非接触式测量技术
基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术研究共3篇
基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术研究共3篇基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术研究1随着健康意识的不断提高，人们对于生命体征的关注度也越来越高。
传统的生命体征检测方式，往往需要对人体进行接触，如体温计、心电图、血液检测等，这些方式对患者的身体造成了一定程度的压力和不适。
基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术，成为了新的研究热点。
多普勒雷达技术是一种能够测量物体运动速度的技术。
它利用了多普勒效应，通过反射回来的雷达信号来计算出运动物体的速度。
多普勒雷达已被广泛应用于不同领域，如航空、气象、地球物理学等，但在医疗领域的应用仍处于初始阶段。
近年来，人们开始探索基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术。
多普勒雷达可以测量人体的呼吸、心率、运动等生命体征，而无需对人体进行接触。
该技术基于人体反射回的雷达信号，经过信号处理和算法计算，可以非常准确地测量生命体征的变化。
在呼吸检测方面，多普勒雷达可以通过测量胸部或腹部的运动来确定呼吸的频率和幅度。
多普勒雷达的信号可以穿透衣服，而无需将传感器放置在身体上。
在心率检测方面，多普勒雷达可以测量心跳的微小运动。
传统的心率检测通常需要通过心电图等传统方式进行，需要将传感器放置在身体上，而基于多普勒雷达的非接触式检测技术可以实现远距离检测。
除此之外，基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术还可以用于监测运动状态。
传统的运动监测通常需要穿戴式传感器或者摄像头等设备，而基于多普勒雷达的非接触式监测技术无需穿戴传感器，可以实现远距离监测。
然而，目前这项技术仍需要继续研究和完善。
多普勒雷达的信号可能会受到环境因素的影响，如温度、湿度、人群等，这会影响信号的质量和稳定性。
此外，基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术还需要开发更加专业的算法和软件平台，以提高其精度和可靠性。
总体来说，基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术，具有非常广阔的应用前景。
随着技术的不断发展和完善，它将成为人体健康监测的重要手段，为人类健康事业做出更大的贡献基于多普勒雷达的非接触式生命体征检测技术具有广泛的应用前景，可以帮助人们实现远距离的呼吸、心率和运动状态监测。
镭射测高原理
镭射测高原理
镭射测高原理是一种常用的非接触式测量高度的技术。
其基本原理是通过向被测物体发射一束激光，然后利用光电传感器接收反射回来的光束，计算出被测物体与激光发射器之间的距离，从而得出被测物体的高度。
镭射测高技术具有高精度、高速度、高灵敏度等特点，被广泛应用于工业、航空航天、地球物理勘探等领域。
在生产制造中，镭射测高技术能够实现对零件尺寸的精准测量，提高生产效率和品质。
在航空航天领域，镭射测高技术可以用于飞机起降过程中的高度测量，保证安全起降。
在地球物理勘探中，镭射测高技术可以用于地形测量、地震监测等方面。
需要注意的是，在使用镭射测高技术时，应注意激光的安全性和使用规范。
激光束不可直接照射人眼，应避免使用过程中的误操作和事故发生。
同时，在使用镭射测高技术时，应选择适当的激光波长和测量距离，以确保测量精度和安全性。
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非接触式面电阻
非接触式面电阻
非接触式面电阻是一种测量物体表面电阻的技术，不需要直接接触物体表面即可进行测量。
它通常使用电磁感应原理，通过测量物体表面的电磁场变化来计算出表面电阻的数值。
非接触式面电阻测量技术可以广泛应用于各种领域，比如材料表面导电性测试、薄膜导电性测量、电路板测试等。
它具有测量快速、精度高、不损伤被测物体等优点。
非接触式面电阻测量一般通过激励源产生电磁波，通过接收器接收反射的电磁波，并测量其幅度和相位变化，从而计算出物体表面的电阻数值。
常用的非接触式面电阻测量方法有电荷耦合器件（CCD）测量法、绝对阻值测量法、交流阻抗测量法等。
非接触式面电阻测量技术在工业和科学研究中具有重要的应用价值，可以用于控制制程、质量检测、材料分析等方面。
它能够提高测量效率和精度，并且避免了接触式测量可能带来的干扰和损伤。
接触式测量和非接触式测量的例子
接触式测量和非接触式测量的例子
1. 接触式测量啊，就好比你用尺子去量衣服的尺寸，实实在在地把尺子贴在衣服上，这多直接呀！像裁缝量体裁衣就是典型的例子呢。
2. 非接触式测量呢，那感觉就像是有双神奇的眼睛隔空在观察，不用碰到就能知道情况。
比如红外体温计测体温，都不用接触皮肤，好厉害吧！
3. 你想想看，接触式测量有时候就像亲密的朋友，紧紧相依才能获得数据，像用卡尺测量零件的直径就是这样。
4. 而非接触式测量呢，如同一个神秘的高手，远远地就能洞察一切，就好像雷达监测飞机的位置那样神奇。
5. 接触式测量是不是感觉挺踏实的呀，就像用体温计测口腔温度，一定要含在嘴里才行呢。
6. 那非接触式测量简直就是科技的魔法呀，像自动感应门，不用你碰它就能自己开关，太酷了吧！
7. 接触式测量有时就像慢慢探索的过程，比如用称去称水果的重量，得实实在在地放上去。
8. 而非接触式测量就如同快速的精灵，瞬间获取信息，你说神奇不神奇呀，像用声呐探测海洋深度就是这样呢！
我觉得接触式测量和非接触式测量都有自己独特的魅力和用处呀，它们让我们能更加准确全面地了解和测量各种事物，在不同的场景下各自发挥着重要作用呢！。
红外线测温技术的原理和应用
红外线测温技术的原理和应用红外线测温技术是一种非接触式温度测量方法，广泛应用于工业、医疗、消防等领域。
它通过检测物体发射的红外辐射能量来测量物体的表面温度。
本文将详细介绍红外线测温技术的原理和应用。
一、红外线测温技术的原理红外线（IR）是在电磁波谱中紧邻可见光的一个频段，其波长范围为0.75μm-1000μm（微米）。
红外线的特点是能够通过大气层，并且被热物体发射。
红外线测温技术基于物体的发射与吸收红外辐射的原理来进行测量。
红外线测温技术的原理可以归结为以下几个关键步骤：1.热能发射：所有物体都会发射红外辐射能量，其强度与物体的温度成正比。
温度越高，物体发射的红外辐射能量越大。
2.红外辐射接收：测温设备（红外测温仪或红外相机）通过感应元件接收物体发射的红外辐射能量。
3.信号处理：测温设备将接收到的红外辐射能量转换成电信号，并进行滤波、放大等处理。
4.温度计算：通过校准和算法，将接收到的电信号转换为与物体表面温度对应的数值。
5.显示或记录：获得物体的表面温度数值后，可以通过显示屏或记录设备显示或记录下来。
二、红外线测温技术的应用红外线测温技术具有非接触、快速、准确等优点，因此在许多领域得到了广泛的应用。
1.工业领域在工业生产中，红外线测温技术可以用于监测和控制物体的温度。
例如，可以用于炉温监测、电子元件的温度检测、冶金工艺中的温度控制等。
红外线测温技术可以实时地检测物体的温度变化，帮助提高生产效率和质量。
2.电力行业红外线测温技术在电力行业的应用主要包括电力设备的温度检测和故障诊断。
通过对输电线路、变压器、开关设备等的温度进行监测，可以早期发现潜在的故障并采取相应的措施，预防事故的发生，保障电力系统的安全运行。
3.医疗和健康 care红外线测温技术在医疗和健康 care 领域的应用日益广泛。
例如，在医院中，可以使用红外测温仪快速测量人体表面的温度，尤其是在流行病期间，可以实现快速筛查和诊断。
此外，红外线测温技术也可用于测量食品、水源等的温度，以确保食品安全和水质安全。
脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术原理
脉冲涡流技术是一种非接触式检测技术，通过利用电磁感应原理，可以对导电材料进行快速、准确的检测。
这项技术在工业领域得到了广泛的应用，可以用来检测金属零件的缺陷、测量材料的导电性等。
脉冲涡流技术的原理基于法拉第电磁感应定律。
当一个导体材料通过一个交变电流时，会在其周围产生变化的磁场。
当这个磁场遇到另一个导体材料时，会在其内部产生涡流。
这些涡流会改变磁场的分布，从而可以通过检测这些变化来确定材料的性质。
脉冲涡流技术可以通过发送短脉冲电流来产生磁场，然后用传感器来检测磁场的变化。
通过分析这些数据，就可以确定材料的导电性、缺陷等信息。
与传统的涡流检测技术相比，脉冲涡流技术能够实现更快速的检测速度和更高的灵敏度。
在工业生产中，脉冲涡流技术可以用来检测各种金属零件的表面缺陷，如裂纹、孔洞等。
同时，它还可以用来测量材料的导电性，判断材料的类型和质量。
这项技术在汽车制造、航空航天、电子产品等领域都有着重要的应用价值。
除了在工业领域，脉冲涡流技术还可以在医学领域得到应用。
例如，可以用来检测人体表面的皮肤导电性，帮助医生诊断皮肤疾病。
此外，还可以用来检测人体内部的金属植入物，确保其安全性。
总的来说，脉冲涡流技术是一种非常有前景的检测技术，它能够快速、准确地检测导电材料的性质，具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相信这项技术将会在更多领域得到应用，为人类的生产生活带来更多便利和效益。
微小孔径测量方法
微小孔径测量方法微小孔径测量方法是一种非接触式的表面粗糙度测量技术，可以在很小的物体上测量出比较精确的表面粗糙度。
它通过测量孔径与光源之间的关系来测量表面粗糙度。
根据光线分布形态，它能够测量出表面粗糙度，并可以用来测量微小孔径和表面粗糙度。
微小孔径测量方法主要分为三个步骤：第一步，将光源安装到测量仪器上，然后将要测试的物体放入测量仪器中；第二步，检测光的分布情况；第三步，计算出表面粗糙度。
微小孔径测量方法使用的测量仪器包括直接投射仪、扫描式投射仪、断面投射仪等，它们都具有孔径大小可调、观察角度可调、测量距离可调等功能，能够测量出表面粗糙度以及微小孔径。
对于直接投射仪，它的工作原理是将一个光源投射到要测试的物体上，在测量仪上放置一个棱镜，棱镜会将投射出来的光线反射回去，最后在测量仪上观察光线的分布情况，根据测量的结果计算出相关的粗糙度数值。
扫描式投射仪，它使用一个激光扫描仪，将激光光束扫描到表面上，然后检测激光光束在表面上的分布情况，根据检测结果计算出表面粗糙度数值。
断面投射仪，它使用一个断面投射仪，将光源投射到一个物体上，然后测量物体表面上投射出来的光线的分布情况，将投射出来的光线反射回去，最后在测量仪上观察光线的分布情况，根据测量的结果计算出相关的粗糙度数值。
微小孔径测量方法的优点在于可以快速准确地测量出表面粗糙度，而且不受表面形状的限制，能够准确地测量出平面、凹面、凸面等表面的粗糙度。
此外，它也可以检测出微小孔径的粗糙度。
微小孔径测量方法也有一定的缺点，例如，它只能测量表面，无法测量内部结构；另外，测量时需要保持物体和测量仪器之间的距离和角度，否则测量结果将会受到影响。
总的来说，微小孔径测量方法是一种快速、准确的表面粗糙度测量方法，它可以测量出微小孔径和表面粗糙度，并且不受表面形状的限制。
在微小孔径测量中，测量仪器、棱镜和光源的选择十分重要，需要结合实际情况进行合理选择。
热成像工作原理
热成像工作原理
热成像技术是一种利用红外线辐射来检测物体表面温度分布的非接触式测量技术。
它通过将物体表面的红外辐射转换成电信号，再通过信号处理和图像显示，得到物体表面的温度分布图像。
热成像技术广泛应用于工业、医疗、军事、环保等领域。
热成像技术的工作原理是基于物体表面的红外辐射。
所有物体都会发射红外辐射，其强度和波长与物体表面温度有关。
热成像仪通过红外探测器接收物体表面的红外辐射，并将其转换成电信号。
这些电信号经过信号处理和图像显示，就可以得到物体表面的温度分布图像。
热成像技术的探测器主要有两种类型：热电探测器和焦平面阵列探测器。
热电探测器是一种基于热电效应的探测器，它将物体表面的红外辐射转换成电压信号。
焦平面阵列探测器则是一种由多个微小探测器组成的阵列，它可以同时探测多个点的红外辐射，从而得到更高分辨率的温度分布图像。
热成像技术的应用非常广泛。
在工业领域，热成像技术可以用于检测机器设备的运行状态，发现设备故障和热损伤等问题。
在医疗领域，热成像技术可以用于检测人体表面的温度分布，发现疾病和炎症等问题。
在军事领域，热成像技术可以用于探测敌人的位置和活动情况。
在环保领域，热成像技术可以用于监测大气污染和地表温度等问题。
热成像技术是一种非常有用的测量技术，它可以帮助我们了解物体表面的温度分布，发现问题和解决问题。
随着技术的不断发展，热成像技术将会在更多的领域得到应用，为我们的生活和工作带来更多的便利和效益。
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非接触式测量技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII目录摘要 (1)1 引言 (1)2 非接触式测量技术简介 (2)2.1 非接触式测量方法的定义 (2)2.2 非接触式测量方法的分类 (2)3 非接触测量技术发展的现状 (2)3.1 光学法 (2)3.1.1 结构光法 (2)3.1.2 激光三角法 (4)3.1.3 激光测距法 (5)3.1.4 光学干涉法 (6)3.1.5 图像分析法 (7)3.2 非光学法 (9)3.2.1 声学测量法 (9)3.2.2 磁学测量法 (10)3.2.3 X射线扫描法 (10)3.2.4 电涡流测量法 (12)3.3 非接触测量技术存在的不足和总结 (12)4 非接触式机器人测量系统 (13)5 非接触测量技术在船体分段测量中的应用 (16)5.1 非接触测量技术在船厂的应用情况 (16)5.2 船体分段测量方法介绍 (16)5.2.1 传统测量方法系统 (16)5.2.2 激光经纬仪测量系统 (16)5.2.3 近景摄影测量系统 (18)5.2.4 全站仪测量系统 (19)5.2.5 三维扫描测量系统 (20)5.3 测量方法的比较 (22)6 非接触测量技术的发展趋势 (23)7 结束语 (24)参考文献 (24)摘要非接触测量方法以光电、电磁、超声波等技术为基础，在仪器的感受元件不与被测物体表面接触的情况下，即可获取被测物体的各种外表或内在的数据特征。
详细阐述了部分常用的光学法和非光学法测量技术及相应的测量仪器，并结合船体分段测量方法说明了这些非接触测量方法的原理、优缺点、精度及适用范围，指出了未来非接触测量技术的发展趋势。
关键词：非接触测量; 光学法; 非光学法；船体分段1 引言开展船体分段测量技术研究的意义在于首先它是实现分段无余量对接的保证,可以大大缩短分段吊装搭接的船台占用时间,其次采用这项技术有助于实现船舶建造的信息流闭环,以及生产状态下的船体建造的“动态虚拟装配”。
最后精确、快速、可靠的船体分段测量技术的突破有助于提升我国造船企业的国际竞争力[1]。
建造精度直接影响船舶建造的总周期,建造质量也将影响后道工序的质量,影响船舶的航运性能。
船体建造的精度控制技术是以船体建造精度标准为基本准则,通过科学的管理方法与先进工艺手段,对船体零部件、分段和全船舰装件进行尺寸精度控制,最大限度的减少船台船坞修整工作量,并为提高预舶装率、降低涂装破损率创造有利条件。
它对保证船体建造质量、缩短造船周期、提高生产效率等诸多方面都有不容置疑的作用,是船舶建造技术的重要组成部分。
推进造船精度控制技术需要更加完善的管理体制与先进的测量手段。
因此,对先进测量手段的研究具有重要意义。
测量方法包括传统测量方法和非接触式测量方法。
随着计算机科学的发展，非接触式测量技术逐渐成为研究热点。
2 非接触式测量技术简介2.1 非接触式测量方法的定义非接触测量[2]是以光电、电磁、超声波等技术为基础，在仪器的感受元件不与被测物体表面接触的情况下，得到物体表面参数信息的测量方法。
2.2 非接触式测量方法的分类典型的非接触测量方法可分为光学法和非光学法。
光学法包括结构光法、激光三角法、激光测距法、干涉测量法和图像分析法等；而非光学法包括声学测量法、磁学测量法、X射线扫描法、电涡流测量法等。
3 非接触测量技术发展的现状3.1 光学法3.1.1 结构光法结构光法作为一种主动式非接触的三维视觉测量新技术，在逆向工程质量检测数字化建模等领域具有无可比拟的优势[3]，投影结构光法是结构光测量技术的典型应用。
基本原理:用投射仪将光栅投影于被测物体表面，光栅条纹经过物体表面形状调制后会发生变形，其变形程度取决于物体表面高度及投射器与相机的相对位置，再由接收相机拍摄其变形后的图像并交与计算机依据系统的结构参数作进一步处理，从而获得被测物体的三维图像。
特点：结构光视觉检测具有大量程非接触速度快系统柔性好精度适中等优点[3]，但是由于其原理的制约，不利于测量表面结构复杂的物体（见图1）。
图1 投影结构光三维测量系统原理图焊缝的三维测量技术是当今焊接智能化、自动化发展的重要方向之一，基于结构光视觉焊接机器人已经成为焊接智能化和自动化的发展方向，也是目前应用比较多的焊接过程控制方法。
将线结构光主动视觉检测技术引入焊缝检测就可以有效推动焊接领域的高速发展。
基于线结构光视觉技术的焊缝检测，即利用激光和CCD图像传感器拍摄并采集焊缝表面的原始图像信息，通过数字图像处理手段可以获取焊缝表面的三维信息，并计算其尺寸参数。
该检测具有直观性、非接触性、高效性等优点，因而现已广泛应用于激光焊接的焊缝检测。
但是，由于焊接过程的复杂性，导致焊缝表面因材质反光特性不同，以及复杂的轮廓结构都会造成激光条纹的粗细不均、灰度变化强烈、噪声较多等问题，因此选取合适的光学成像系统和图像处理算法是整个焊缝三维测量的关键，这将直接影响到后期焊缝计算的准确性与稳定性。
图2 国外线结构光测量产品3.1.2 激光三角法激光三角法是非接触光学测量的重要形式，应用广泛，技术也比较成熟。
基本原理:由光源发出的一束激光照射在待测物体平面上，通过反射最后在检测器上成像。
当物体表面的位置发生改变时，其所成的像在检测器上也发生相应的位移。
通过像移和实际位移之间的关系式，真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到[4]。
图3 激光三角法测距系统原理图特点：该方法结构简单，测量速度快，精度高，使用灵活，适合测量大尺寸和外形复杂的物体。
但是，对于激光不能照射到的物体表面无法测量，同时激光三角法的测量精度受环境和被测物体表面特性的影响比较大，还需要大力研究高精度的三角法测量产品。
3.1.3 激光测距法激光具有良好的准直性及非常小的发散角，使仪器可以进行点对点的测量，适应非常狭小和复杂的测量环境[5]。
基本原理：激光测距法利用激光的这些特点，将激光信号从发射器发出，照射到物体表面后发生反射，反射后的激光沿基本相同的路径传回给接收装置，检测激光信号从发出到接收所经过的时间或相位的变化，就可以计算出激光测距仪到被测物体间的距离。
图4 相位式激光测距原理特点：激光测距主要分为脉冲测距和相位测距两大类。
对于脉冲测距法来说，其系统结构简单，探测距离远，但是传统的测距系统采用直接计数来测量光脉冲往返时间，精度低[6]。
相位测距系统结构相对复杂，但是其精度较高，随着光电技术的快速发展，相位激光测距技术得到不断优化和提升，已能满足超短距离和超高精度的测量需求。
随着激光测距仪朝着小型化、智能化的方向发展，由于激光测距技术特有的优点，将在各类距离测量领域有越来越广阔的应用前景。
3.1.4 光学干涉法干涉测量法通过相干光照射到被测表面，之后通过与参考光进行比较测得粗糙度数值。
基本原理：常用的激光干涉仪是以激光为光源的迈克尔逊干涉仪，即由光源射出的一束光由分光镜分为测量光和参考光，分别射向参考平面和目标平面，反射后的两束光在分光镜处重叠并相互干涉。
当目标平面移动时，干涉图样的明暗条纹会变化相应的次数并由光电计数器记下其变化次数，由此可计算出目标平面移动的距离。
图5 激光干涉测距技术原理框图图6 分光路干涉显微镜光路图特点：按照光路不同，有分光路和共光路两种类型。
激光干涉测量法的特点是测量精度非常高，测量速度快，但测量范围受到光波波长的限制，不适于大尺度物体的检测，也不适合测量凹凸变化大的复杂曲面[6]，只能测量微小位移变化。
3.1.5 图像分析法图像分析法也叫立体视觉，其研究重点是物体的几何尺寸及物体在空间的位置、姿态[7]。
基本原理：立体视觉测量是基于视差原理，视差即某一点在两副图像中相应点的位置差。
通过该点的视差来计算距离，即可求得该点的空间三维坐标。
一般从一个或多个摄像系统从不同方位和角度拍摄的物体的多幅二维图像中确定距离信息，形成物体表面形貌的三维图像，单目、多目视觉。
立体视觉测量属于被动三维测量方法，常常用于对三维目标的识别和物体的位置、形态分析，采用这种方法的系统结构简单，在机器视觉领域应用较广。
立体视觉的基本几何模型如图7所示。
图7 立体视觉的基本几何模型图特点：双目立体视觉是由不同位置的两台摄像机经移动或旋转拍摄同一场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标值[8]，其测量原理如图3所示一个完整的立体视觉系统通常包括图像采集摄像机标定特征提取图像匹配三维信息恢复后处理6大部分立体视觉法广泛应用于航空测量机器人的视觉系统中，双目多目以及多帧图像序列等立体视觉问题已经成为国际学术研究的重点和热点。
图8 双目立体视觉三维测量原理3.2 非光学法3.2.1 声学测量法声学测量法主要用于测距，其中超声波测距技术应用比较广泛。
为了以超声波为检测手段，必须产生超声波和接收超声波[9]。
要求使用高频声学换能器[10]，来进行超声波的发射和接受。
超声波的指向性很强，在固体介质中传播时能量损失小，传播距离远，因此常用于测量距离。
基本原理：超声波测距的原理是在已知超声波在某介质中的传播速度的情况下，当超声波脉冲通过介质到达被测面时，会反射回波，通过测量仪器测量发射超声波与接收到回波之间的时间间隔，即可计算出仪器到被测面的距离。
特点：利用超声波检测速度快，灵敏度高，仪器体积小，精度也能达到大部分工业应用的要求。
传统的声学仪器大部分为模拟信号仪器，精度不高，稳定性和可靠性不尽人意。
数字化声学测量技术却可以弥补这些缺点，而且具有容易升级更新、可获得很高的性能指标、存储数据方便等优点，逐步被人使用。
图9 声学信号分析工作站的组成框图3.2.2 磁学测量法磁学测量法是通过测试物体所在特定空间内的磁场分布情况，来完成对物体外部或者内部参数的测量。
核磁共振成像技术是磁学测量法的代表技术。
基本原理:利用核磁共振原理，在主磁场附加梯度磁场，用特定的电磁波照射放入磁场的被测物体，使物体内特定的原子核磁发生核磁共振现象从而释放出射频信号，将这些信号经过计算机处理后，就能得知组成该物体的原子核的种类和在物体内的位置，从而构建出该物体的内部立体图像。
特点：成为研究高分子链结构的最主要手段[10]，相比其他传统检测方法，核磁共振法能够保持样品的完整性[11]。
同时在医学领域广泛采用，用于提取人体内部器官的三维轮廓，为医生制定医疗方案提供有力证据。
但核磁共振技术精度依然不及高精度的机械测量技术，而且测量速度较慢，对被测物体也有材质、体积方面的要求。
3.2.3 X射线扫描法X射线是19世纪末20世纪初物理学的三大发现之一，标志着现代物理学的产生。
工业CT，即工业计算机断层扫描成像，主要用于工业构件的无损检测[12]，基于射线扫描技术。