提高蔡司工業(yè)CT測(cè)量精度的方法
關(guān)于如何提高蔡司工業(yè)CT測(cè)量精度的方法,三本精密儀器小編為大家講解如下方法:
1、改進(jìn)蔡司工業(yè)CT系統(tǒng)硬件性能
硬件性能的提高主要取決于設(shè)備制造商對(duì)系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn)。對(duì)于設(shè)備操作者來(lái)說(shuō),實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要對(duì)工業(yè)CT系統(tǒng)配備的射線源和探測(cè)器的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行關(guān)注,像探測(cè)器的探元尺寸、信噪比、動(dòng)態(tài)范圍:射線源的焦點(diǎn)尺寸、最大電壓、最大電流及功率等:轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度及運(yùn)動(dòng)方式(步進(jìn)或連續(xù))等。其他諸如系統(tǒng)是否選用花崗巖基座、空氣軸承、伺服電機(jī)作為系統(tǒng)部件,也是為確保工業(yè)CT系統(tǒng)擁有高運(yùn)動(dòng)精度及穩(wěn)定性而采取的硬件改進(jìn)措施。

2、提高工業(yè)CT軟件及數(shù)據(jù)后處理能力
工業(yè)CT數(shù)據(jù)后處理指重建后的三維體數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)軟件處理,由灰度圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為點(diǎn)云數(shù)據(jù),在這一過(guò)程之中,主要的誤差來(lái)源是1、邊界闕值的選擇;2、校準(zhǔn)標(biāo)尺的確定。
工業(yè)CT重建之后獲得物體三維體模型,在對(duì)這一數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)測(cè)量之前,首先需要選擇適當(dāng)?shù)年I值來(lái)分割材料與空氣或不同材料之間的邊界,也就是所謂的闕值分割。傳統(tǒng)的闕值分割算法使用IS050%方法確定材料邊緣,即在圖像灰度直方圖上選擇空氣與材料峰值之間中間位置作為物質(zhì)邊緣,但這種方法易受圖像質(zhì)量影響而誤差較大。因此通過(guò)改進(jìn)邊緣檢測(cè)算法,使用基于實(shí)際表面的邊緣檢測(cè)算法,通過(guò)搜索圖像法向方向像素變化,被證明確實(shí)可以提高邊緣檢測(cè)的精度。
前面我們介紹過(guò)對(duì)重建過(guò)程不利影響的兩個(gè)主要因素:射線硬化和散射輻射:減弱射線硬化影響可以通過(guò)在數(shù)據(jù)采集時(shí)放置前置濾波板來(lái)調(diào)節(jié),也可以通過(guò)后續(xù)硬化校正算法來(lái)改善。采用多項(xiàng)式擬合方法來(lái)校正硬化偽影,校正后硬化偽影得到有效控制。

3、優(yōu)化工業(yè)CT掃描參數(shù)選擇
蔡司工業(yè)CT掃描時(shí),參數(shù)的選擇和設(shè)定直接影響到X射線的成像質(zhì)量和檢測(cè)結(jié)果。在實(shí)際X射線檢測(cè)過(guò)程中,從實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備到獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般需要較長(zhǎng)的時(shí)間,當(dāng)研究某一參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量的影響時(shí),往往需要反復(fù)調(diào)整參數(shù),整個(gè)調(diào)整過(guò)程耗時(shí)、耗力。特別是在對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重的產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)尤為突出。同時(shí)操作者往往憑借自身經(jīng)驗(yàn)選擇實(shí)驗(yàn)參數(shù)組合,獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往是主觀的和非最優(yōu)的??梢酝ㄟ^(guò)X射線仿真工具模擬參數(shù)變化對(duì)工業(yè)CT成像的影響,模擬真實(shí)檢測(cè)過(guò)程,調(diào)整參數(shù)設(shè)置以獲得最佳的檢測(cè)效果,從而得到優(yōu)化的檢測(cè)方案,大大縮短檢測(cè)周期。
通過(guò)X射線仿真工具模擬真實(shí)檢測(cè)過(guò)程,通過(guò)讀取被檢樣品CAD文件獲取工件的三維結(jié)構(gòu)信息,在不需要真實(shí)工件的情況下,仿真模擬X射線檢測(cè)工件過(guò)程,獲得工件的X射線仿真圖像。
通過(guò)仿真程序可以快速獲得不同參數(shù)條件下可檢測(cè)的最小缺陷尺寸。改變掃描電壓、電流組合,工件內(nèi)部暗色缺陷從無(wú)到有,可以清晰直觀的對(duì)投影圖像的缺陷檢出能力進(jìn)行判斷,進(jìn)而優(yōu)化采集參數(shù)設(shè)置。

4、通過(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)模體降低測(cè)量系統(tǒng)誤差
通過(guò)使用特定結(jié)構(gòu)及材質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)模體,一方面可以用來(lái)研究工業(yè)工業(yè)CT測(cè)量特性:也可以通過(guò)對(duì)已知尺寸模體的測(cè)量將工業(yè)CT圖像測(cè)量結(jié)果(像素)轉(zhuǎn)換為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位(m),建立工業(yè)工業(yè)CT量值源流程也可以作為公認(rèn)模體實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間測(cè)量精度的比較,或CT系統(tǒng)與傳統(tǒng)CMM設(shè)備測(cè)量精度的比較,建立工業(yè)測(cè)試不確定度,推動(dòng)工業(yè)CT測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。

5、通過(guò)與傳統(tǒng)測(cè)量方法的配合使用提高工業(yè)CT測(cè)量精度
傳統(tǒng)工業(yè)測(cè)量方法像接觸式三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x只能夠測(cè)量復(fù)雜曲面上有限的點(diǎn),不能完整反映出曲面的形狀,雖然其單點(diǎn)測(cè)量精度較高但用有限的點(diǎn)去描述復(fù)雜曲面反而導(dǎo)致整體精度降低。而工業(yè)工業(yè)CT等光學(xué)測(cè)量法恰恰相反,非常適合于需要大規(guī)模測(cè)量點(diǎn)的自由曲面和復(fù)雜曲面的數(shù)字化。
通過(guò)使用精度更高的光學(xué)掃描儀對(duì)樣品進(jìn)行外部尺寸測(cè)量,利用傳統(tǒng)CMM設(shè)備測(cè)量外部尺寸精度更高的優(yōu)勢(shì)。來(lái)校正工業(yè)CT測(cè)量結(jié)果。這一方法結(jié)合了工業(yè)CT無(wú)損測(cè)量物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)手段測(cè)量外部精度更高的優(yōu)勢(shì),在實(shí)際應(yīng)用中確實(shí)提高了工業(yè)CT測(cè)量精度。
通過(guò)在工業(yè)CT系統(tǒng)上集成了其他測(cè)量裝置(像光學(xué)),使得在一臺(tái)工業(yè)CT設(shè)備上可以同時(shí)完成工業(yè)CT測(cè)量和光學(xué)測(cè)最,將工業(yè)CT真正變?yōu)橐环N專用的非接觸工業(yè)測(cè)量設(shè)備這一系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。通過(guò)融合光學(xué)測(cè)量和工業(yè)CT測(cè)量數(shù)據(jù)可以增強(qiáng)系統(tǒng)測(cè)量精度2可以方便將工業(yè)CT掃描與傳統(tǒng)光學(xué)掃描數(shù)據(jù)直接比較進(jìn)行測(cè)量誤差分析。
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