1895年,倫琴率先發(fā)現(xiàn)X射線并于1901年被授予首次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 针蜀。作為20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一页更,不僅為開創(chuàng)醫(yī)療影像技術(shù)鋪平了道路,更為此后CT技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)捷仓。
前不久锹嫌,F(xiàn)rost & Sullivan咨詢公司將“2015年全球在線CT系統(tǒng)市場(chǎng)產(chǎn)品領(lǐng)袖獎(jiǎng)”授予來自德國的卡爾蔡司。以光學(xué)技術(shù)領(lǐng)先全球的蔡司一直專注于創(chuàng)新新蟆,其在在線計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)上的卓越表現(xiàn)就是一個(gè)很好的例子觅赊。通過蔡司的CT系統(tǒng),客戶能在數(shù)秒之內(nèi)對(duì)一個(gè)部件進(jìn)行整體掃描琼稻,并輕松獲取部件的全部三維數(shù)據(jù)吮螺。
CT系統(tǒng)在工業(yè)上的啟用,令所見即所知的愿望成真帕翻。全新視角觀察部件鸠补,確保可對(duì)其產(chǎn)品及生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化嘀掸。在工業(yè)應(yīng)用中紫岩,傳統(tǒng)CT技術(shù)主要用于進(jìn)行無損檢測(cè)(NDT),確定工件內(nèi)部是否存在缺陷睬塌。我們通常將具備可識(shí)別內(nèi)部缺陷的工件視為次品泉蝌,無關(guān)乎其缺陷程度。出于這個(gè)原因揩晴,即使CT系統(tǒng)存在一些實(shí)質(zhì)性的測(cè)量誤差勋陪,或者是在測(cè)量時(shí)存在顯著的“偏離”,我們都是完全可以接受的擂奇。精確和可重復(fù)的測(cè)量需要特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)嘶逝。舉例來說,即使是一個(gè)能夠產(chǎn)生真實(shí)圖像的便攜式掃描器拱削,但如果需要更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)拄抄,同樣需要結(jié)合一個(gè)合適的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)。
如果空隙在工件外側(cè)扎输,通過目視就可以很容易的進(jìn)行識(shí)別并評(píng)估徽探。而內(nèi)部空隙的處理則較為困難治东,用于識(shí)別這些空隙的技術(shù)主要包括二維射線檢測(cè)或三維計(jì)算機(jī)斷層掃描(3D CT)技術(shù)。
固體工件的隱私如何知曉
現(xiàn)在杂飘,只需短短90秒疏形,就能對(duì)復(fù)雜如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋這樣的工件進(jìn)行徹底檢測(cè)汹即,對(duì)活塞零件的檢測(cè)只需要30秒触咧,而對(duì)那些塑料的醫(yī)療用品更是只需要幾秒鐘。但是唤邻,在不同的3D系統(tǒng)中坡牛,其提供的檢測(cè)精確度、易用性泵三,以及考慮到重新校準(zhǔn)和掌握需求時(shí)的實(shí)際信息傳輸量存在很大的變化耕捞。
高精度測(cè)量
理想化的檢驗(yàn)流程可以是:
1. 100%檢測(cè)鑄件,并且速度要足夠快烫幕,以保持生產(chǎn)流程的推進(jìn)俺抽。
2. 檢測(cè)流程是可重復(fù)、可重現(xiàn)且足夠精確的较曼,這樣能夠排除所有不合標(biāo)準(zhǔn)的工件磷斧,避免錯(cuò)誤排除那些帶有不影響性能孔洞的工件。
3. 實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的同時(shí)捷犹,無需頻繁進(jìn)行校準(zhǔn)或后期處理弛饭。
4. 提供掃描結(jié)果的三維顯示,實(shí)現(xiàn)有意義的分析萍歉。
5. 能夠?qū)ぜM(jìn)行分析侣颂,對(duì)其好壞進(jìn)行分類。
無損檢測(cè)系統(tǒng)不走“高精度”路線的原因
最初設(shè)計(jì)針對(duì)無損檢測(cè)的測(cè)量系統(tǒng)的初衷是用在某些涉及緊密公差測(cè)量的領(lǐng)域枪孩,這些測(cè)量系統(tǒng)能夠彌補(bǔ)原先系統(tǒng)的不足憔晒。
首先,大多數(shù)系統(tǒng)都允許對(duì)X射線源硝迁、試樣及X射線探測(cè)器的位置進(jìn)行寬幅調(diào)整高降,以適應(yīng)不同尺寸的試樣。但這種靈活性也導(dǎo)致高昂的成本谍售。
第一眨额,自由度的增加會(huì)產(chǎn)生顯著的錯(cuò)誤來源,同時(shí)降低系統(tǒng)的精度学掉,而這往往都是不必要的笋再。在許多情況下,這種“靈活性”真正的好處是讓制造商重新調(diào)整現(xiàn)有系統(tǒng)姐阎,同時(shí)在制造這類系統(tǒng)時(shí)發(fā)揮規(guī)模優(yōu)勢(shì)缤贯。事實(shí)是既帜,這些聲稱“無所不能”的測(cè)量系統(tǒng)往往會(huì)讓你在測(cè)量精確度上付出代價(jià)。
另一個(gè)潛在的錯(cuò)誤來源是測(cè)試期間轉(zhuǎn)動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)瑰柄。這是一個(gè)在測(cè)試期間必須移動(dòng)的組件制私,但其運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性和可預(yù)測(cè)性取決于平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承技術(shù)。高精度旋轉(zhuǎn)軸的成本較高蚣碰,但在測(cè)量期間能提供更準(zhǔn)確的定位揖膜。由單個(gè)組件、可調(diào)節(jié)組件和低級(jí)轉(zhuǎn)軸引起的運(yùn)動(dòng)量可能很小梅桩,但這些量累計(jì)之后則會(huì)導(dǎo)致對(duì)工件和缺陷測(cè)量的顯著誤差壹粟。因此測(cè)量中并不需要發(fā)生很嚴(yán)重的錯(cuò)誤就可能導(dǎo)致將一個(gè)質(zhì)量良好的工件送到廢料堆中,尤其是當(dāng)系統(tǒng)“出于安全起見”而夸大了測(cè)量誤差宿百。
溫度變化也可能會(huì)影響精度趁仙。即使只是幾度的變化也可能顯著影響結(jié)果,因?yàn)镃T系統(tǒng)的組件受溫度影響發(fā)生了擴(kuò)張或收縮的現(xiàn)象垦页。如果檢測(cè)目標(biāo)只是通過無損檢測(cè)簡(jiǎn)單的發(fā)現(xiàn)工件內(nèi)部的缺陷雀费,以確認(rèn)沒有量化問題,那么由于溫度變化而產(chǎn)生的誤差則不會(huì)影響結(jié)果痊焊。但是孔洞一般都非常小盏袄,要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量必須要考慮溫度的影響。
雖然系統(tǒng)可以定期進(jìn)行重新校準(zhǔn)以排除溫度變化的影響宋光,但是重新校準(zhǔn)就必須停止系統(tǒng)運(yùn)行并降低產(chǎn)量貌矿。而那些致力于最小化或消除溫度變化影響的系統(tǒng)成本較高,但這些系統(tǒng)在運(yùn)行中可以帶來更高的成本效益罪佳,同時(shí)能夠產(chǎn)生可靠且可重復(fù)的測(cè)量結(jié)果逛漫。
(蔡司)
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