[科普中国]-ICT仿真技术

ICT仿真技术(Industrial Computerized Tomography)是一项集辐射、光学、电子、计算机等多种技术于一体、综合性强的高新技术。作为二十世纪八十年代发展起来的无损检测技术得到了飞速的发展1。

简介ICT(Industrial Computerized Tomography，工业计算机断层摄影）技术是一项集辐射、光学、电子、计算机等多种技术于一体、综合性强的高新技术。作为二十世纪八十年代发展起来的无损检测技术得到了飞速的发展1。

ICT仿真技术检测特点ICT仿真技术检测特点是不受试件材料种类、形状结构等因素影响，成像直观，分辨率高，尤其在检查复杂的构件方面显示了特有的优势。ICT的技术特点决定了其优越的应用价值，也使ICT受到普遍关注，对ICT应用的需求逐渐强烈起来1。

ICT仿真技术检测对象ICT仿真技术检测对象可从几毫米的陶瓷零件到直径2.4米，高度5.1米，重达47吨的火箭发动机等产品。

ICT成像原理现代ICT系统一般均由若干子系统组成，其典型子系统包括射线源、机械扫描系统、辐射探测器、计算机系统、图象显示系统及数据存贮设备等。

CT的独特之处在于：它不需要对物体作实质性的破坏，只需收集物体“侧面”各个方向的透视X光强度(这一过程称之为投影)，进而计算出物体的横截面图像，即断层切片图像。

当X射线穿过任何物质时，它会与物质的原子相互作用而引起能量衰减。衰减的射线强度与物体的材料成分、密度、尺寸及入射前的能量有关。也就是说，不同的物质成分对X射线具有不同的吸收系数；反之，通过测量物质对X线的吸收系数可以判定物质的组成成分。当一束X射线穿过物体时，它所经路径中所有物质对X射线吸收系数的总和都将反映在最后对X射线强度的测量结果中。ICT的成像原理正是建立在这个基础上，通过对穿过物体截面的X扫描线进行测量和运算，获取与物体体层空间位置一一对应的吸收系数从而恢复物体截面的结构信息。

ICT图像是计算出的数值阵列，图像上每一点为像素。像素的数值（CT值）与相应物体小体元的材料衰减系数的平均值成比例。试件上的某一缺陷能否被检测到，取决于这个缺陷是否引起所在位置像素值的变化。缺陷在像素对应的物体体元内所占比例越大，在图像上引起的反差也越大。反之则小，此缺陷也难检出。缺陷在图像上引起的反差大小除与缺陷本身大小有关外，还与射线源的焦点尺寸、探测器尺寸、机械系统精度、重建算法、扫描工艺等综合因素有关。像素尺寸是CT测量的最小量度，它与物体尺寸和重建矩阵有关1。

缺陷仿真技术ICT仿真技术是基于ICT成像原理来进行人工缺陷的仿真。西北工业大学的CBVCT图像工程中心从1994年开始，在国内率先尝试将ICT技术应用于CAD/CAM领域。先后获得了航空院校自选课题基金、航空科学基金和国家自然科学基金的资助。在基于ICT的仿真技术、应用等方面做了大量深入的研究，形成了自己的ICT系统仿真模块，此仿真模块包括三个部分：射线源系统、检测样本系统和探测器系统。

检测样本系统包括被检测试件的几何信息和材质信息。几何信息是定义被测试件的位置、几何尺寸等;材料信息的定义可通过文件的描述把材料的密度、衰减率等属性和对应的几何定义实体联系起来1。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所