在1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以前,想要在不打開盒子的情況下看清盒子里改的東西。幾乎是不可能的,除非盒子是用透明材料做成的,如今在車站或機(jī)場、不用打開旅客的行李進(jìn)行檢查,已經(jīng)司空見慣了。
在人類的科學(xué)研究、生產(chǎn)活動乃至醫(yī)療診斷中,類似不打開盒子符清盒子里的東西的問題可以說是成千上萬,隨時可以碰到。這種技術(shù)用一個術(shù)語來概括叫做無損檢測。這個術(shù)語出現(xiàn)在材料科學(xué)領(lǐng)域,因為任何材料嚴(yán)格地說都是完美無缺的,所以人們在使用這些材料時,會想到材料內(nèi)部不可避免存在的各種缺陷對它們的應(yīng)用到底有沒有影響,或?qū)⒄f有多大的影響,作為問題的步是先要弄清缺陷的大小、形狀、數(shù)量、位置以及它們的性質(zhì),也就是所謂的探傷,然后才有可能進(jìn)行對缺陷的影響作出材評價。
所謂無損檢測是相對破壞性檢測來說的。例如,檢測一塊鑄鐵毛坯,要看清內(nèi)部的氣孔,將其一片片鋸開固然是一種辦法,這樣做不僅耗費工時,材料因被徹底破壞而無法使用。人們當(dāng)然不會百分之百地把樣品都如此檢測一遍,只能相對于每種產(chǎn)品的不同批號、不同原料或者不同工藝進(jìn)行抽樣檢查、在沒有找到更好的方法以前,這種看似愚笨的方法對于大規(guī)模生產(chǎn)來說,也是一種辦法,抽樣檢查的結(jié)果從統(tǒng)計學(xué)的觀點看還是具有指導(dǎo)意義的,然而抽樣方法的檢測畢竟只具有統(tǒng)計意義,并不能完全代表未經(jīng)檢測的那些產(chǎn)品的質(zhì)量,抽樣的比例越小代表性越差。這樣的檢測方法對于重要性一般的產(chǎn)品,利于那些損壞后僅僅會造成有限經(jīng)濟(jì)損失的產(chǎn)品是可以接受的,如果對于重要性高的材料或零件,致命的缺陷可能意味著嚴(yán)重的后果,例如,飛機(jī)上小小零件的損壞很可能帶來機(jī)毀人亡的重大事故,這時抽樣檢測方法就顯得可靠性不夠了,人們顯然需要尋找更好的非破壞檢測方法,也就是材無損檢測方法,它不僅可以節(jié)約成本,還能保證所使用的材料或零件具有更高的可靠性。
如今,工業(yè)CT已經(jīng)被廣泛用于無損檢測,工業(yè)傳統(tǒng)掃描是一種的射線成像技術(shù),它能以二維或三維圖像的形式直觀、清晰、準(zhǔn)確地顯示樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成分、材料和缺陷,并且無損于被測物體。工業(yè)CT的基本原理是基于被測物體對輻射的衰減和吸收特性,這與物質(zhì)對輻射的吸收能力和性質(zhì)有關(guān)。因此,工業(yè)CT有的探測器可以顯示被探測物體內(nèi)放射性核素或其他放射源發(fā)射的具有一定能量和強(qiáng)度的X射線的衰減規(guī)律和分布,獲取物體內(nèi)部的詳細(xì)信息,后通過計算機(jī)信息處理和圖像重建技術(shù)以圖像的形式顯示出來。
無損檢測已成為檢測行業(yè)的發(fā)展方向。工業(yè)CT作為一種實用的無損檢測技術(shù),已廣泛應(yīng)用于航空、半導(dǎo)體、汽車、機(jī)械、高鐵、考古等領(lǐng)域。它能準(zhǔn)確地檢測出工件的內(nèi)部結(jié)構(gòu),且無損傷。
工業(yè)CT是從CT圖像中找出工件的缺陷,并獲得準(zhǔn)確的缺陷信息。你知道的許多CT技術(shù)都是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的CT技術(shù)。事實上,CT的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到工業(yè)測量行業(yè)。
近年來,泰琛測試技術(shù)(上海)有限公司引入德國Yxlon的設(shè)備,專注于為客戶提供工業(yè)CT掃描、無損檢測、顯微分析、材料分析、可靠性測試及失效分析等技術(shù)服務(wù)。
工業(yè)CT是一種工業(yè)CT斷層成像技術(shù),它能以二維或三維圖像的形式清晰、準(zhǔn)確、直觀地顯示被測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、成分、材料和缺陷,對被測物體無損傷。
工業(yè)CT的基本原理是基于被測物體對輻射的衰減和吸收特性,這與物質(zhì)對輻射的吸收能力和性質(zhì)有關(guān)。因此,探測器可以顯示被探測物體內(nèi)放射性核素或其他放射源發(fā)射的具有一定能量和強(qiáng)度的X射線的衰減規(guī)律和分布,獲取物體內(nèi)部的詳細(xì)信息,后通過計算機(jī)信息處理和圖像重建技術(shù)以圖像的形式顯示出來。
工業(yè)CT的優(yōu)點是什么?
(1)的定位使圖像更容易識別。傳統(tǒng)的射線檢測技術(shù)主要是將三維物體投影到二維平面上,容易造成圖像信息的疊加。如果要獲取圖像上的信息,很難準(zhǔn)確定位和定量測量目標(biāo)。工業(yè)CT檢測工件時,可以給出二維或三維圖像。待測目標(biāo)不受周圍細(xì)節(jié)特征的遮擋,得到的圖像很容易識別。直接從圖像中獲取目標(biāo)特征的具體空間位置、形狀和尺寸信息。
(2)高密度分辨能力,工業(yè)CT具有優(yōu)異的密度分辨能力,高質(zhì)量的CT圖像密度分辨力可達(dá)0.3%,比常規(guī)無損檢測技術(shù)至少高一個數(shù)量級。
(3)由于工業(yè)CT圖像直觀,圖像的灰度值與工件的材料、幾何結(jié)構(gòu)、成分和密度等特征相對應(yīng),不僅可以得到缺陷的形狀、位置和尺寸,而且可以確定缺陷的性質(zhì)。
泰琛測試對工業(yè)CT展開了多種研究,將工業(yè)CT應(yīng)用于:
(1)壁厚分析
可以方便地用于數(shù)據(jù)集處理,然后在CT數(shù)據(jù)3D像素數(shù)據(jù)集上自動定位不足區(qū)域或壁厚、過厚、過大間隙的位置,并計算壁厚或間隙大小,以彩色代碼顯示分析結(jié)果。
(2)缺陷檢測
缺陷檢測可以自動檢測不連續(xù)性,如氣孔、孔洞和夾雜物。基于CT的缺陷分析在鑄件、塑料件、BGAs等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。檢測出的缺陷可根據(jù)數(shù)量大小進(jìn)行顏色編碼,并可計算出位置、密實度、尺寸、形狀、坐標(biāo)等各缺陷參數(shù),便于對產(chǎn)品缺陷進(jìn)行分析。
(3)逆向工程
即使是復(fù)雜的裝配體,CT掃描之后也能將三維數(shù)據(jù)輸出到軟件之中,很容易獲得各個零件的三維圖像。
(4)數(shù)模比對
也稱CAD比較,直接將CT3D像素數(shù)據(jù)與CAD或其它CT3D像素數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,比傳統(tǒng)方法更有效,分析結(jié)果用顏色識別顯示。
(5)顯微分析
可以標(biāo)記不同的纖維方向,分析整個對象或用戶指定的“感興趣區(qū)域”,并將分析結(jié)果顯示在直方圖之中。
(6)三坐標(biāo)測量
CMM包括所有二維和三維測量功能,如幾何尺寸和公差可以直接通過CT掃描計算。
(7)流道提取
不需要網(wǎng)格直接對多孔多組分材料的CT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)級的虛擬流動和擴(kuò)散實驗,計算均勻材料的滲透率、彎曲度、形成因子、分子擴(kuò)散系數(shù)等性能,電阻率、導(dǎo)熱系數(shù)或孔隙率,以及各向異性樣品的張量材料特性。
(8)結(jié)構(gòu)力學(xué)模擬
可以計算某一對象CT體數(shù)據(jù)對象之中的機(jī)械應(yīng)力分布,并采用無網(wǎng)格有限元法,采用線性基函數(shù)和共軛梯度法進(jìn)行虛擬應(yīng)力測試,幫助您評估不連續(xù)性對零件穩(wěn)定性的影響。經(jīng)過分析,它還具有強(qiáng)大的導(dǎo)出功能,可以導(dǎo)出多種格式的圖像文本。
此外,工業(yè)CT還可以表征缺陷的密度分布,提供更好的測量方案。工業(yè)CT測量技術(shù)已成為解決復(fù)雜、疑難質(zhì)量問題的有效手段。它適用于大多數(shù)材料和尺寸的檢測任務(wù),與塑料工程、航空航天、汽車、電子、精密機(jī)械、科研檢測等領(lǐng)域的檢測需求無縫對接。
在上海,有的工業(yè)CT和無損檢測公司——泰琛測試技術(shù)(上海)有限公司,我們引入德國Yxlon的設(shè)備,專注于為客戶提供工業(yè)CT掃描、無損檢測、顯微分析、材料分析、可靠性測試及失效分析等技術(shù)服務(wù)以及認(rèn)證、培訓(xùn)、咨詢及設(shè)備代理一站式服務(wù)。