近年來,工業(yè)CT在尺寸測量領域經(jīng)歷了獨特的發(fā)展與進步,使得許多原本復雜的測試任務得到合理的解決,與光學CMM測量技術相比越來越具有競爭力。在測量領域,工業(yè)CT技術的優(yōu)勢在于可以對產(chǎn)品的內(nèi)外結構和尺寸進行無損測量,一次掃描即可同時完成產(chǎn)品的尺寸檢測與材料質(zhì)量控制,這是工業(yè)CT在傳統(tǒng)工業(yè)測量領域建立了獨特的優(yōu)勢,相比于傳統(tǒng)接觸式的或光學設備的難以探測內(nèi)部結構的掃描方式,使用工業(yè)CT技術將是一個理想的解決方案。但是,由于工業(yè)CT測量過程受很多復雜因素影響,目前為止對于工業(yè)CT設備的測量精度及置信度尚無法給出確切的回答,這也成為限制工業(yè)CT測量技術發(fā)展的瓶頸。因此,填補現(xiàn)有工業(yè)CT系統(tǒng)在測量精度及置信度表征領域的空白,為科研生產(chǎn)提供可信及可追溯性工業(yè)CT測量數(shù)據(jù)具有重要意義。
工業(yè)CT測量誤差主要來源分析可以從以下幾個方面著手,尤其需要注意的是在利用高精度外部尺寸測量結果對工業(yè)CT數(shù)據(jù)進行校準時,尤其對于使用平板探測器的系統(tǒng)來說,需要校準的尺寸應包含樣品X-Y和X-Z兩個平面(即平行和垂直與探測器的平面),工業(yè)CT數(shù)據(jù)在這兩個方向上單個像素尺寸往往并不相等,這取決于重建矩陣的選擇。故在工業(yè)CT掃描過程中,應盡量避免樣品放置時上下端面與射線平行,或者說應該盡量避免樣品上下端面垂直于旋轉軸,否則導致樣品上下端面應采樣不足,帶來SDK重建為引,消除因采樣不足導致的重建為引可以通過改變樣品的放置方式來解決,例如以15度放置。
從投影重建圖像過程中,主要的影響因素來自于射線硬化及射線散射帶來的圖像,硬化和散射偽影,導致圖像灰度分布,偏離真實分布,給后續(xù)測量及閾值風格帶來困難,這些偽影如果不經(jīng)過適當?shù)男U?,會導致測量的可靠性降低。
一般來說減弱射線硬化影響,可以通過在采集數(shù)據(jù)時放置前置濾波板來調(diào)節(jié),也可以通過后續(xù)硬化校正算法來改善。
數(shù)據(jù)處理過程中影響工業(yè)CT測量的主要因素有邊界閾值的選擇。例如工業(yè)CT重建之后獲得物體的三維模型,在這一數(shù)據(jù)進行測量之前,首先需要選擇適當?shù)挠蛑邓惴▉矸指畈牧吓c空氣或不同材料之間的邊界,也就是所謂的邊緣檢測過程,傳統(tǒng)的閾值算法可能不夠,現(xiàn)在我們將通過改進算法,例如使用基于實際表面的邊緣檢測算法,或通過搜索圖像法的方向像素變化能提高邊緣檢測的精度。
雖然硬化、散射偽影和FDK重建偽影導致工業(yè)CT的圖像灰度分布偏離真實的分布給后續(xù)的測量及閾值分割帶的困難,但是,我們通過軟件和提高算法進行校正,會減少誤差,將工業(yè)CT的測量精度提高,在可接受的范圍內(nèi)。
傳統(tǒng)的cmm測量方案與工業(yè)CT相比各有優(yōu)劣,而提高工業(yè)CT測量精度,主要與工業(yè)CT的檢測工藝以及算法相關。也就是說,穩(wěn)定的設備,經(jīng)驗豐富的檢測工程師,加上非常給力的的重建軟件,泰琛測試已經(jīng)將工業(yè)CT的掃描精度提升好幾個層次,尤其是對產(chǎn)品內(nèi)部尺寸的測量,相對于光學掃描測量方案,工業(yè)CT有著無與倫比的優(yōu)勢。