多频率超声衍射CT图像重建的研究

根据傅里叶衍射投影定理,不同频率的超声波得到的投影数据的傅里叶变换对应着复平面上不同半径的圆弧.文中对多频率衍射层析成像原理进行深入探讨,提出了多频率超声CT模型,并对多频率超声CT进行实验研究.重建步骤如下:首先,根据标准的体模算出重建数据点的值;然后运用网格插值法将非笛卡分布的重建数据点插值到笛卡网格内;最后用二维的傅里叶逆变换完成图像的重建.多频率超声衍射CT的成像速度要快于单频率CT的成像速度.     

教学用工业CT实验仪器的设计与开发研究

计算机层析成像(CT)技术采用射线从多个角度穿透物体来重建断层图像或三维图像,该技术已经广泛地应用于医学诊断和治疗、工业无损检测和无损评价.因此,对于大学学生来讲,了解和掌握CT技术的基本原理具有重要意义.本文详细介绍了用于大学教学的CD-50BG型CT实验仪.该仪器采用"平移 旋转"的扫描方式,具有活度为0.74 GBq的137Cs γ射线源、单个塑料闪烁体 光电二极管的探测器和50 mm的视场直径,其中射线源安装在钨合金的屏蔽容器中.同时,开发了图像处理软件对采集数据进行处理,重建断层图像和重构三维图像.重建断层图像可达到11 p/mm的空间分辨率和1%的密度分辨率.目前,已经有包括清华大学、北京大学在内的十余所高校将该仪器用于基础教学.     

光电式固体微粒流量计的理论模型与试验研究

固体微粒的质量流量是工业过程的难测参数之一。传统测量方法一般采用冲量式质量流量计或体积流量计与颗粒密度计组合仪,前者对稀疏微粒流不适用及动态测量准确度不高,后者极为依赖于流体的温度和压力变化。根据消光法原理和Radon逆变换原理,通过光学扫描和图像重建技术获得了固体微粒的质量流量和管道流的流型变化。在试验研究中,利用自制的15×5扇束投影光电传感器和试验装置,对自一定高度下落的石英砂(粒度为0.5～1.0 mm)进行了流量测量及动态成像。试验结果表明,该光测方法的误差率低于1％,颗粒粒度的适用范围为0～3 mm,流量上下限分别1.7×10-2 kg/h和1 350 kg/h,试验结果对于这一新型光测方法的实际应用有指导意义。     

国外大坝监测几项新技术

对国外几项监测新技术的发展作了综合评介，它们是大坝ＣＴ技术、渗流热监控技术和光纤传感技术。文中简要阐述了这些技术的原理、发展过程、仪器设备、应用情况等     

扇束等距CT极坐标反投影重建算法的速度优化

为提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建CT图像的速度,提出了利用正余弦函数性质对极坐标反投影算法进行优化的快速重建方法。首先将扇束等距CT扫描得到的投影数据进行加权,卷积滤波处理;其次将预处理后的投影数据运用正余弦函数性质进行极坐标反投影重建。试验结果表明,与传统的卷积反投影重建算法相比,该方法可以将重建速度提高4倍以上,而且重建质量与传统卷积反投影相当。这种算法也适应于多层螺旋三维重建,并且可以推广到三维锥束重建。     

电子束深熔焊熔质密度分布与熔池流动行为

利用计算机层析成像设备———工业CT分析了电子束焊缝中熔质密度分布 ,并进而分析了电子束焊接过程中熔池流动和小孔波动行为。熔质分布与材料的物理性能及焊接状况密切相关 ,其决定因素是小孔波动及其引起的熔池波动 ,以及蒸气冲击力。小孔强烈的波动和熔体紊流可以使熔质分布均匀化 ,但金属等离子蒸气冲击力会在焊缝中形成局部区过度富积熔质 ,而电子束流扫描搅拌可进一步促使熔质元素分布均匀化。完全穿透焊可以在根部通孔中释放高压等离子蒸气 ,使小孔内蒸气作用力相比部分穿透焊时的行为产生明显变化 ,而使熔质分布不同     

气体浓度层析成像重建算法性能比较与研究

针对少射线成像算法在研究气体浓度层析成像中的重要作用,对常用的几种少射线成像算法的性能进行了详细分析和比较,同时构造了一个多目标函数用于气体浓度优化重建成像。通过实验与常用的几种算法的重建性能相比,多目标优化重建算法具有良好的鲁棒性和抗噪性。在含5%测量误差的情况下,ART 重建结果与原始浓度分布的欧氏距离达 0.1680,而多目标优化重建算法下的该值仅为 0.0325。     

扇束CT极坐标反投影重建算法的对称优化

为了提高扇束滤波反投影(FBP)算法重建图像的速度,提出一种极坐标反投影算法的优化快速重建方法。算法利用三角函数对称性对多幅预处理后的投影数据同时进行极坐标反投影运算;在反投影数据坐标转换时运用像素位置参数的对称性,以减少双线性插值的计算量。实验结果表明,在不牺牲重建图像质量前提下,与传统卷积反投影重建算法相比,优化算法的重建速度提高8倍以上。该优化方法也适应于三维锥束重建,并可推广到多层螺旋三维重建。     

国外大坝监测几项新技术

对国外几项监测新技术的发展作了综合评介，它们是大坝ＣＴ技术、渗流热监控技术和光纤传感技术。文中简要阐述了这些技术的原理、发展过程、仪器设备、应用情况等。     

基于遗传算法的快速X射线计算机层析成像多相流测试技术(Ⅱ)静态实验验证

采用静态实验模型和一套X射线测试系统模拟了二值多相体系多角度同时投影的X射线CT测量过程。静态实验模型模拟空气-水两相体系,截面相浓度分布满足0-1特征。X射线测试系统由一台工作电压为150 kV的闪光X射线机、一台X射线平板检测器和一套数据采集单元组成。通过旋转静态实验模型,分步实现不同角度的投影数据采集。基于模拟的多角度“同时”采集的投影数据,使用本系列研究所构建的基于遗传算法的快速X射线CT多相流测试技术（GA-XCT）对截面图像进行重建,测试结果表明：在3～24个有限角度实测投影数据的情况下,GA-XCT表现出了明显优于传统CT图像重构算法（滤波反投影算法）的图像重构能力,且具有良好的抗噪声能力。