2021年工業CT市場發展策略研究及細分應用領域市場規模前景預測
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工業CT是工業用計算機斷層成像技術的簡稱,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、準確、直觀地展示被檢測物體的內部結構、組成及缺損狀況,被譽為當今最佳無損檢測和無損評估技術。中金企信統計數據顯示:2015年全球工業CT市場規模約為375億元,較上年增長17.19%。
目前在國內外,工業CT廣泛應用在汽車、材料、鐵路、航天、航空、軍工、國防、電子器件等產業領域,為航天運載火箭及飛船與太空飛行器的成功發射、航空發動機的研制、大型武器系統檢驗與試驗、地質結構分析、鐵道車輛提速重載安全、石油儲量預測、機械產品質量判定等提供了的重要技術手段。截止2015年該市場應用規模約為323億元,較上年增長17.45%。
2011-2015年全球工業CT市場應用規模現狀分析
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?????數據統計:中金企信國際咨詢
中金企信研究資料顯示:由于我國工業CT產業起步較晚,相關行業發展尚不成熟。其主要生產企業有無錫日聯科技股份有限公司、重慶真測科技股份有限公司\善思科技(廈門)有限公司、丹東奧龍射線儀器有限公司、上海英華檢測科技有限公司等。截止2015年國內工業CT行業總產量約為539臺,較上年增長48.9%。
2011-2015年中國工業CT行業總產量現狀分析
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??????數據統計:中金企信國際咨詢
技術發展:工業CT機一般由射線源、機械掃描系統、探測器系統、計算機系統和屏蔽設施等部分組成。射線源提供CT掃描成像的能量線束用以穿透試件,根據射線在試件內的衰減情況實現以各點的衰減系數表征的CT圖象重建。與射線源緊密相關的前直準器用以將射線源發出的錐形射線束處理成扇形射束。后直準器用以屏蔽散射信號,改進接受數據質量。射線源常用X射線機和直線加速器,統稱電子輻射發生器。
工業CT系統結構圖
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電子回旋加速器從原則上說可以作CT的射線源,但是因為強度低,幾乎沒有得到實際的應用。X射線機的峰值射線能量和強度都是可調的,實際應用的峰值射線能量范圍從幾KeV到450KeV;直線加速器的峰值射線能量一般不可調,實際應用的峰值射線能量范圍從1~16MeV,更高的能量雖可以達到,主要僅用于實驗。電子輻射發生器的共同優點是切斷電源以后就不再產生射線,這種內在的安全性對于工業現場使用是非常有益的。電子輻射發生器的焦點尺寸為幾微米到幾毫米。在高能電子束轉換為X射線的過程中,僅有小部分能量轉換為X射線,大部分能量都轉換成了熱,焦點尺寸越小,陽極靶上局部功率密度越大,局部溫度也越高。實際應用的功率是以陽極靶可以長期工作所能耐受的功率密度確定的。因此,小焦點乃至微焦點的的射線源的使用功率或最大電壓都要比大焦點的射線源低。電子輻射發生器的共同缺點是X射線能譜的多色性,這種連續能譜的X射線會引起衰減過程中的能譜硬化,導致各種與硬化相關的偽像。
機械掃描系統實現CT掃描時試件的旋轉或平移,以及射線源--試件--探測器空間位置的調整,它包括機械實現部分及電器控制系統。探測器系統用來測量穿過試件的射線信號,經放大和模數轉換后送進計算機進行圖象重建。ICT機一般使用數百個到上千個探測器,排列成線狀。探測器數量越多,每次采樣的點數也就越多,有利于縮短掃描時間、提高圖象分辨率。計算機系統用于掃描過程控制、參數調整,完成圖象重建、顯示及處理等。屏蔽設施用于射線安全防護,一般小型設備自帶屏蔽設施,大型設備則需在現場安裝屏蔽設施。
主要發展歷程:按掃描獲取數據方式的不同,CT技術已發展經歷了五個階段。
?CT技術發展歷程圖
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第一代CT(見圖a),使用單源(一條射線)單探測器系統,系統相對于被檢物作平行步進式移動掃描以獲得N個投影值(I),被檢物則按M個分度作旋轉運動。這種掃描方式被檢物僅需轉動180度即可。第一代CT機結構簡單、成本低、圖象清晰,但檢測效率低,在工業CT中則很少采用。
第二代CT(見圖b),是在第一代CT基礎上發展起來的。使用單源小角度扇形射線束多探頭。射線扇形束角小、探測器數目少,因此扇束不能全包容被檢物斷層,其掃描運動除被檢物需作M個分度旋轉外,射線扇束與探測器陣列架一道相對于被檢物還需作平移運動,直至全部覆蓋被檢物,求得所需的成象數據為止。
第三代CT(見圖c),它是單射線源,具有大扇角、寬扇束、全包容被檢斷面的掃描方式。對應寬扇束有N個探測器,保證一次分度取得N個投影計數和I值,被檢物僅作M個分度旋轉運動。因此,第三代CT運動單一、好控制、效率高,理論上被檢物只需旋轉一周即可檢測一個斷面。
第四代CT(見圖d),也是一種大扇角全包容,只有旋轉運動的掃描方式,但它有相當多的探測器形成固定圓環,僅由輻射源轉動實現掃描。其特點是掃描速度快、成本高。
第五代CT(見圖e),是一種多源多探測器,用于實時檢測與生產控制系統,圖中是一種鋼管生產在線檢測與控制壁厚的CT系統。源與探測器按120度分布,工件與源到探測器間不作相對轉動,僅有管子沿軸向的快速分層運動。
上述五種CT掃描方式,在ICT機中用得最普遍的是第二代與第三代掃描,其中尤以第三代掃描方式用得最多。這是因為它運動單一,易于控制,適合于被檢物回轉直徑不太大的中小型產品的檢測,且具有成本低,檢測效率高等優點。
當前,中國工業CT企業的規模結構仍不盡合理,產業集中度低,中、小型企業仍占較大比例。企業生產能力分散、規模小、效益低。而工業CT產業新產品研發能力薄弱,國內工業CT產品主要集中在中低端市場,產品技術含量低,尤其是高端技術產品缺乏、主要依賴進口;但低端產品同質化比較嚴重,出現產能過剩局面。
同時,由于中國工業CT產業起步較晚,各方面發展尚不完善。與國際品牌工業CT品牌企業相比,產品在設計理念、生產工藝、原材料選擇和生產設備配置上仍存在較大差距。因此,“十三五”期間中國工業CT相關企業必須正視工業CT本土企業與國外企業間的差距,包括基礎技術、創新能力、推廣能力和服務能力等。應該讓用戶需求和工業CT企業成為創新主導,龍頭企業應在技術應用領域做好帶頭示范作用。
中金企信國際咨詢公布的《2021-2027年中國工業CT行業市場發展深度調查及投資戰略可行性報告》
目前,國內工業CT主要消費領域集中在航空航天、軍事、汽車、冶金、石油等領域,預計2016年中國工業CT不同應用領域需求規模為:
2016年中國工業CT不同應用領域需求規模預測
單位:億元
不同應用行業 | 需求,億元 |
國防 | 10.62? |
航空航天 | 12.68? |
機械制造 | 8.42? |
汽車 | 6.33? |
冶金 | 4.59? |
材料 | 3.47? |
石油 | 2.81? |
其他 | 6.08? |
數據統計:中金企信國際咨詢