七针电源连接器缺陷检测

在电源连接器等多材料零件中，致密的金属结构紧邻低密度塑料，由此产生的强烈伪影常常妨碍缺陷检测。本案例研究探讨了与标准滤波反投影 (FBP) 和双能融合 (DE) 相比，Voxray Quantum Reconstruction Technique (QRT) 如何改善工业 CT 成像。我们重点关注颗粒、孔隙和缝隙等典型缺陷，并将 CT 结果与经光学显微镜检查的抛光截面 (PST) 进行对照验证。

七针电源连接器照片（左）与 CT 重建的 3D 体渲染（右）。

多材料组件的工业 CT 会受到伪影的影响，原因是传统重建方法没有充分考虑多色 X 射线能谱。射束硬化、金属条纹伪影和部分容积模糊在铜合金针脚与聚合物外壳的交界处尤为明显，而这正是必须检查隐藏缺陷的区域。

使用标准 FBP 重建的水平切片。严重的金属伪影遮蔽了周围的塑料，几乎无法进行分析。

我们使用三种方法分别重建了该连接器，并将得到的体数据与参考金相截面进行比较。图 4 显示了两根金属针脚之间的区域，其中存在孔隙、缝隙和一个塑料颗粒。

逐层切片评估

FBP（单能）

QRT（单能）

标准 FBP 与 Voxray QRT 对比

FBP（双能）

QRT（单能）

双能 CT 与 Voxray QRT 对比

QRT（单能）

金相截面

Voxray QRT 与抛光截面显微照片对比

主要发现

• 金属针脚之间的孔隙在 FBP 中完全不可见，在 DE 中部分可见，而在 QRT 中清晰可辨。
• 只有 QRT 能准确呈现塑料颗粒。
• 与 FBP 相比，缝隙在 DE 和 QRT 中均显示出更高的对比度。
• 由于需要配准两组不同能量的数据，DE 体数据中存在轻微的对准伪影。
• 紧邻极高密度区域的缺陷对三种方法而言仍然是难题。

在所评估的技术中，QRT 对孔隙、缝隙和聚合物夹杂物的重建最为真实，并且只需一次扫描。因此，与双能 CT 相比，它将测量时间缩短了一半，并消除了扫描之间的对准误差，这对在线工业缺陷检测而言是决定性的优势。

下表汇总了各成像方法和验证方法的关键指标：