工业计算机层析（CT）技术概论

计算机层析（Computed Tomography, CT），在工业领域通常被称为工业CT，是一种能够获取试件内部截面图像的无损检测（NDT）技术。它赋予了工程师和科研人员一双“透视眼”，使其能够在不破坏样品的前提下，清晰地洞察其内部结构、缺陷与尺寸信息。

这项技术的理论基石可以追溯到1917年。彼时，奥地利数学家约翰·拉东（Johann Radon）就已证明：一个物体可以通过其无穷多个方向的投影数据被唯一地重建出来。反之，若能获得这些投影，便可精确重构该物体的图像。这个原理听起来有些抽象，但通过一个简单的例子便能直观理解。

图1 多点物体的多向投影区分示意

观察图1，如果仅从水平和垂直两个方向进行投影，我们无法区分这三个由点构成的物体。它们的二维投影轮廓是完全相同的。然而，一旦我们增加对角线方向的投影，三者之间的差异便立刻显现。对于一个结构复杂的真实工件，其内部信息的重建逻辑也是如此——采集的投影方向越多，通过算法重建出的图像就越逼近其真实形态。这一深刻的数学思想，直到大容量、高速度的计算机问世后，才从理论走向工程现实。

CT技术的实现依赖于穿透试件的透射源。理论上，超声波、微波等均可作为透射源，但在无损检测领域，技术最为成熟、应用也最为广泛的，仍然是X射线或γ射线。因此，我们通常所说的射线计算机层析技术，其核心定义可以概括为：通过沿多个方向测量X射线（或γ射线）穿透试件后的衰减数据，并利用这些数据进行数学运算，最终重建出反映试件内部密度分布的截面图像（即层析照片）的一种先进检测方法。要获得一张信噪比高、结果可靠的CT图像，对设备参数配置、扫描工艺和重建算法都有极高要求。

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本技术系列将系统性地探讨射线CT的完整知识体系，内容涵盖其基本原理、技术优势与固有限制、系统构成要素、标准检测工艺流程、图像质量评价、三维重建技术、系统性能评测方法、典型商用设备性能指标、以及丰富的应用案例。同时，我们还会深入讨论双能CT、快速CT等前沿分支技术。从更广义的视角看，康普顿背散射层析、焦平面层析等相关技术也属于CT大家族的一员，我们也将对其进行简要介绍。