基于PLC的X射线无损检测系统研究CSCD

研制基于PLC的X射线无损检测系统,系统主要应用于木材内部结构成像,呈现出横切面、径切面和弦切面木材内部图像。设计搭建西门子S7-1200PLC控制系统、升降旋转检测平台、CT检测设备,编写下位机控制程序和上位机人机交互界面。调试设备,将木材试样放于升降旋转检测平台中心,开启升降旋转检测平台和CT检测设备。在对木材试样进行扫描的过程中,X射线源发射扇形束X射线,X射线穿透木材试样。由X射线探测器接收数据,上传至上位机进行数据处理,完成图像重建。本研究完成了无损检测系统平台的设计调试,精确控制升降旋转检测平台动作,旋转精度达0.01°/s,升降精度达0.01mm/s。精确、稳定的运动控制使采集的投影数据准确可靠,实现了木材内部的高质量横经弦三切面成像。设计双伺服电机同步控制系统,实现基于PLC的X射线无损检测平台高精度控制,旋转和升降精度均达到较高水平,同步性能优越,完全满足科研人员对木材扫描要求,重建出高质量、高分辨率的木材内部构造图像,为木材无损检测提供了新方法。     

基于PLC的X射线无损检测系统研究

研制基于PLC的X射线无损检测系统,系统主要应用于木材内部结构成像,呈现出横切面、径切面和弦切面木材内部图像。设计搭建西门子S7-1200PLC控制系统、升降旋转检测平台、CT检测设备,编写下位机控制程序和上位机人机交互界面。调试设备,将木材试样放于升降旋转检测平台中心,开启升降旋转检测平台和CT检测设备。在对木材试样进行扫描的过程中,X射线源发射扇形束X射线,X射线穿透木材试样。由X射线探测器接收数据,上传至上位机进行数据处理,完成图像重建。本研究完成了无损检测系统平台的设计调试,精确控制升降旋转检测平台动作,旋转精度达0.01°/s,升降精度达0.01mm/s。精确、稳定的运动控制使采集的投影数据准确可靠,实现了木材内部的高质量横经弦三切面成像。设计双伺服电机同步控制系统,实现基于PLC的X射线无损检测平台高精度控制,旋转和升降精度均达到较高水平,同步性能优越,完全满足科研人员对木材扫描要求,重建出高质量、高分辨率的木材内部构造图像,为木材无损检测提供了新方法。     

CT射线动态滤波器研究综述

现代CT系统配置一种蝴蝶结形射线滤波器,用于减小CT检测X射线辐射剂量和调制X射线探测器数据。理想的X射线滤波器,即动态滤波器,与CT扫描过程紧密相关,应能在CT扫描过程中动态地对投影射线进行调制。同时,动态滤波器使各探测通道的采集数据具有较好的一致性,降低探测系统动态范围需求。本文综述了近年国内外动态滤波器的研究现状,介绍了动态滤波器的原理,并重点分析了锥束CT动态滤波器设计理论。最后,对CT射线动态滤波器研究前景进行了展望。     

CT成像射束硬化校正方法研究

X射线CT(computed tomography)成像技术是现代医学和工业重要的诊断与检测手段.实际使用的射线源一般为宽能谱多色射线源,当多色射线穿过物体时,低能光子由于光电效应被优先吸收,因此使得射线能谱变窄.这导致CT图像的退化和杯状伪影的产生.本文系统分析了CT成像的物理过程,提出了一种简单有效的射束硬化校正方法.此方法包括三步,首先对投影图像进行散射抑制处理,其次是基于重投影的射束硬化校正,最后是基于小波变换的CT图像降噪处理.实验验证了方法的有效性.     

基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正方法

根据锥束CT射束硬化机理.提出一种基于切片轮廓重投影的锥束CT射束硬化校正新方法.该方法从原始投影图像重建的序列切片图像中得到中心切片和斜切片的轮廓信息,然后根据实际扫描时的锥束CT成像系统参数建立重投影坐标系,通过射线与切片轮廓重投影到平板探测器上的求交计算,得到射线穿越物体长度与投影灰度之间的对应关系,最后拟合射束硬化曲线并校正射束硬化伪影.仿真与实际校正结果均表明,该方法可简单有效地消除锥束CT的射束硬化伪影.     

基于PLC的微型CT自动扫描系统

为了实现微型CT扫描成像的自动化,提高生物实验的效率,采用了X射线扫描技术作为成像方法,以射线源和探测器建立透视成像系统,机械控制系统则采用四轴数控机构,主要由载物台位置调整机构、纵向进给滑台和主运动装置组成,使用以可编程控制器为控制核心、以伺服电机为执行机构的数控系统,并以计算机为上位机,协调控制透视成像系统与机械系统的动作,实现了微型CT扫描成像的自动化。将本系统应用于生物实验的结果表明,该系统能大大提高生物实验的效率和质量。     

基于线框模型的锥束CT几何参数校正方法

锥束CT几何参数偏差会导致重建图像畸变或图像模糊。针对工程实际中锥束CT系统初装和应用中的几何参数偏差与漂移,提出了一种改进的基于线框模型的几何参数测量与校正方法。通过对探测器两次不同径向位置的线框模型投影图像进行分析和处理,计算出源-探测器距离及源-旋转中心距离,并确定探测器纵向位置;通过对模型在两次互为180°的投影图像分析,确定探测器横向位置;在此基础上,根据模型参数及其投影图像的测量值求解其他几何参数;最后,用物体投影数据进行带参数重建,获得校正后的重建图像。实验结果表明,该方法能精确求解各几何参数偏差,通过校正可有效减少图像伪影,其主要参数探测器绕其法线旋转角的测量精度可达到0.03°,探测器沿其行和列方向的平移测量精度分别可达到0.03和0.06 pixel,其抗噪性好精度高。同时,该方法降低了对模型安装精度的严格要求,有较高工程实用价值。     

射线源平移扫描 CT 解析重建算法研究

微焦CT通过圆周扫描可对处于视场内的物体实现高分辨力成像。针对超出视场的大物体CT成像,一种射线源平移扫描CT(STCT)被提出。STCT采用射线源直线运动的方式采集投影数据,具有结构简单、应用灵活等特点。由于在STCT扫描过程中,每个位置的射线只能照射到部分物体,投影数据存在截断。为了提高重建效率和处理截断投影数据,提出了基于数据重组的滤波反投影重建算法(rFBP),该算法基于STCT扫描特性和X射线衰减性质,通过对置射线源采样点与探测器像元,将截断投影数据重组为全局投影数据,并在此基础上推导了rFBP算法表达式。仿真和实物实验结果验证了rFBP算法的有效性与实用性,重建时间综合缩短至SIRT算法的0.6%。rFBP算法能避免截断伪影,准确、高效地重建STCT图像。     

静态锥束CT成像系统的几何标定方法研究

采用X射线源阵列的静态CT成像系统为消除机械运动伪影,提高重建图像质量以及扫描成像效率提供了有效途径。高效、准确的几何标定方法是对X射线源阵列标定的关键。提出通过对一个已知三维标定模板的一次投影成像,采用最小二乘的直接线性变换法实现X射线成像系统的内、外参数准确估计的方法,以此方法用于静态CT扫描成像系统的几何标定。实验和仿真结果表明,该标定方法无需辅助装置,避免了满足要求条件的多次投影成像的过程;不受标定模板空间姿态的限制,一个X射线源与探测器的几何标定只需一次投影成像过程,方法简单、准确、易于操作,适于平面探测器的静态锥束X射线源阵列的成像系统几何参数的准确标定。     

X射线探测器在CT机中的应用

介绍了X射线探测器在CT机中的实际应用,阐述了X射线探测器在CT机中的基本结构和探测器的基本工作原理.着重讨论了X射线探测器的设计方法,分析了在实际应用中遇到的问题及解决方案,并对X射线探测器的性能及新技术发展进行了分析.