航空发动机涡轮叶片射束硬化校正方法研究

【类型】学位论文

【作者】张磊 

【关键词】 涡轮叶片,工业CT,重投影,射束硬化校正

【摘要】在X射线工业CT成像中，射束硬化是CT重建图像降质的一个重要因素。它在CT重建图像中形成杯状或环状伪影，导致图像细节和对比度分辨力下降，降低工业CT技术对产品结构细微缺陷的检测能力。对于航空航天领域高密度、异型构件CT成像，射束硬化降质问题尤为突出。为此，本文针对航空领域典型高密度、异型构件涡轮叶片的工业CT检测，分析了射束硬化数理成因及其对CT成像的影响，总结了现有的射束硬化校正方法及其存在的局限性，在此基础上研究了一种新的涡轮叶片CT成像射束硬化校正方法，并利用实验数据进行了验证，获得了良好的校正效果。论文的主要研究工作和研究成果如下：1）深入分析了射束硬化产生的数理基础及对像质的影响，研究了硬件滤波、多项式拟合校正、双能校正等硬化校正方法，总结了上述方法的优点及局限性。2）在此基础上，针对涡轮叶片CT成像射束硬化问题，研究了一种基于重投影技术的多项式拟合校正方法，提出了一种自适应最优阈值图像分割方法进行图像分割，实现了叶片的高像质层析成像。3）基于重投影技术的射束硬化多项式拟合校正方法会导致校正结果中存在较大噪声，为此，研究了两种噪声抑制投影预处理方法，在有效去除射束硬化的同时，提高了图像信噪比。4）利用上述校正方法，完成了航空发动机涡轮叶片多个关键截面的高像质层析成像，为叶片的缺陷检测和基于三维CT的逆求奠定了基础。本文研究的方法通过了计算机仿真考核和实验验证，并在工程系统中得到成功应用。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】傅健

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