ZEISS革新的去(CT扫描)散射伪影技术，让铝压铸件的缺陷检测更精确

CT伪影始终是制约分析、数据处理、可靠性以及准确度的重大难题。毋庸置疑，伪影的种类繁多，像是射线硬化、多材料、散射或者环状等均在其列。今日，要与诸位分享的乃是铝压铸行业里最为常见的散射伪影。即便是单一材料的铝压铸产品，通常也难逃散射伪影的影响。特别是在新能源汽车的零部件产品中，当压铸件的结构与尺寸愈发增大之际，散射伪影给工艺改进、分析以及量产检测造成诸多困扰；而且工作人员有时还会误将这一伪影视作是射线硬化所导致。

散射和射线硬化伪影的区别：

射线硬化是由于射线无法穿透被测物所导致的一种伪影，原本应是线性变化的灰度值发生了混乱所导致的。

X射线光子具有不同的能量范围，例如自30至230keV 。如光子沿穿透方向能量衰减不同，则比尔-朗伯定律基于测量X射线强度将不足以确定穿透长度。

相对于射线硬化伪影，尤其在铝制的产品中经常会看到这样的成像效果（雾状包裹在物体表面的散射伪影：

我们称之为“康普顿散射”，或称康普顿效应（英语：Compton effect），是指当X射线或伽马射线的光子跟物质相互作用，因失去能量而导致波长变长的现象。（源自：Compton scattering - Wikipedia）当然这一现象在自然界中无处不在，也是因为这一现象，我们看到的天空是蓝色。

CT扫描过程中，散射伪影带来了什么？

大家都希望了解在 X 射线的运用里，散射现象给我们的扫描质量造成的影响究竟如何。我们以 100mm 铝块作为被测对象，并采用大于 225kV 的 X 射线源进行实验。在射线源产生的光子当中，约 8%的光子能够毫无相互作用地完美穿透材料（无相互作用 NI）。其中 46%被吸收（光电效应 PE），其余的则被散射（C -康普顿效应 39%）。这意味着散射效应（康普顿散射）于模拟实验中对扫描成像有着颇为显著的影响。当然，这也很好地解释了为何在我们扫描大型铝压铸件时，所得到的图像质量可能会较差（相较于小型产品而言）。

于是，在第二个实验里，我们将塑料（其密度低于铝）当作被测对象。此次，我们借助两个不同电压的 X 射线来验证这一现象，分别运用 225kV 和 320kV 的设备对厚度大于 230mm 的塑料测试件展开测试（选用密度较低的被测物，也是为了尽可能排除射线硬化的干扰）。

下面的图片呈现了一个体积较大的塑料部件的比较情况。左图为 320kV 和 3mm Sn 滤片的扫描图，右图是 200kV 和 1mm Cu 滤片的扫描图。两张图片的结果近乎完全相同，不均匀的灰值并非由电压缺乏穿透所致，而是由散射造成的，即便在高能量状态下，散射也几乎相等。这一结论同样适用于铝材料或类似密度的部件，多数时候并非电压的问题，而是散射的光子，依据康普顿效应，它们同样是以高能量散射的。

散射伪影影响降低对原始图像和表面判定带来的变化有哪些？

01孔隙率分析影响：

对表面判定的真实性，缺陷判断的准确性，对比度受雾状伪影影响减少并提高对比度。

02三维体积数据噪点影响计量检测：

如图示例评价如圆度，尺寸检测，三维数据拟合得以改善。

03实际二维剖面分析：

这一技术不光可以应用新能源汽车一体化零件的趋势，也可以应用在其他领域比如车灯（如图）：

（使用scatterControl对整个部件进行3D扫描，显示了前照灯的组装）

金属（铜）增材制造：

带有钢套嵌件铝压铸（传统燃油车）：

此时螺柱或者空位的（位置度，直径等）检测的可靠性得以提升，不再受到伪影的影响导致测量置信度下降。

通常来说，扫描图像质量问题并非电压的极限在作祟，而是散射伪影。针对大型铝制零件的试验显示，450kV、320kV、225kV 之间在质量上并无显著差别。几乎只有散射光子会导致质量降低，并且散射光子还会以更高的能量出现。对于这些部件，穿透并非问题所在。

ZEISS scatterControl 能够显著提升图像质量，将 CT 扫描的散射伪影降至最低限度。这种优化有利于后续合适零件的数据处理与评估步骤，进而让表面测定和缺陷分析更加精确。该产品是高容量、高密度零件的理想选择，例如增材制造的金属零件和铝铸件（甚至带有钢嵌体），还有其他包含高密度材料的装配件。该模块能够用于 ZEISS METROTOM 1500 225kV G3，也能够作为改造解决方案或者购买新系统的一部分。

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本文转载自：蔡司工业质量解决方案