高精度高能工业CT综合研发平台及应用
简介:本项目属仪器仪表科学技术领域,涉及计算机、物理、数学、机械、自动控制等多个学科,学科交叉性强、系统复杂度高、技术难度大。
本项目根据国家重大需求和工业CT技术发展前沿,针对高能工业CT系统大型工件的高精度检测这一长期困扰行业技术进步、扩大应用范围的核心技术难题和满足不同用户对工业CT系统个性化需求的快速定制工程化难题,为满足我国国防和民用等高端产品的无损检测和新产品开发需求,在国家高技术产业化示范工程和国家高技术研究发展计划(863计划)资助下,在加速器有效焦点调节、系统高精度自动定位和校准、高精度尺寸测量等关键核心技术上取得突破,获得了重大创新:率先提出了双柱面射线源有效焦点尺寸调节方法,实现了对X射线焦点及视场的有效调节;首创基于点扩展函数(PSF)的工业CT旋转中心高精度自动定位方法,实现了快速高精度系统校准;率先提出了准直片优化组合和自动分组方法,解决了准直孔中心位置及孔径宽度与理论设计值偏离的难题;创立了独特的模拟插值技术及硬化、串扰、剂量、时间、运动误差、一致性等多种数据校正技术,确保了高品质的重建图像,高能CT系统空间分辨率突破5.0Lp/mm,尺寸测量精度突破0.02mm,成功解决了系统精度和适应性难题,“整体技术达到国际先进水平,空间分辨率和尺寸测量精度指标达到国际领先水平”。成功完成了高精度高能工业CT综合研发平台,精度高、功能全、结构开放、适应性强,为我国工业CT产品开发建成了一个高端技术平台。“获国家发明专利5项,编制工业CT国家标准6项,产生了重大的社会和经济效益。”
本项目成果已成功应用于航天、航空、军工、铁路、石油等领域,为神舟系列飞船、探月工程、新型航空发动机、先进武器装备、铁路机车关键产品及零部件的检测及开发做出了重要贡献,有力促进了我国工业CT系列产品开发和产业化,形成了新的经济增长点。近5年累计创造直接经济效益1.18亿元,利润总额1467万元,缴税482万元,间接经济效益超过6.07亿元,其中节约研发经费4750万元,节约生产成本4410万元,新增产值5.15亿元。发表SCI、EI论文40篇,培养硕博150余人。
本项目成果为打破西方发达国家在这一高技术领域的垄断和封锁,提升我国工业CT技术及产品自主创新能力和国际竞争力,促进我国重大产品及装备的质量、自主创新能力和国际竞争力,保障国家安全方面做出了重大贡献。