基于多参数归一化的工业CT检测能力的量化评估方法与流程

本发明涉及工业检测，具体涉及基于多参数归一化的工业ct检测能力的量化评估方法。

背景技术：

1、 工业计算机层析成像（ct）检测技术因具有内部结构可视化、检测过程非破坏性且检测精度较高等优点，目前已成为内部缺陷检测的首选手段。在工业ct检测能力评估方面，目前行业内主要依据gb/t 29069《无损检测 工业计算机层析成像（ct）系统性能测试方法》等国家标准。根据上述标准，现有评估方法主要通过测试系统的空间分辨率和密度分辨率来表征检测能力。

2、然而，空间分辨率和密度分辨率仅能反映ct检测系统在理想状态下的极限探测能力，无法直接表征系统对常见特定缺陷（如微小气孔、裂纹）的实际检出极限。此外，市场上ct检测系统生产厂家众多、型号繁杂，不同设备之间的性能差异缺乏统一的量化评估标准，导致用户在进行设备选型或检测工艺制定时缺乏客观依据。由于缺少量化评估方法，在实际生产中，工艺人员往往难以依据科学数据来指导选择相应能量段的ct检测系统（例如，是选择160kv微焦点ct还是9mev直线加速器ct），也难以筛选出最优的ct检测系统。因此，亟需建立一种能够覆盖不同能量等级、多厚度工况，并能结合模拟缺陷与真实工艺缺陷的ct检测能力量化评估方法。

3、现有技术中，如cn10824021a公开了一种用于增材制造无损检测的标准试块组件；cn115420762a公开了一种工业ct检测金属零件内部微小缺陷能力的评价方法；cn119804514a公开了一种评估工业ct测量增材制造产品缺陷大小的评估方法。前述现有技术分别从标准试块组件的构造设计方案、缺陷尺寸测量精度验证等不同方面对ct检测相关技术进行了探索，均未能解决不同ct检测系统之间检测能力无法统一量化对比的问题。

技术实现思路

1、为了解决不同ct检测系统之间检测能力缺乏统一量化评价标准的问题，本发明提出了基于多参数归一化的工业ct检测能力的量化评估方法，能够科学、准确地评估ct系统对不同厚度、不同类型缺陷的检出能力，指导工艺人员根据零件厚度精准匹配ct检测能量，并为不同厂家、不同型号ct设备的择优选用提供科学、客观的数据支撑。

2、为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

3、基于多参数归一化的工业ct检测能力的量化评估方法，包括如下步骤：

4、s1：依据gb/t 29069标准对工业ct检测系统的性能进行验证，获取空间分辨率sr和密度分辨率dr；

5、s2：使用厚度可调的缺陷模拟试块，在不同能量下进行ct检测实验，获取不同厚度条件下气孔检出最小尺寸mp和裂纹检出最小尺寸mc；

6、s3：制作包含实际工艺缺陷的样件，根据s2的实验结果优选检测能量进行ct检测，获取实际样件的缺陷检出最小尺寸md；

7、s4：构建归一化性能指标i = dr / (sr × mp × mc × md)，对ct系统的综合检测能力进行量化评估。

8、进一步地，所述s1中，空间分辨率sr按照gb/t 29069标准采用线对测试卡或其他符合gb/t 29069的标准试件进行测试，其单位为mm；密度分辨率dr按照gb/t 29069标准采用液体标准差标准试件或其他符合gb/t 29069的标准试件进行测试，其单位为%。

9、进一步地，所述s2中，所述缺陷模拟试块的厚度可调范围为20mm～320mm，调节步长包括5mm、10mm、20mm和30mm，并且该试块包含气孔尺寸为0.1mm～5.0mm和裂纹尺寸为0.005mm～1.5mm的多尺度人工缺陷。

10、进一步地，所述s2中，针对每一厚度层级，分别在不同的x射线能量下进行ct扫描；通过ct图像分析，确定当前厚度和能量条件下能够清晰识别的最小气孔尺寸作为气孔检出最小尺寸mp，以及能够清晰识别的最小裂纹尺寸作为裂纹检出最小尺寸mc。

11、进一步地，所述s3中，在缺陷样件中预置气孔型缺陷，所述气孔型缺陷设计为直径与深度之比为1:1的圆柱型气孔缺陷，且所述气孔型缺陷设置于零件的疲劳关键区域。

12、进一步地，所述s3中，根据s2的mp和mc数据优选ct检测能量，所述ct检测能量包括≤300kv的低能段、300kv～1mev的中能段和≥1mev的高能段；使用优选的ct检测能量对所述缺陷样件进行扫描，获得缺陷样件的缺陷检出最小尺寸md，其单位为mm。

13、进一步地，所述缺陷模拟试块的可调厚度范围覆盖实际ct扫描时的穿透厚度范围。

14、进一步地，所述缺陷样件的材料牌号及成型工艺参数与实际被检件保持一致。

15、综上所述，本发明具有以下优点：

16、本发明提供的一种基于多参数归一化的工业ct检测能力的量化评估方法，首次将空间分辨率、密度分辨率与缺陷尺寸检出能力整合为单一的归一化性能指标，解决了不同厂家、不同型号ct系统之间性能无法量化对比的难题。同时，通过采用20mm～320mm厚度可调的试块及覆盖低、中、高不同能量段的扫描实验，能够全面评估不同能量等级的ct检测系统在不同厚度下的检测极限，从而指导工艺人员根据零件厚度精准匹配相应能量等级的ct检测系统。该方法不仅适用于实验室研究，也可用于工业生产中的质量检测，具有良好的推广应用价值。

1.基于多参数归一化的工业ct检测能力的量化评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中，空间分辨率sr按照gb/t 29069标准采用线对测试卡或其他符合gb/t 29069的标准试件进行测试，其单位为mm；密度分辨率dr按照gb/t 29069标准采用液体标准差标准试件或其他符合gb/t 29069的标准试件进行测试，其单位为%。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2中，所述缺陷模拟试块的厚度可调范围为20mm～320mm，调节步长包括5mm、10mm、20mm和30mm，并且该试块包含气孔尺寸为0.1mm～5.0mm和裂纹尺寸为0.005mm～1.5mm的多尺度人工缺陷。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2中，针对每一厚度层级，分别在不同的x射线能量下进行ct扫描；通过ct图像分析，确定当前厚度和能量条件下能够清晰识别的最小气孔尺寸作为气孔检出最小尺寸mp，以及能够清晰识别的最小裂纹尺寸作为裂纹检出最小尺寸mc。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3中，在缺陷样件中预置气孔型缺陷，所述气孔型缺陷设计为直径与深度之比为1:1的圆柱型气孔缺陷，且所述气孔型缺陷设置于零件的疲劳关键区域。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3中，根据s2的mp和mc数据优选ct检测能量，所述ct检测能量包括≤300kv的低能段、300kv～1mev的中能段和≥1mev的高能段；使用优选的ct检测能量对所述缺陷样件进行扫描，获得缺陷样件的缺陷检出最小尺寸md，其单位为mm。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述缺陷模拟试块的可调厚度范围覆盖实际ct扫描时的穿透厚度范围。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述缺陷样件的材料牌号及成型工艺参数与实际被检件保持一致。