它们的图象表示，应是一定体积的积分效应，绝不是理想的点、线、面的结合。
有了上述数学、物理基础后，为在工程技术上实现，避开硬件的技术要求，在方法上还需解决两个主要问题。首先是如何提取检测断层衰减系数线积分的数据集，其次是如何利用该数据集，确定出衰减系数的二维分布。解决第一个问题可采用扫描检测方法，即用射线束有规律地(含方向、位置、数量等)穿过被测体所检测断层并进行相应射线强度测量。解决第二个问题则是应用图象重建算法，即利用衰减系数线积分的数据集，按照一定的重建算法进行数学运算，解出衰减系数的二维分布并予以显示。
由此看出，CT成像与一般辐射成像最大不同之处在于：它用射线束扫描检测一个断层的方法，将该断层从被测体孤立
