電子元器件無損檢測(cè):工業(yè)CT與X射線檢測(cè)

在無損檢測(cè)領(lǐng)域工業(yè)CT檢測(cè)和X射線檢測(cè)，這兩種檢測(cè)方式都是利用了X射線來探測(cè)物體的內(nèi)部。工業(yè)CT即工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像，它能在對(duì)檢測(cè)物體無損傷條件下，以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式，清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被檢測(cè)物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況。X-ray成像檢測(cè)機(jī)的工作原理，主要是使用X-ray射線的穿透作用，X-ray射線波長(zhǎng)很短，能量特別大，照在物質(zhì)上時(shí)，物質(zhì)只能吸收一小部分，而大部分X-ray射線的能量會(huì)從物質(zhì)原子的間隙中穿過去，表現(xiàn)出極強(qiáng)的穿透能力。關(guān)于X-ray射線的吸收不同，發(fā)生的圖像也不同，故而能夠發(fā)生出差異化的黑白圖像，完成無損檢測(cè)的意圖。

工業(yè)CT檢測(cè)發(fā)展迅速，究其原因，我們認(rèn)為工業(yè)CT檢測(cè)最主要優(yōu)勢(shì)有兩點(diǎn)：無損和可視化。

無損：是在不損害或不影響被檢測(cè)對(duì)象使用性能的前提下,采用射線原理技術(shù)并結(jié)合儀器對(duì)材料、零件、設(shè)備進(jìn)行缺陷、化學(xué)、物理參數(shù)檢測(cè)的技術(shù)（檢測(cè)前后的物體沒有任何損傷）。

可視化：是利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù),將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像在屏幕上顯示出來,并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。它涉及到計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域,成為研究數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)處理、決策分析等一系列問題的綜合技術(shù)。

工業(yè)CT檢測(cè)的突出優(yōu)勢(shì)：

1. 不存在信息疊加，能夠準(zhǔn)確判定缺陷并進(jìn)行測(cè)量；

2. 密度分辨率高，圖像可達(dá)到0.1%甚至更高；

3. 探測(cè)信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)106以上；

4. 數(shù)字化圖像便于存儲(chǔ)、傳輸分析和處理等。

工業(yè)CT檢測(cè)的其他優(yōu)勢(shì)：

1. 射線源能量高：對(duì)于工業(yè)CT系統(tǒng)，常用恒電勢(shì)X射線管，即輸出功率恒定不變，一般管電壓在100KV以上，能夠穿透大厚度的產(chǎn)品，能量最高可達(dá)60MeV；

2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單：射線源和探測(cè)器保持不動(dòng)，被檢測(cè)的工件進(jìn)行掃描運(yùn)動(dòng)；

3. 結(jié)構(gòu)多樣化、專用性較強(qiáng)：因工業(yè)產(chǎn)品，形狀、組成、尺寸即重量千差萬別，檢測(cè)要求不一，工業(yè)CT多種多樣，針對(duì)性較強(qiáng)。

工業(yè)CT檢測(cè)的應(yīng)用

1.缺點(diǎn)剖析：快速、精確、直觀的查找到產(chǎn)品的內(nèi)部缺點(diǎn)（缺點(diǎn)類型、方位、尺度等），如裂紋、氣孔、疏松、夾雜等缺點(diǎn)，并進(jìn)行剖析，找到呈現(xiàn)缺點(diǎn)的根本原因，然后提高產(chǎn)品性能，延伸產(chǎn)品運(yùn)用壽命。

2.安裝剖析：運(yùn)用工業(yè)CT能夠不用拆卸，直觀了解產(chǎn)品的二維與三維局部全體、透視或截面剖析圖，可剖析與丈量組件間安裝構(gòu)成的縫隙，評(píng)價(jià)工藝，尋覓失效原因，處理相關(guān)問題，下降研發(fā)的投入成本。

3.尺度丈量：產(chǎn)品的實(shí)踐尺度往往不可或缺，但因物體型面雜亂或客觀物理?xiàng)l件約束等原因會(huì)呈現(xiàn)無法獲取的情況，工業(yè)CT技能能很好地應(yīng)對(duì)此類問題。區(qū)別于傳統(tǒng)的三坐標(biāo)檢測(cè)、影像儀等丈量辦法，工業(yè)CT尺度丈量?jī)?yōu)勢(shì)在于產(chǎn)品的內(nèi)部尺度檢測(cè)。它能夠在不損壞樣品的前提下，對(duì)于工件的所有尺度進(jìn)行精確的丈量，精度高、速度快。

4.CAD數(shù)模比對(duì)：經(jīng)過工業(yè)CT及剖析軟件能夠?qū)呙杞Y(jié)果與CAD數(shù)模進(jìn)行最佳擬合，以直觀的顏色誤差快速形象地顯示，不只能夠得到工件全體的誤差，還能得到要害方位的詳細(xì)誤差值。

5.壁厚剖析：直接在CT數(shù)據(jù)上自動(dòng)定位面積不足或壁厚過厚及空隙過大的方位，尤其是密閉空間的內(nèi)尺度，可快速并精確地丈量雜亂零件壁厚的細(xì)小改變。

總而言之，X-ray成像檢測(cè)對(duì)于工業(yè)無損檢測(cè)是十分優(yōu)秀的解決方案。工業(yè)CT作為新型X射線真三維成像技術(shù)，一次獲得物體表面及內(nèi)部的真三維模型，具有成像效率高、空間分辨率高且各向同性的優(yōu)點(diǎn)，為高端裝備制造、工業(yè)無損檢測(cè)提供理想的數(shù)據(jù)源。工業(yè)CT在工業(yè)方面特別是在無損檢測(cè)（NDT）與無損評(píng)價(jià)（NDE）領(lǐng)域更加顯示出其獨(dú)特之處。

因此，國(guó)際無損檢測(cè)界把工業(yè)CT檢測(cè)稱為最佳的無損檢測(cè)手段。進(jìn)入21世紀(jì)CT更是得到了進(jìn)一步發(fā)展已成為一種重要的先進(jìn)無損傷檢測(cè)技術(shù)。工業(yè)CT還有一個(gè)明顯的發(fā)展方向，就是目前對(duì)工業(yè)CT切片圖像中的缺陷進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別的主要方式還是由專業(yè)人員進(jìn)行人為判斷，這種識(shí)別方式主要依靠的是檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)，檢測(cè)結(jié)果往往會(huì)受到檢測(cè)人員的主觀判斷干擾，結(jié)果不夠客觀。提高效率的同時(shí)保證檢測(cè)質(zhì)量，AI智能識(shí)別和分辨樣品信息將成為工業(yè)CT檢測(cè)領(lǐng)域的一個(gè)發(fā)展方向，這也是是未來缺陷檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。