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          2024工業(yè)CT行業(yè)市場發(fā)展環(huán)境現(xiàn)狀及未來前景分析

          工業(yè)CT是工業(yè)用計算機(jī)斷層成像技術(shù)的簡稱,它能在對檢測物體無損傷條件下,以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式,清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被檢測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況,被譽(yù)為當(dāng)今最佳無損檢測和無損評估技術(shù)。

          隨著工業(yè)制造的快速發(fā)展,對產(chǎn)品質(zhì)量和安全性要求不斷提高,工業(yè)CT市場需求不斷增長,市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。工業(yè)CT是指應(yīng)用于工業(yè)中的核成像技術(shù)。其基本原理是依據(jù)輻射在被檢測物體中的減弱和吸收特性。同物質(zhì)對輻射的吸收本領(lǐng)與物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)。所以,利用放射性核素或其他輻射源發(fā)射出的、具有一定能量和強(qiáng)度的X射線或γ射線,在被檢測物體中的衰減規(guī)律及分布情況,就有可能由探測器陳列獲得物體內(nèi)部的詳細(xì)信息,最后用計算機(jī)信息處理和圖像重建技術(shù),以圖像形式顯示出來。

          工業(yè)CT是工業(yè)用計算機(jī)斷層成像技術(shù)的簡稱,它能在對檢測物體無損傷條件下,以二維斷層圖像或三維立體圖像的形式,清晰、準(zhǔn)確、直觀地展示被檢測物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、材質(zhì)及缺損狀況,被譽(yù)為當(dāng)今最佳無損檢測和無損評估技術(shù)。工業(yè)CT技術(shù)涉及了核物理學(xué)、微電子學(xué)、光電子技術(shù)、儀器儀表、精密機(jī)械與控制、計算機(jī)圖像處理與模式識別等多學(xué)科領(lǐng)域,是一個技術(shù)密集型的高科技產(chǎn)品。

          工業(yè)CT現(xiàn)有X射線斷層掃描(XCT)、康普頓散射斷層掃描(CST)、穆斯堡爾效應(yīng)斷層掃描(MCT)等。主要應(yīng)用于工業(yè)在線過程的實時檢測和大型工業(yè)部件的探查。工業(yè)CT與傳統(tǒng)的X射線探傷和超聲波探傷相比,具有空間分辨率高、無損檢測、速度快等特點,因而在工業(yè)產(chǎn)品的檢測中具有其他方法無可取代的作用。在實時檢測方面,可用于在線檢測熱軋無縫鋼管中的氣孔、劃痕、裂縫、分層等各種缺陷,同時給出鋼管的壁厚、同心度、單位長度的重量等;亦可用于發(fā)電設(shè)備的實時檢測。在大型部件檢測方面,特別適用于火箭、核燃料元件、彈藥、飛機(jī)發(fā)動機(jī)等的無損檢測。

          工業(yè)CT部件的發(fā)展現(xiàn)狀分析

          射線源常用X射線機(jī)和直線加速器。X射線機(jī)的峰值能量范圍從數(shù)十到450 keV,且射線能量和強(qiáng)度都是可調(diào)的;直線加速器的射線能量一般不可調(diào),常用的峰值射線能量范圍在1一16 MeV。其共同優(yōu)點是切斷電源以后就不再產(chǎn)生射線,焦點尺寸可做到微米量級。

          目前常用的探測器主要有高分辨CMOS半導(dǎo)體芯片、平板探測器和閃爍探測器三種類型。半導(dǎo)體芯片具有最小的像素尺寸和最大的探測單元數(shù),像素尺寸可小到10 μm左右。平板探測器通常用表面覆蓋數(shù)百微米的閃爍晶體(如CsI)的非晶態(tài)硅或非晶態(tài)硒做成,像素尺寸約127 μm,其圖像質(zhì)量接近于膠片照相。閃爍探測器的優(yōu)點是探測效率高,尤其在高能條件下,它可以達(dá)到16 ~ 20 bit的動態(tài)范圍,且讀出速度在微秒量級。其主要缺點是像素尺寸較大,其相鄰間隔(節(jié)距)一般≥0. 1 mm。

          樣品掃描系統(tǒng)從本質(zhì)上說是一個位置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。工業(yè)CT常用的掃描方式是平移一旋轉(zhuǎn)((TR)方式和只旋轉(zhuǎn)(RO)方式兩種。RO掃描方式射線利用效率較高,成像速度較快。但TR掃描方式的偽像水平遠(yuǎn)低于RO掃描方式,且可以根據(jù)樣品大小方便地改變掃描參數(shù)(采樣數(shù)據(jù)密度和掃描范圍)。特別是檢測大尺寸樣品時其優(yōu)越性更加明顯,源探測器距離可以較小,以提高信號幅度等。

          據(jù)統(tǒng)計,我國CT設(shè)備保有量從2018年的22100臺迅速增長至44800臺,CAGR為19.32%。2022年中國CT設(shè)備人均保有量為每百萬人擁有31.73臺。隨著中國CT設(shè)備逐漸實現(xiàn)國產(chǎn)化、高端化,未來中國CT設(shè)備保有量將保持穩(wěn)定增長。具備較強(qiáng)技術(shù)研發(fā)能力及產(chǎn)業(yè)化能力的國產(chǎn)CT設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)將迎來穩(wěn)定的增長期。

          根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國工業(yè)CT行業(yè)市場發(fā)展環(huán)境與投資趨勢分析報告》顯示:

          工業(yè)CT是隨著計算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展而興起的一門高新技術(shù),最近二十年發(fā)展尤其迅速。目前市場上主流的工業(yè)CT機(jī)一般由射線源、機(jī)械掃描系統(tǒng)、探測器系統(tǒng)、計算機(jī)系統(tǒng)和屏蔽設(shè)施等部分組成。工業(yè)CT廣泛應(yīng)用在汽車、材料、航天、航空、軍工、國防等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,為檢測航天運(yùn)載火箭及飛船航空發(fā)動機(jī)、大型武器的檢測、地質(zhì)結(jié)構(gòu)的分析以及機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量的重要檢測手段。

          近年來,隨著計算機(jī)科學(xué)的進(jìn)步及探測器技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)CT的性能逐年提高,目前工業(yè)CT作為一種實用化的無損檢測手段,正逐漸從滿足一般工業(yè)應(yīng)用的低能工業(yè)CT,向滿足大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)件檢測需求的高能工業(yè)CT技術(shù)發(fā)展。數(shù)模對比所采用的方法是:首先對產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化掃描,再根據(jù)掃描獲取的數(shù)據(jù)重建其三維數(shù)字化模型,然后與其原始三維CAD模型進(jìn)行比對分析。目前對產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)字化掃描常用的技術(shù)有三坐標(biāo)機(jī)測量、超聲波測量和工業(yè)CT等。其中工業(yè)CT掃描技術(shù)能以圖像形式準(zhǔn)確反映工件的內(nèi)外部情況,且不受工件復(fù)雜程度的影響,目前已成為檢測復(fù)雜產(chǎn)品(特別是含有內(nèi)腔的產(chǎn)品)的重要手段。

          工業(yè)CT技術(shù)不斷升級和創(chuàng)新,探測器技術(shù)、重建算法等不斷改進(jìn),使得工業(yè)CT的檢測精度和速度不斷提升。同時,多能量工業(yè)CT、動態(tài)工業(yè)CT等新型技術(shù)的出現(xiàn),也為工業(yè)制造帶來了更多的可能性。工業(yè)CT不僅在傳統(tǒng)的機(jī)械制造、電子電氣等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,還逐漸拓展到了醫(yī)療器械、新能源、軌道交通等領(lǐng)域。隨著工業(yè)CT技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用需求的增長,其應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步擴(kuò)大。

          隨著工業(yè)CT市場的不斷擴(kuò)大,越來越多的企業(yè)開始進(jìn)入這個領(lǐng)域,市場競爭日益激烈。企業(yè)間的競爭主要體現(xiàn)在技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、服務(wù)等方面。工業(yè)CT的發(fā)展現(xiàn)狀呈現(xiàn)出市場規(guī)模不斷擴(kuò)大、技術(shù)水平不斷提升、應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展、市場競爭日益激烈、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和安全問題日益重視等特點。未來,工業(yè)CT將繼續(xù)發(fā)揮其無損檢測的優(yōu)勢,為工業(yè)制造帶來更多的便利和創(chuàng)新。

          工業(yè)CT行業(yè)未來發(fā)展前景預(yù)測

          隨著智能制造和人工智能的發(fā)展,工業(yè)CT將與這些技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)自動化、智能化檢測。這將減少人工干預(yù),提高檢測效率,進(jìn)一步推動工業(yè)CT的應(yīng)用和發(fā)展。工業(yè)CT的安全和合規(guī)性也將得到更多關(guān)注。隨著法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和安全意識的提高,工業(yè)CT的使用將更加規(guī)范和安全。未來工業(yè)CT將繼續(xù)發(fā)揮其無損檢測的優(yōu)勢,為工業(yè)制造帶來更多的便利和創(chuàng)新。同時,工業(yè)CT技術(shù)將持續(xù)升級和創(chuàng)新,拓展其應(yīng)用范圍,提高檢測精度和速度,并與智能制造和人工智能等技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)自動化、智能化檢測。

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