机械工程测试技术 第2版 教学课件 陈花玲 主编 9其它测试技术

1、在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址：http:/测试技术测试技术 其它测试技术其它测试技术(2)第九章第九章内内 容容 1、激光测量技术、激光测量技术 2、光纤传感器测量技术、光纤传感器测量技术 3、超声波检测技术、超声波检测技术 4、工业、工业CT检测技术检测技术 重点：重点：掌握各种测量方法的原理与应用场合掌握各种测量方法的原理与应用场合 激光特点：激光特点：n单色性单色性：激光的：激光的频率宽度频率宽度比普通光小比普通光小10倍

2、以上倍以上n方向性方向性：激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米：激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米n相干性相干性：两束光两束光在相遇区域内相互叠加后在相遇区域内相互叠加后,能形成较清晰的能形成较清晰的干涉图样干涉图样因此，在测量精度和测量范围上具有明显的优越性因此，在测量精度和测量范围上具有明显的优越性主要测量原理：主要测量原理： 干涉现象干涉现象 可测量：可测量：长度、位移、表面形状、变形长度、位移、表面形状、变形速度、转速、振动、流量速度、转速、振动、流量激光源波长：激光源波长： nm-um8.18.1激光测量技术激光测量技术8.1.1 8.1.1 激光测量技术简介激光测量技术简介原理：

3、原理：迈克尔逊干涉仪。迈克尔逊干涉仪。即：即：测定测定检测光检测光与与参考光参考光的的相位差相位差所形成的所形成的而测得物而测得物体长度。体长度。实现：实现： 工作台移动半个波长工作台移动半个波长 明暗条纹变化一次明暗条纹变化一次 计数器记录条纹变化次数。计数器记录条纹变化次数。 工作台移动距离为：工作台移动距离为：其中，其中， N 干涉条纹明暗变化次数干涉条纹明暗变化次数; 激光波长激光波长; n 空气的折射率。空气的折射率。nNx2/光电计数器8.18.1激光测量技术激光测量技术1)激光干涉激光干涉测长测长仪仪8.1.2 8.1.2 激光测量技术应用激光测量技术应用n激光干涉法测振仍然是以

4、激光干涉法测振仍然是以迈克尔迈克尔逊干涉仪逊干涉仪为基础，通过计算干涉为基础，通过计算干涉条纹数的变化来测量振幅。条纹数的变化来测量振幅。n振动一周，工作台来回变化振动一周，工作台来回变化4Am ，对应的条纹变化次数为对应的条纹变化次数为N，振幅，振幅为：为：842/NNAmffNc/ 激光干涉测振仪测量准确度主要决定于计数准确度。主要用于激光干涉测振仪测量准确度主要决定于计数准确度。主要用于机械振动测量机械振动测量，并已定为各国振动的并已定为各国振动的国家计量基准国家计量基准。GZ-1型激光干涉仪型激光干涉仪激光器激光器参参考考镜镜振动台振动台分光镜分光镜光电光电倍增管倍增管放大器放大器功率

5、功率放大器放大器信号信号发生器发生器计数器计数器测量镜测量镜输出输出8.18.1激光测量技术激光测量技术2)激光干涉激光干涉测振测振仪仪式中，次数式中，次数N是通过频率比是通过频率比 来测定的。来测定的。ffc生活中的多普勒效应现象：生活中的多普勒效应现象：n 火车汽笛声问题火车汽笛声问题 迎面而来时，频率增高；相对而去时，频率减低。迎面而来时，频率增高；相对而去时，频率减低。n信件邮递问题信件邮递问题 假定邮递员和外出者同为徒步行走，外出者保持每天假定邮递员和外出者同为徒步行走，外出者保持每天写一封信回家。写一封信回家。 外出者离家而去时，家人几天才收到一封信件；外出者离家而去时，家人几天才

6、收到一封信件； 外出者停止在某一地方时，家人每天收到一封信；外出者停止在某一地方时，家人每天收到一封信； 外出者返程时，家人一天可收到多封信。外出者返程时，家人一天可收到多封信。8.18.1激光测量技术激光测量技术激光多普勒效应激光多普勒效应n光学多普勒效应光学多普勒效应 光源与其接受器之间有光源与其接受器之间有相对运动相对运动时，接收器接收到的光波频率与时，接收器接收到的光波频率与光源发射频率的光波频率是不同的，这种现象叫做光源发射频率的光波频率是不同的，这种现象叫做光学多普勒效应。光学多普勒效应。8.18.1激光测量技术激光测量技术 其中，其中， 是无相对运动时反射或散射光的频率是无相对运

7、动时反射或散射光的频率( (光源频率光源频率) )， 是物体相是物体相对运动的速度，对运动的速度， 是光的速度，是光的速度， 是与物体运动方向和光源相对位置是与物体运动方向和光源相对位置有关的常数。有关的常数。cfkf 被接受器反射或散射的光的被接受器反射或散射的光的频率变化量频率变化量与与物体的运动速度物体的运动速度的变的变化关系如下：化关系如下：fkc静止光学系统静止光学系统运动粒子运动粒子基于光学多普勒效应的流速测量基本原理：基于光学多普勒效应的流速测量基本原理： 当激光光源发射的激光照射到随流体当激光光源发射的激光照射到随流体运动运动的粒子上时，粒子所接收到的粒子上时，粒子所接收到的光

8、波频率与光源发射的光波频率是不同的；的光波频率与光源发射的光波频率是不同的； 粒子作为一个光源将接收到的光波向外散射，光接收器所接收到的粒子作为一个光源将接收到的光波向外散射，光接收器所接收到的散散射光频率与激光光波频率之差值与运动粒子的速度成正比射光频率与激光光波频率之差值与运动粒子的速度成正比。8.18.1激光测量技术激光测量技术3)激光多普勒激光多普勒测速测速仪仪利用光学多普勒效应和光干涉原理利用光学多普勒效应和光干涉原理n组成激光测速系统的主要光学部件：组成激光测速系统的主要光学部件： 激光光源激光光源:一般采用小功率氦一般采用小功率氦氖激光器氖激光器 或采用大功率氩离子激光器（高速气

9、流）或采用大功率氩离子激光器（高速气流） （固体激光器、液体激光器、半导体激光器）（固体激光器、液体激光器、半导体激光器） 气体单色性好气体单色性好但功率小、固体单色性差但功率大但功率小、固体单色性差但功率大 入射光系统入射光系统:光束分离器、发射光栏、发射透镜光束分离器、发射光栏、发射透镜 收集光系统收集光系统:接收光栏、接收透镜、光检测器接收光栏、接收透镜、光检测器n激光可在被测速度点聚焦成很小的一个测量点，其分辨力很高激光可在被测速度点聚焦成很小的一个测量点，其分辨力很高。n在航空航天、热物理工程、机械运动测量等方面广泛应用。在航空航天、热物理工程、机械运动测量等方面广泛应用。 8.18

10、.1激光测量技术激光测量技术激光多普勒测速系统组成激光多普勒测速系统组成8.18.1激光测量技术激光测量技术4)激光多普勒激光多普勒测振测振仪仪单点单点激光多普勒测振系统激光多普勒测振系统 （振动速度）（振动速度） 振动体 扫描扫描式激光测振仪由扫描式式激光测振仪由扫描式光学头、控制器、连接箱和数光学头、控制器、连接箱和数据管理系统等组成。据管理系统等组成。 在测量区域可以实现：在测量区域可以实现： 利用三个光学头对被测物利用三个光学头对被测物体同时进行高分辨率体同时进行高分辨率3D3D测量测量 美观的美观的3-D3-D动态结果显示动态结果显示 FEM FEM软件和模拟数据界面软件和模拟数据界

11、面 8.18.1激光测量技术激光测量技术周期加筋板振动测量周期加筋板振动测量PSV-400-3D 扫描式扫描式激光测振仪激光测振仪8.18.1激光测量技术激光测量技术激励点在左边激励点在左边激励点在中边激励点在中边8.18.1激光测量技术激光测量技术便携式激光测振仪便携式激光测振仪8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术.1概述概述光纤特点光纤特点n信息传输量大信息传输量大n灵敏度高、抗干扰性强灵敏度高、抗干扰性强n体积小、可弯曲、极易接近被测对象、可非接触测量体积小、可弯曲、极易接近被测对象、可非接触测量 n耐高压、耐腐蚀耐高压、耐腐蚀测量对象测量对象n位移、温度、压

12、力、速度、加速度、液面、流量位移、温度、压力、速度、加速度、液面、流量 光纤结构光纤结构纤芯纤芯575m 纤芯：纤芯：掺杂二氧化硅，掺杂二氧化硅，575 um包层包层: 纯二氧化硅，纯二氧化硅，100 200um涂敷层：涂敷层：硅铜，增加机械强度硅铜，增加机械强度护套：护套：尼龙，保护作用尼龙，保护作用原理：原理：全反射全反射原理原理 纤芯折射率大于包层折射率纤芯折射率大于包层折射率，包层，包层介面存在产生全反射的介面存在产生全反射的界面临界角界面临界角c ，相对应的光纤端面存在相对应的光纤端面存在端面临界入射端面临界入射角角a 。 如果端面入射角如果端面入射角0小于端面临界入小于端面临界入射

13、角射角a ，则光线进入光纤后，当射到，则光线进入光纤后，当射到光纤的内包层界面时，界面入射角光纤的内包层界面时，界面入射角大于临界角大于临界角c ，满足全反射条件，满足全反射条件，光光线将在纤芯和包层的界面上不断地产线将在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向前传播生全反射而向前传播。222101sinnnna 可以证明可以证明临界入射角：临界入射角：8.2.2 光纤传光原理光纤传光原理8.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术纤芯包层光源吸收外壳a a应该大还是应该小？应该大还是应该小？称其为数值孔径，表示其集光本领。称其为数值孔径，表示其集光本领。1 1）非功能型）非功能型/ /传光型传光

14、型光纤只起到接收、传输光的作用，光纤只起到接收、传输光的作用，不改变光的性质不改变光的性质在调制区，在调制区，光纤是不连续的光纤是不连续的，被测量借助其它功能元件对光产，被测量借助其它功能元件对光产生作用生作用通过通过输出端的光电元件输出端的光电元件转换成电信号转换成电信号8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术典型类型：典型类型：传光型传光型/传感型传感型 2 2）功能型）功能型/ /传感型传感型光纤对外界信息有敏感能力和检测能力光纤对外界信息有敏感能力和检测能力 在外界环境因素在外界环境因素( (如温度、压力、电场、磁场等如温度、压力、电场、磁场等) )改变时，光纤的改变时，光纤的

15、传光特性会发生变化传光特性会发生变化在调制区，在调制区，光纤是连续的光纤是连续的，被测量直接对光纤作用被测量直接对光纤作用，以改变传光，以改变传光性能性能通过通过输出端的输出端的光电元件转换成电信号光电元件转换成电信号8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术8.2.3 8.2.3 应用应用1 1）光纤位移传感器）光纤位移传感器非功能型非功能型/ /传光型传光型光源光源发射光纤发射光纤被测物体被测物体接收光接收光纤纤光电检测光电检测信信号调理、处理号调理、处理 输输出出电压与位移在一定电压与位移在一定范围成线性关系范围成线性关系可用于可用于非接触式微小位移非接触式微小位移测量测量表面粗糙

16、度测量表面粗糙度测量8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术交汇面和距离有关发发射射光光纤纤接接收收光光纤纤发射光纤发射光纤接收光纤接收光纤2 2）光纤液位计）光纤液位计非功能型非功能型/ /传光型传光型8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术 利用光纤头在空气及水中的折射率不同测量液位利用光纤头在空气及水中的折射率不同测量液位液位调制光强，根据其减弱的幅度获得液位信息液位调制光强，根据其减弱的幅度获得液位信息光纤本体的光纤本体的顶端加工成顶端加工成棱镜状棱镜状光纤的包层剥去一光纤的包层剥去一部分，且将裸露部部分，且将裸露部分弯曲成分弯曲成U字形状字形状将微型棱镜安装在光将微型

17、棱镜安装在光纤的顶部纤的顶部浸入液浸入液体时光强变化大体时光强变化大3 3）光纤压力传感器）光纤压力传感器功能型功能型/ /传感型传感型压力传感压力传感 光弹性效应光弹性效应, ,导致光纤导致光纤折射率变化折射率变化，使传播光的，使传播光的相位变化和偏振相位变化和偏振面旋转面旋转 光纤局部变形光纤局部变形，由于，由于折射率不连续折射率不连续变化导致变化导致传播光散乱传播光散乱而增加而增加损耗，从而引起损耗，从而引起光的振幅光的振幅变化。变化。 光光电电二二极极管、管、测测量量电电路路光光源源8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术最小检测声压力为最小检测声压力为1Pa4 4）物体计数）

18、物体计数8.28.2光纤传感器测量技术光纤传感器测量技术8.38.3超声波检测技术超声波检测技术8.3.1 超声波简介超声波简介n超声波是一种超声波是一种机械振动波，是纵向振动的弹性机械波机械振动波，是纵向振动的弹性机械波n超声波频率范围超声波频率范围: :频率超过频率超过2OkHz2OkHz的声波的声波 （听觉范围频率在（听觉范围频率在20Hz-2OkHz20Hz-2OkHz，次声波频率小于，次声波频率小于20Hz20Hz）n超声波探伤常用的频率范围：超声波探伤常用的频率范围：1MHz1MHz10MHz10MHzn超声波在工件中的传播频率主要由探头决定。例如型号为超声波在工件中的传播频率主要

19、由探头决定。例如型号为2.5P202.5P20的探头发射的超声波，频率为的探头发射的超声波，频率为2.5MHz2.5MHz。n声速的大小取决于材料，例如钢的纵波声速为声速的大小取决于材料，例如钢的纵波声速为5900m/s5900m/s、陶瓷的纵、陶瓷的纵波声速为波声速为530053006900m/s6900m/sn波长声速波长声速/ /频率。波长的大小影响到可以探测的最小缺陷。频率。波长的大小影响到可以探测的最小缺陷。波动方程：波动方程：振幅大小：振幅大小：衰减系数：衰减系数：)cos()(kxtxAA8.38.3超声波检测技术超声波检测技术xeAxA0)(2af测量原理：测量原理：利用波的反

20、射、折射、衰减等物理特性进行测量。利用波的反射、折射、衰减等物理特性进行测量。 可见：幅值随距离增大而衰减，而衰减系数随频率增大而增大。可见：幅值随距离增大而衰减，而衰减系数随频率增大而增大。 超声波在介质中传播的大小取决于：介质特性、声源几何形状、超声波在介质中传播的大小取决于：介质特性、声源几何形状、尺寸、超声波频率尺寸、超声波频率特点：特点：1 1）频率高波长短：绕射现象小，方向性好，能够成为射线定向传播；）频率高波长短：绕射现象小，方向性好，能够成为射线定向传播；2 2）穿透本领大：在液体、固体中衰减很小，能够穿透近几十米；）穿透本领大：在液体、固体中衰减很小，能够穿透近几十米；3 3

21、）碰到杂质或分界面会产生显著反射；）碰到杂质或分界面会产生显著反射；4 4）对人体无害。）对人体无害。5 5）频率对声速影响不明显，但温度对声速有一定影响，当测量精度要求很高时需要校正；）频率对声速影响不明显，但温度对声速有一定影响，当测量精度要求很高时需要校正；6 6）对工作表面要求平滑；）对工作表面要求平滑；7 7）要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类，对缺陷没有直观性；）要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类，对缺陷没有直观性；8 8）只有障碍物尺寸大于波长的）只有障碍物尺寸大于波长的1/21/2时超声波才能反射，即不能检测尺寸小的缺陷。时超声波才能反射，即不能检测尺寸小的缺陷。应用：

22、应用：；2 2）在工业中广泛地用于尺寸、深度、液位、流量、粘度、厚度、距离以及探伤等参数的检）在工业中广泛地用于尺寸、深度、液位、流量、粘度、厚度、距离以及探伤等参数的检测。测。8.38.3超声波检测技术超声波检测技术 在在均匀的材料中均匀的材料中：缺陷存在缺陷存在 材料不连续材料不连续 界面界面声阻抗不一致声阻抗不一致 发生反射发生反射 反射反射能量大小能量大小与交界面两边介质与交界面两边介质声阻抗的差异声阻抗的差异和交界面的和交界面的取向、大小取向、大小有关。有关。8.38.3超声波检测技术超声波检测技术1）超声波探伤）超声波探伤无损检测无损检测8.3.2 超声波检测技术应用超声波检测技术

23、应用斜声束斜声束直声束直声束探伤的探伤的5个组成要素：个组成要素：n仪器：仪器：电子设备，提供发射脉冲去激励探头，接收电子设备，提供发射脉冲去激励探头，接收/放大放大/显示信显示信号号n探头：探头：核心为压电晶片，发射核心为压电晶片，发射/接收超声波接收超声波n试块：试块：探伤的基本原理是将试块上的人工伤与实际被检测的工件探伤的基本原理是将试块上的人工伤与实际被检测的工件，对比。，对比。n工艺工艺/标准：标准：规范探伤的方法规范探伤的方法/步骤等步骤等n检测人员检测人员8.38.3超声波检测技术超声波检测技术例如：例如：测量钢工件缺陷测量钢工件缺陷 缺陷和钢材料缺陷和钢材料之间交界面之之间交界

24、面之间的声阻抗不同间的声阻抗不同 发射的超声波遇到该界面发发射的超声波遇到该界面发生反射生反射 反射能量被探头接收反射能量被探头接收, ,反射波反射波出现的出现的时间时间反映了缺陷在被检测反映了缺陷在被检测材料中的深度，反射波的材料中的深度，反射波的高度高度和和形状形状因不同的缺陷而不同，反映因不同的缺陷而不同，反映了缺陷的性质。了缺陷的性质。 缺陷缺陷被测被测体体缺陷缺陷 被测被测体体探头探头探伤面探伤面脉脉 冲冲振荡器振荡器接收器接收器示波器示波器超声波探伤技术应用超声波探伤技术应用8.38.3超声波检测技术超声波检测技术缺陷的反射信号中包含了缺缺陷的反射信号中包含了缺陷类型、尺寸、深度等

25、信息陷类型、尺寸、深度等信息 相同位置、不同大小的缺陷相同位置、不同大小的缺陷缺陷位置相同的情况下，面积大的反射的回波幅度高缺陷位置相同的情况下，面积大的反射的回波幅度高8.38.3超声波检测技术超声波检测技术超声无损探伤电路原理图超声无损探伤电路原理图在同步电路控制下，发射电路产生在同步电路控制下，发射电路产生脉脉冲波冲波激励超声探头激励超声探头发射超声波发射超声波超声波遇到缺陷后产生反射信号超声波遇到缺陷后产生反射信号接收放大电路对反射信号接收放大电路对反射信号放大放大 门控电路门控电路排除排除同步发射信号及底面反同步发射信号及底面反射回波信号而射回波信号而选出缺陷信号选出缺陷信号 高速高

26、速A/DA/D电路实时电路实时采祥采祥，CPU-CPU-TMS320C25TMS320C25对采样数据进行一系列对采样数据进行一系列处处理（相关分析、理（相关分析、FFTFFT、特征提取等）、特征提取等）计算结果计算结果缺陷的类型及尺寸，由显缺陷的类型及尺寸，由显示电路示电路显示。显示。 8.38.3超声波检测技术超声波检测技术8.38.3超声波检测技术超声波检测技术超声波探伤超声波探伤工业应用工业应用注意：注意：在超声波探伤中，在超声波探伤中，工件表面常涂抹工件表面常涂抹耦合剂耦合剂，原因是若工件表面不是原因是若工件表面不是十分光滑，探头与工件十分光滑，探头与工件表面的空气间隙，会使表面的空

27、气间隙，会使超声波完全反射，造成超声波完全反射，造成探伤结果不准确和无法探伤结果不准确和无法探伤。探伤。2）超声波测距技术）超声波测距技术 超声测距最常用的方法是超声测距最常用的方法是回声探测法。回声探测法。 原理：原理：当声速当声速c确定之后，测得超声波往返的时间确定之后，测得超声波往返的时间t 利用利用s=ct/2可求得距离：可求得距离：222hsd 8.38.3超声波检测技术超声波检测技术超声波测厚仪工作原理超声波测厚仪工作原理 超声波超声波就是利用就是利用超声波在不同介质界面上超声波在不同介质界面上（试件上下表面）的（试件上下表面）的反射反射性质而工作的。性质而工作的。 主要测量主要测

28、量发射到接收发射到接收的的时间时间间隔，如果已知超声间隔，如果已知超声波在试件中传播波在试件中传播速度速度，则，则厚度厚度h就可求得。就可求得。3）超声波测厚）超声波测厚8.38.3超声波检测技术超声波检测技术 用于无损检测的射线有用于无损检测的射线有X X射线、射线、射线、中子射线三种（电射线、中子射线三种（电磁波）；磁波）； X X射线和射线和射线广泛用于压力容器焊缝和其他工业产品、结射线广泛用于压力容器焊缝和其他工业产品、结构材料的构材料的缺陷检测缺陷检测，而中子射线仅用于一些特殊场合。，而中子射线仅用于一些特殊场合。 X X射线检测最主要的应用是探测试件射线检测最主要的应用是探测试件内

29、部的宏观几何缺陷内部的宏观几何缺陷，采用采用射线照相法射线照相法进行检测。进行检测。 原理：原理：射线照相方法利用射线照相方法利用射线通过物体时会发生吸收和散射射线通过物体时会发生吸收和散射，材料中有缺陷会影响射线的吸收和散射，则测量射线达到探测。材料中有缺陷会影响射线的吸收和散射，则测量射线达到探测。 射线射线另一特性是能够使胶片感光另一特性是能够使胶片感光，底片上有缺陷部位与无缺，底片上有缺陷部位与无缺陷部位的陷部位的黑度图像黑度图像不一样，这样，就可以判断出缺陷的种类、数不一样，这样，就可以判断出缺陷的种类、数量、大小等。量、大小等。8.48.4工业工业CTCT检测技术检测技术X射线检测

30、简介射线检测简介8.4.1 概述概述注意：注意：X射线检测是透射法！射线检测是透射法！ 超声波超声波 X X射线射线适用对象适用对象一般用在一般用在厚板厚板上，探测深度可上，探测深度可达达3m3m左右左右比较适合检测比较适合检测50mm50mm，最多，最多500mm500mm厚以下的厚以下的薄板薄板原理原理机械波的反射机械波的反射电磁波的透射电磁波的透射缺陷特征缺陷特征适合检测与超声波适合检测与超声波垂直垂直的缺陷的缺陷适合检测与适合检测与X X射线射线平行平行的缺陷的缺陷灵敏性灵敏性比比X X射线探伤具有较高的探伤射线探伤具有较高的探伤灵敏度灵敏度透视灵敏度高，结果较直观透视灵敏度高，结果较

31、直观影响影响对人体无害对人体无害辐射对人、对设备有影响辐射对人、对设备有影响特殊要求特殊要求对工作表面要求平滑对工作表面要求平滑常加耦合剂常加耦合剂必须有防护措施必须有防护措施成本成本成本低、灵活方便成本低、灵活方便费用高，设备较重费用高，设备较重8.48.4工业工业CTCT检测技术检测技术X射线射线与与超声波超声波探伤的比较探伤的比较工业工业CT是在是在X射线基础上发展起来的一种无损检测技术。射线基础上发展起来的一种无损检测技术。8.4.2 工业工业CT简介简介计算机断层成像技术计算机断层成像技术原理：原理：一束一束单色单色X X线线经过距离为经过距离为d d的一个均质小体，由于的一个均质小

32、体，由于射线与物质相互作用射线与物质相互作用而衰减，即：入射的而衰减，即：入射的X X线强度线强度I I0 0和出射的和出射的X X线强度线强度I I的关系：的关系：8.48.4工业工业CTCT检测技术检测技术 通过多次测量，获得多个不同衰减系数组成的方程，联立可求得各通过多次测量，获得多个不同衰减系数组成的方程，联立可求得各个衰减系数。个衰减系数。 如果两维扫描，就可以获得该物质衰减系数的两维分布如果两维扫描，就可以获得该物质衰减系数的两维分布(x,y)(x,y)。 II0ed，值为均匀材料的线吸收系数值为均匀材料的线吸收系数如果是多个不同系数的物质（设等厚度）构成，如果是多个不同系数的物质

33、（设等厚度）构成， 则有：则有： II0e-(1+2+3+)d，值由多块不同衰减系数决定值由多块不同衰减系数决定I0I 由于物质的由于物质的衰减系数衰减系数与物质的与物质的质量密度质量密度直接相关，所以衰减系数直接相关，所以衰减系数的二维分布可以体现出密度的二维分布。的二维分布可以体现出密度的二维分布。 显然，转换成的断面图像能够表示该断面物质的两维组成，从而显然，转换成的断面图像能够表示该断面物质的两维组成，从而达到达到CTCT成像的目的，因此，成像的目的，因此，成像的本质是获得断层内部质量分布的图成像的本质是获得断层内部质量分布的图像。像。8.48.4工业工业CTCT检测技术检测技术 用一

34、束经过准直的用一束经过准直的X X线，线，围绕围绕物体断层进行扫描物体断层进行扫描处于相对侧的检测器对穿出的处于相对侧的检测器对穿出的X X线进行检测，形成一系列投影图线进行检测，形成一系列投影图用计算机对投影数据按特定的数学模型作图像重建获得片状横向断层图像用计算机对投影数据按特定的数学模型作图像重建获得片状横向断层图像CTCT与一般与一般X X辐射成像的区别：辐射成像的区别：一般一般X X辐射成像辐射成像：将三维物体投影到二维平面成像，：将三维物体投影到二维平面成像，各层面影像重各层面影像重叠会造成相互干扰叠会造成相互干扰，图像模糊且损失了深度信息，不能满足精密，图像模糊且损失了深度信息，

35、不能满足精密分析评价要求分析评价要求CTCT成像成像：把被测物体所检测：把被测物体所检测断层断层孤立出来孤立出来单独成像单独成像，避免了其余，避免了其余部分的干扰；图像质量高部分的干扰；图像质量高清晰准确显示所检测部位内部的清晰准确显示所检测部位内部的结结构关系构关系、物质组成物质组成及及缺陷状况缺陷状况，检测效果好，检测效果好工业工业CT特点：特点：F能准确地再现物体内部的三维立体结构能准确地再现物体内部的三维立体结构F能够定量地提供物体内部的物理、力学等特性，识别内部缺陷和能够定量地提供物体内部的物理、力学等特性，识别内部缺陷和位置位置8.48.4工业工业CTCT检测技术检测技术8.4.3 工业工业CT组成组成F射线源（高能、低能）射线源（高能、低能）F前后准直器前后准直器F探测器（种类很多）探测器（种类很多）F机械扫描