几十年来工业CT技术得到了迅速发展,工业CT扫描设备类型和数量有了明显增加,图像质量不断提高。但实际应用中暴露出一些问题和需求有待解决改进,如以下几个方面。1.空间分辨率是工业CT最受关注的技术指标,最常用的方法是线对卡测量,以及圆孔卡、圆盘边缘响应函数测量等方法。CT设备在断层平面内,不同位置或同一位置的径向和周向空间分辨率不一定相同。除了要在测量规范或标准中规定测试条件以外,还要在具有代表性意义的位置、方位放置线对卡进行测试。如果选用均匀圆盘法等其他方法,测试结果存在差异,需要知道不同方法测得数据之间的对应关系。值得关注的是均匀圆盘法减少了模体加工、检定等环节,更容易实现标准化,但只能测得径向分辨率指标。2.关于裂纹检测:裂纹缺陷检测能力评估是工业CT应用的一个难题,实际工作中主要根据经验判断。CT图像像素大小通常大于裂纹的开口尺寸,在图像中裂纹被展宽,同时与背景材料的对比度降低。裂纹能否被可靠地识别取决于其引起的对比度变化是否高于背景噪声。现在的需求就是能否对实际问题进行简化或典型化,进行理论分析,从而对于裂纹缺陷检测能力评估更有依据。3.典型伪像(环状伪像和射束硬化)的定量方法:CT成像过程中几乎不可避免要产生伪像,对于图像质量、检测能力影响很大。目前各种技术标准中缺乏有关伪像水平定量测量的技术规范。如果制定一套伪像水平的量化评价方法,可更客观地评定图像质量,也便于在不同设备之间进行比较。鉴于伪像种类繁多,影响因素复杂,可以先易后难,在一部分容易处理的典型伪像,例如由于探测器响应不一致造成的环状伪像和射束硬化导致的杯状伪像等制定出量化标准方法。4.航空发动机叶片的CT扫描技术航空发动机叶片CT扫描是工业CT技术的重要应用,但还存在不少问题,未完全达到实用化。主要困难在物理方面,目前实际检测图像多存在严重伪像。主要原因是X射线管射线源能量不够高,射线穿透叶片时衰减过大;而高能直线加速器焦点又偏大,图像空间分辨率及尺寸测量精度受影响。另一方面,采用线阵探测器,三维CT扫描时间长,只适于关键部位检测;若采用平板探测器进行三维CT扫描,由于射线探测效率低,且无法准直,探测器接收射线主要成分是散射线,也不能得到好的图像。就目前状况看,硬件短期内有突破性进展难度很大,但图像质量的改进还是有相当空间的,例如研制更小焦点的加速器,在很大程度上能改善图像质量。用CT测量工件内部尺寸可能达到的分辨力、准确度以及结果的可信度都是比较复杂的,值得更进一步系统研究。5.多层及螺旋工业CT的研制和开发多层及螺旋CT已出现多年,在医疗诊断领域应用广泛,算法也相当完善。医疗领域由于对象相对单一,射线能量较低,螺旋CT对于提高检测效率是十分明显的。多层螺旋CT在安全检查领域也已经开始有了应用,然而工业领域应用却十分少见,平板探测器是一种理想的"多层"射线探测器,低能领域可以得到一些应用,但对于加速器工业CT,效果不太想想。出于成本原因或技术难度,目前多层分立探测器阵列前布置准直器的工业应用研究还很少,若能得到应用,CT检测效率可以成倍提高。6.动态或快速CT扫描方法的研究CT图像重建要求获取多个视角的投影数据,不仅减少投影数据噪声要有足够的采集时间,还需要机械运动改变方位,因此CT扫描时间是它的弱项,在工业CT领域尤其明显。目前滑环机构已经应用于安检CT,在工业CT领域由于检测对象、射线源能量等原因,滑环扫描结构应用很少,速度也受限。若采用分布式多焦点射线源,可以在无机械运动条件下获得多角度投影数据,实现快速断层成像。目前相关的硬件、数据处理、重建算法还有待研究改进。7.不易确定CT扫描旋转中心轴线的CT重建方法(通过外部结构特征测量投影数据方位)用工业CT扫描大型卧式工件时,其扫描机架无法像一般设备那样牢固装卡工件,使工件做严格圆周扫描运动,工件旋转时伴随一些径向或轴向窜动。这种窜动导致投影数据对应的位置信息不准,重建图像模糊。假定被扫描工件为刚性材料构成,刚体表面不在同一平面上的四个点可确定刚体在空间的位置。从实际应用的角度是两端各测三个点(一个面)。但从误差的角度考虑,测量点应该尽量相互远离,例如形成正三角形。CT扫描过程中每个投影数据相对于规定的旋转轴的方位可通过同时测定的标志点空间位置来修正。这种旋转中心轴线不易确定的工件CT扫描方法可行性尚需实验验证,如能成功将有相当大的应用价值。