X射線工業(yè)CT能譜測量與射線硬化校正研究.pdf

1、工業(yè)CT是無損檢測方法的其中一種，它是通過對待測工件斷層掃描獲得投影數(shù)據(jù)，經(jīng)圖像數(shù)字化處理，獲得斷層圖像的成像技術(shù)。根據(jù)獲得的斷層灰度圖像來檢測物體內(nèi)部缺陷、密度及材料組成等。目前作為工業(yè)領(lǐng)域最佳的無損檢測方法，它不受被檢測物體的形狀、材質(zhì)的影響。
　　工業(yè)X-CT成像系統(tǒng)中，由于X射線束由不同能量的光子組成，在透射物體過程中低能光子比高能光子衰減更多，導(dǎo)致X射線硬化效應(yīng)的產(chǎn)生。硬化效應(yīng)會導(dǎo)致密度均勻的物體在重建CT圖像上表現(xiàn)出亮

2、度不一，灰度值不相等，從而使得重建圖像中出現(xiàn)杯狀和條狀偽影等。有必要研究硬化校正方法以減少硬化效應(yīng)所帶來的影響。
　　多項式擬合硬化校正方法是CT系統(tǒng)中常用的校正方法，通過實驗測量射線穿過不同厚度與檢測樣品材質(zhì)相同的吸收片后的射線強度，得到多能投影Pm和透射厚度的關(guān)系曲線，再取曲線原點處的切線作為等效單能投影Ps與透射厚度的關(guān)系曲線，最后通過多項式擬合得到Pm與Ps的轉(zhuǎn)換關(guān)系式，從而實現(xiàn)硬化校正。該方法的主要缺點在于需要根據(jù)要求專

3、門制備吸收片，但吸收片的厚度很難做到足夠小，這就使得在原點處的切線變得不夠精確，并且對于由多種材質(zhì)混合組成的樣品，很難找到與其材質(zhì)相同的吸收片。
　　蒙特卡洛方法模擬射線穿過吸收片的實驗，得到相應(yīng)結(jié)果，相較于傳統(tǒng)的實驗測量，其優(yōu)點主要在于吸收片的厚度和材質(zhì)可以十分方便的定義，并且減少了大量的實驗測量時間。但蒙特卡洛方法模擬的結(jié)果往往由于沒有X射線管初始能譜而使得結(jié)果誤差較大。
　　本文提出了基于實驗?zāi)茏V和蒙特卡羅模擬的多項式