[发明专利]一种工件旋转中心测定设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业CT技术领域，特别是涉及一种工件旋转中心测定设备和方法。

背景技术

在工业CT系统中，工件旋转中心位置的精确测量至关重要。理论上，射线源焦点与旋转中心的连线应该垂直于探测器光接受面，并且对应该接受面的中心像素点。在实际检测中，测量到的旋转中心与实际旋转中心即使存在微小的偏差，也会使重建图像变形或产生伪影。

现有旋转中心的测定装置或方法主要包括直接测量法、模型校正法以及对称关系法。直接测量法是通过直接测量CT的射线源、探测器以及转台的旋转中心，从而确定工件在探测器的投影旋转中心，由于测量精度的限制，实际应用的可行性不高；模型校正法则采用专用的校正模型，先对校正模型进行扫描，计算确定旋转中心，然后对被测工件进行扫描，使用专用校正模型测量所得的旋转中心数据来校正被测工件的测量数据；对称关系法等是利用CT原始数据存在的对称性，通过代数运算，确定旋转中心。

上述方法不足之处在于只针对工件旋转中心固定不变的情形进行测定或校正，不适用于CT扫描中工件旋转中心不断变化的情形。

因此，如何解决工业CT系统因工件旋转中心不可测定，或所测定的旋转中心与实际旋转中心偏差过大而导致的CT图像质量下降的问题，是领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种工件旋转中心测定设备，可有效的测定工件的旋转中心，从而使CT图像质量有效的得到提高。本发明还提供了一种工件旋转中心测定方法，利用对工件旋转中心数据的收集和计算处理，最终得工件较为准确的旋转中心，以使CT图像质量得到有效的提高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种工件旋转中心测定设备，包括：

特征模具，所述特征模具表面设有高对比度图案，所述特征模具固接设置于工件端面；

数据监测装置，所述数据监测装置包括设置于所述特征模具正对面的图像收集装置和用于检测所述工件的数据收集装置；

中央控制装置，所述中央控制装置与所述数据监测装置连接；所述中央控制装置包括控制器和数据处理装置。

优选地，所述图像收集装置为摄像机。

优选地，所述数据收集装置包括设置在所述工件左右两侧的射线源和用于接收所述射线源的射线信号的探测器。

优选地，所述数据处理装置为计算机。

一种工件旋转中心测定方法，应用于以上任意一项所述的工件旋转中心测定设备，包括步骤：

1)将特征模具固接放置于工件端面；

2)控制器控制数据监测装置进行对工件的图像和数据进行收集；

3)数据处理装置对数据监测装置所捕捉到的图像和数据进行验算并生成文件。

其中，所述步骤2中包括步骤：

21)在工件静止时，图像收集装置对工件进行一次图像采集，并传送至数据处理装置；

22)旋转工件，控制装置控制数据收集装置进行对工件的虚拟数据进行采样，并在此控制图像收集装置进行对工件图像的采集。

其中，所述步骤3中包括步骤：

31)提取特征模具的中心坐标作为参考坐标O₁；设定工件实际旋转中心坐标O；

32)记录参考坐标O₁和实际中心坐标O两者间的位置偏差关系，记录特定分度位置P₁P₂…P_n下的图像进行处理；

33)获得特征模具旋转时的中心坐标O₂O₃…O_n-1O_n，工件的实际旋转中心O′₂O′₃…O′_n-1O′_n可逐一计算转化为特征模具的中心坐标；

34)记录工件旋转中心O′₂O′₃…O′_n-1O′_n的坐标与分度位置信息，生存数据文件。