针对工业CT实际检测中涉及的零件材质与尺度跨度较大，且采用非金属森林球来评定工业CT测量不确定度存在适用性和可靠性不足的问题，基于不同材质森林球进行了工业CT测量不确定度评定，获得了标准器材质对测量不确定度的影响规律。根据工业CT的常用测量范围，设计制作了3种不同材质的森林球标准器，并用三坐标测量机进行标定，然后采用工业CT分别扫描和测量计算，实现了对不同材质森林球直径及球心距的测量不确定度评定。实验结果表明：材质对球直径测量的扩展不确定度影响不显著；球心距测量的扩展不确定度随尺寸的增大而增大，其中非金属陶瓷球和红宝石球标准器的扩展不确定度均值相当，平均值约为0.003 5 mm，而钢球标准器则较之增大了3.4倍，达到0.012 2 mm；球心距测量存在明显的系统误差，标准器材质的影响不显著。基于不同材质森林球的球心距测量对工业CT测量不确定度标准器的选用及校准具有重要的指导意义。

提升工业CT检测系统的技术性能一直是射线无损检测领域系统研发人员和用户共同追求的目标。基于这一目标，提出了采用耦合闪烁屏与科学级面阵CMOS相机的CT图像探测方法，本文介绍了利用该方法在微焦点工业CT系统硬件研制和软件开发方面涉及的重要工程技术细节。给出了自主研发的抗辐照X射线数字相机与商用平板探测器的实测技术指标对比结果、X射线CT集成软件（CTER MAX）与商用软件在CT重建算法计算效率方面的对比结果以及CT系统空间分辨率检测结果。结果表明：抗辐照X射线数字相机具备超高像素采样、低噪声、高动态范围、高分辨、耐辐照、低成本等优势，尤其在空间分辨率上较平板探测器有更大的提升空间，使用更为灵活，适应更多应用场景需求；CTER MAX软件功能完整、操作友好、较商业软件在计算性能上有约4.5倍的速度提升；CT系统综合空间分辨率最高为5 μm，与射线源焦斑尺寸相当。整个系统运行稳定可靠、可推广应用于航空发动机叶片、岩芯检测等各工业无损检测领域。

报道了基于光阴极S波段电子直线加速器建成的9 MeV高能微焦点射线成像系统“精卫”，X射线束横向尺寸小于100 μm，7 h剂量波动低至1.6%。初步开展成像实验结果表明：双丝像质计清晰分辨13D号丝，丝直径0.05 mm，CT测试卡测得空间分辨率优于10 lp/mm，装置同时兼容电子束能量6～18 MeV可调。

工业CT裂纹分割是工业CT图像处理中的一项关键技术，而CT图像中的伪影、噪声等干扰会对裂纹分割带来极大的困扰。为了提高CT图像中裂纹的分割精度，本文通过分析CT图像中裂纹的特征，提出了结合Hessian矩阵和支持向量机的CT图像裂纹识别与分割的方法。首先采用基于Hessian矩阵的多尺度滤波方法提取CT图像中的线状结构并对提取的线状结构进行对比度增强；然后利用图像像素点灰度在空间的分布规律提取线状结构图像的纹理特征信息；再使用基于径向基函数的支持向量机训练裂纹识别分类器；进而使用训练好的模型定位测试图像中裂纹所在的方块区域；最后使用自动阈值分割算法得到CT图像中的裂纹。实验结果表明，结合Hessian矩阵和支持向量机的分割方法能够抑制图像中非目标区域，提高了算法的抗干扰性，对裂纹子图像识别的准确率可达94.5%，具有实际的工程应用价值。

由于基于周期性结构的工业CT空间分辨率测试方法存在模体加工难度大、测量精度有限的问题，本文提出了一种基于等径外切圆的工业CT空间分辨率测试方法。先对周期性结构（线对卡）的空间分辨率测试机理进行分析，设计等径外切圆模体形成连续变间距结构，推导变间距结构与条形结构（线对卡）的等价关系，然后建立基于等径外切圆的工业CT空间分辨率测试方法，利用图像处理算法实现了基于CT图像的空间分辨率自动测量。实验结果表明：本方法的测量结果与线对卡法的结果相当，相对误差控制在10%以内。该方法采用的模体加工要求低，测量过程简便，具有较高的实用价值。

发展微焦点高能X射线源技术是实现高精度高能工业CT突破的关键，基于激光尾波加速驱动高能轫致辐射源开展了微焦点高能X射线源产生以及对涡轮叶片高能CT成像研究。利用一台20 TW钛蓝宝石超快超强激光器，通过电离注入的方式获得了（140±44）pC的高能电子束，并使用1.5 mm厚钨靶产生了累积源尺寸为25 μm的高能轫致辐射X射线。利用该微焦点高能X射线源，采用基于压缩感知的CT重建算法，在获取较少角度投影（31个角度）的情况下，获得了对涡轮叶片叶榫结构的CT重建。

密度高、成像分辨率高、成像速度快的X射线数字成像检测需要高能微焦点大剂量X射线源，高品质电子源是实现这一X射线源的关键手段。基于中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光的主加速器，验证了低发射度、低能散度的高亮度电子束实现高能微焦点的可行性，得到电子束半高全宽尺寸小于70 μm的9 MeV微焦点，并初步开展成像实验，双丝像质计焦斑清晰分辨9D号丝，丝直径0.13 mm。