GBT 29067-2012 无损检测 工业计算机层析成像（CT）图像测量方法

无损检测工业计算机层析成像(CT)中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局I1本标准规定了用于无损检测的工业计算机层析成像(CT)系统图像密度测量校准和尺寸测量校准本标准适用于测量被测物体内部各部分的密度(包括由不同材料组成的被测物体内部各部分的密GB/T12604.2无损检测术语射线照相检测要求具备相关的检测设备(包括工业CT设备及相关图像处理软件),并要求客户和供应商在相关密度测量方法要求：CT密度的变化反映被测物体密度的真实变化而不是图像伪影。由于探测器尺寸测量方法要求：被测物体的被测区域对应的CT图像应具有比较缘可能会造成条状伪影。为确保该尺寸测量方法的有效性，工业CT设备制造商应对射线投影数据进行校正，以尽量减少CT图像伪影。在实际检测中，用户应该尽量避开受伪影影响的区域进行尺寸2AAA5.1.3密度标准试件高度应为CT切片厚度的3倍以上。5.2尺寸标准试件的制作5.2.3尺寸标准试件的形状应为长方体。设系统的空间分辨力为K(单位为LP/mm),尺寸标准试件36.1.3标准试件扫描切片位置应大致选择在标准试件的中间位置，被测物体扫描切片位置根据需要6.2.2在CT图像上的每个密度标准试件中心部位分别选一圆形区域(每个圆形区域像素数宜多于50个，但不大于整个标准试件区域的2/3),测得该区域内每一点的CT密度f(x,y),计算该区域的平均CT密度f。6.2.3选取密度标准试件组中一个密度标准试件作为密度测量校准的基准标准试件。根据基准标准试件指定区域的平均CT密度fo和CT系统设定的比例系数k(根据CT系统总体参数确定，一般为1000～5000),对每个密度标准试件指定区域的平均CT密度f按式(1)进行归一化处理，获得该区域 (1)——密度标准试件指定区域的平均CT数；f基准标准试件指定区域的平均CT密度；6.2.4利用各个密度标准试件指定区域的平均CT数和该标准试件已知的密度p,采用多项式拟合校准平均CT数与物质密度p之间的关系式：p=f(π),推荐采用三次多项式拟合。6.3.2从基准标准试件的CT图像中，获取指定区域(指定区域内像素数宜多于50个且不大于整个标准试件区域的2/3)的平均CT密度fo。 (2)6.3.4根据被测物体的待测区域的平均CT数和已校准的函数关系p=f(π),求得该区域平均物质密度p。6.3.5重复测量同一均匀材质不同区域至少5次，以5次测得密度的平均值作为此材质的密度值，并GB/T29067—20126.4.2测试时，宜使尺寸标准试件对射线的衰减系数与实际被测物体接近，必要时可采用射线衰减6.4.3如图2所示，设定尺寸标准试件1为校准测量的标准试件，尺寸标准试件2为测试测量误差的标准试件。在CT图像上尺寸标准试件1短边中心处，沿长边方向画一条直线。将直线所经过点的CT数绘制在坐标图上则形成该标准试件的CT数曲线。由于尺寸标准试件和空气的密6.4.4由于噪声的干扰，标准试件的CT数曲线往往不能形成理想曲线。因此，建议沿长CT数曲线。6.4.5在该波峰高度约一半的位置定位一测量直线P,该系中找出A、B点对应的横坐标值，由两者差的绝对值可得到尺寸标准试件1的图像长度D(单位：像6.4.7比较标准试件1的几何长度测量值L与实际长度值之间的差异，如果测量值大于实际值则将测量直线P向上移动直至两者相等，反之则将直线P向下移动。记录此时测量直线P所处位置的CT图2尺寸标准试件组CT示意图5ABD图3图2中标准试件1直线位置的理想CT数曲线图P在CT数曲线陡坡上的相对位置比例Cp,Cp由式(4)计算得到：6.4.9在图像上尺寸标准试件2短边中心处，沿长边方向画一条直线。将该直线所经过各个点的CT值绘制在坐标图上则形成类似图3的CT数曲线。同样在该曲线上定位一直线Q,调整Q的位置使得Q所处位置的CT数等于μQ,μQ通过式(5)得pa=AL+Cp×(n-p)…………(5)则直线Q与CT数曲线相交两点之间横坐标差的绝对值，即为本次测量的尺寸标准试件2的CT6.4.10重复测量3次，依次计算出标准试件2的图像长度D₁,D₂,D₃。由式(6)计算取三者的平均值作为尺寸标准试件2的CT图像像素长度测量值D(单位：像素),并计算标准偏差。6.4.11依据式(3)计算出标准试件2的几何长度测量值L。由标准试件2的CT几何长度测量值与其实际长度之差的绝对值，得到标件2的CT长度L测量6.5.2采用和前述尺寸标准试件校准时测量标准试件2尺寸类似的步骤和方法，测量被测物体尺寸。先测量标准试件的长度，确定标准试件测量线的相对位置比例Cp。然后测量被测物体待测区域的长66.5.3由于被测物体待测区域周围的材料密度可能不一致，导致上述CT数曲线左右高度可能不一致。此时可根据测量线的相对位置比例Cp,分别在CT数曲线的左右陡边中确定相交点，并计算两点效地克服CT图像边缘扩散对测量精度的影响，但要求被测物体待测区域的长度应大于边缘扩散带宽的5倍以上。6.6.2对于已知CAD模型的被测物体，可采用(二维或三维)CA自动尺寸误差测量(计算CT图像边缘点到最近的CAD图形线的距离，并用不同的颜色或灰度显示被由密度测量最大误差除以系统密度测量量程，可得到系统密度测量(相对于量程的)测量偏差可小于1/(2×K)mm。系统的空间分辨力越高，CT尺寸测量偏差越小。人工划线结合CT8报告9测量实例根据各标准试件指定区域平均CT数{μ:}=[6872,6385,3549,2302,1395,1011]及密度{pi}=[8.370,精度(引用误差)%1铜2钢3456注：系统测量精度(引用误差)计算是以标准试件组中最大密度材料的密度(铜：8.370g/cm³)为系统密度测量量程。以9MeV工业CT系统为例，该系统的空间分辨力为2LP/mm,分别选取长度为85.000mm和65.000mm的两个钢质3级标准量块为标准试件1和标准试件2,选取视场直径为275.000mm,图像大小为1024×1024,按照本标准方法进行CT图像尺寸校准和测量。首先确定标准试件1测量线位置P并计算出测量线的相对位置比例Cp,然后根据Cp计算出标准试件2测量线所