无损检测用工业CT几何尺寸校准方法的研究_张健.pdf
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1、 Research&Discussion182023.1引言工业CT是工业用计算机断层成像技术的简称,它能在对被检测物体无损伤条件下,以二维断层图像或三维立体图像的形式,清晰、准确、直观地展示被检测物体的内部结构、组成、材质及缺损状况,被誉为当今最佳无损检测(NDT)与无损评价(NDE)技术1。工业CT技术涉及核物理学、微电子学、光电子技术、仪器仪表、精密机械与控制、计算机图像处理与模式识别等多学科领域,是一种技术密集型的高科技产品2。工业CT主要由射线源、机械扫描系统、探测器系统、计算机系统和屏蔽设施等组成,其结构示意图如图1所示3。图1 工业CT结构示意图工业CT可以用于被测物体壁厚分析、
2、缺陷检测、几何尺寸测量和逆向工程等,如分析工件内部壁厚不足或间隙过大的位置,检测工件中气孔、孔洞和夹杂物,构建单独零部件的三维图像的逆向工程,以及工件内部几何尺寸测量等。广泛应用于汽车、材料、铁路、航天、航空、军工和国防等产业领域,为航天运载火箭及飞船与太空飞行器的成功发射、航空发动机的研制、大型武器系统检验与试验、地质结构分析、铁道车辆提速重载安全、石油储量预测、机械产品质量判定等提供了的重要技术手段。由于目前国内还没有工业CT几何参数校准的国家计量技术规范,当前的设备校准没有方法依据,量值溯源是一空白领域,开展工业CT几何参数校准技术研究是一项迫切任务。本文重点对无损检测用工业CT几何尺寸
3、校准方法进行研究。1 工业CT探测误差校准技术研究1.1 探测误差的概念探测误差是工业CT机械系统、传感器及附加装置(如连接部件)的全系统三维误差。该误差由整个坐标测量系统,特别是探测器的误差决定,如噪声、量化误差、实物标准器的材料和几何结构的影响、传感器的校准误差、数据处理及软件重构算法等4。无损检测用工业CT 几何尺寸校准方法的研究Research on Calibration Method of Geometric Size of Computerized Topography for Non Destructive Testing张健1 唐莹1 曹丛1 胡安继1 武春利2 王传海1(1
4、.山东省计量科学研究院,济南市 250014;2.中国石油集团济柴动力有限公司,济南市 250306)Zhang Jian1 Tang Ying1 Cao Cong1 Hu Anji1 Wu Chunli2 Wang Chuanhai1(1.Shandong Institute of Metrology,Jinan 250014;2.CNPC Jichai Power Company Limited,Jinan 250306)【摘要】文章对工业CT几何参数校准方法,2D、3D模式下探测误差和长度测量误差的校准方法进行了研究,并采用不同标准器进行校准,克服了不同测量模式间的差异。项目成果对于规范
5、工业CT几何参数校准工作,提升无损检测的评价质量,促进汽车、新材料、装备制造、航空航天、国防领域高质量发展具有重要意义。【关键词】工业CT无损检测几何参数校准Abstract:The paper research on the calibration method of geometric parameters of computerized topography for non destructive testing,probing error and length measurement error in the 2D and 3D modes,which uses different s
6、tandards to overcome the differences of testing modes.Achievements are to guide the calibration of geometric parameters of computerized topography,improve the evaluation quality of non destructive testing,which is beneficial to motor,material,equipment manufacture,aerospace and national defense fiel
7、ds etc.Key words:Industrial Computerized TopographyNon Destructive TestingGeometric ParametersCalibration收稿日期:2022-10-12作者简介:张健(1976-)男,汉族,工程技术应用研究员,硕士研究生,2003年毕业于山东大学控制科学与工程学院,主要从事几何量计量检定校准和检测技术研究工作。探讨交流 Research&Discussion202023.1次,取3次测量平均值作为量块测得值La,以量块测得值La与标准值Lr之差作为2D长度测量误差EL,2D。EL,2D=La-Lr(6)式中
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