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无损检测之X射线检测实时成像技能分辨率

1X射线实时成像系统X射线实时成像检测技术作为一种新兴的无损检测技术,已进入工业产品检测的实际应用领域。与其他检测技术一样,X射线实

1 X射线实时成像体系

X射线实时成像检测技能作为一种新式的无损检测技能,已进入工业产品检测的实践运用领域。与其他检测技能相同,X射线实时成像检测技能需求一套设备(硬件与软件)作为支撑,构成一个完好的检测体系,简称X射线实时成像体系。X射线实时成像体系运用X射线机或加快器等作为射线源,X射线透往后被检测物体后衰减,由射线接纳/转化设备接纳并转化成模仿信号或数字信号,运用半导体传感技能、核算机图画处理技能和信息处理技能,将检测图画直接显现在显现器屏幕上,运用核算机程序进行鉴定,然后将图画数据保存到贮存介质上。X射线实时成像体系可用金属焊缝、金属或非金属器材的无损检测。

2 X射线实时成像体系的根本装备及影响要素

X射线实时成像体系首要由X射线机、X射线接纳转化设备、数字图画处理单元、图画显现单元、图画贮存单元及检测工装等组成。

2.1 X射线机

依据被检测工件的原料和厚度规模挑选X射线机的能量规模,并应留有必定的的能量储藏。关于要求接连检测的作业方法,宜挑选直流恒压强制冷却X射线机。X射线管的焦点尺度对检测图画质量有较大的影响,小焦点能够进步体系分辩率,因而,应尽或许选用小焦点X射线管。

现在探伤机厂能够供给的小焦点X射线探伤机是:160 kV恒压式X射线体系,焦点尺度≤ 0.4mm×0.4mm;225 kV恒压式X射线体系,焦点尺度≤0.8mm×0.8mm;320 kV恒压式X射线体系,焦点尺度≤1.2mm×1.2mm;450 kV恒压式X射线体系,焦点尺度≤1.8mm×1.8mm。对焦点的要求也不宜过小,假如焦点过小且冷却欠好,焦点简单”烧坏”。

2.2 X射线接纳转化设备

X射线接纳转化设备的效果是将不行见的X光转化为可见光,它可所以图画增强器或成像面板或许线性扫描器等射线灵敏器材。X射线接纳转化设备的分辩率应不小于3.0LP/mm。

X射线接纳转化设备子体系又称为图画成像体系,按现在成像的技能水平可分为两种。一种是以图画增强器为主的传统成像器体系。图画增强器为一种真空管,射线输入屏由较薄的铝或钛资料制成,屏的底层涂有钠(Na)-碘化铯(CsI)作为输入闪耀体(CsI∶Na),它能够将不行光的X光图画转化为可见光图画,再经过光电阴极板的效果将可见光图画转化为相应的电子束,电子束在高电压效果下加快并聚集于荧光输出屏(ZnCdS:Ag闪耀体资料),然后构成可视的检测图画。在输出屏后端配有聚集光学镜头和CCD(charge-coupled device电荷耦合器材)摄像机,将可视图画的模仿信号收集输入图画收集卡进行A/D转化,再输入核算机进行图画处理。当时可供选用的图画增强器按输入屏直径有Φ225mm(9″)、Φ150mm(6″)、Φ100mm(4″) 三种;Φ225mm(9″)图画增强器直径较大,视界宽广,一次检测长度较大,但明晰度较低,价格较高;Φ100mm(4″)图画增强器直径较小,分量较轻,便于携带式作业,且明晰度较高,但视界较狭小,一次检测长度较小,工效较低;一般以挑选Φ150mm(6″)图画增强器为宜。常用的CCD摄像机有晶片为1/2″、分辩率为 752×582线和晶片为1/3″、分辩率可到达1000×752线的CCD摄像机,现在更高明晰度的CCD摄像也已新近上市。

另一种是依据线阵扫描探测器(LDA-linear diode arrays 线阵探测器)的成像体系,LDA含有很多的电子元件和成像点,首要由发光晶体、光电二极管陈设,前端数据收集体系等组成,X射线闪耀体资料(常用晶体有依据磷屏的钇、GdWO4和CsI)能够将X射线转化为可见光,晶体安装在很多的光电二极管外表并按必定规矩摆放成为光电二极管阵列(大规型集成电路),按扫描方法分为线扫描(线阵列)和面扫描(面阵列)。面阵探测器价格昂贵,现在多选用线陈设探测器。线阵扫描探测器LDA成像体系依照结合方法又分为两种,一种是LDA成像体系直接与图画收集要卡相结合,LDA成像体系收集的模仿图画送到收集卡进行A/D 转化,再经核算机图画处理,其作业原理根本与图画增强器相同,但LDA成像体系的分辩率比起图画增强器成像体系的分辩率有较大的进步。另一种是LDA成像体系与CMOD(complementary metal -oxide-semiconductor (transistor),互补金属氧化物半导体(晶体管))传感器相结合,一步完结射线光电转化、数字收集的全进程, 这种成像体系称为LDA-CMOS射线数字直接成像体系。LDA-CMOS射线数字直接成像体系现在在各种成像体系中处于先进水平。LDA-CMOS射线-数字直接成像体系的转化方法大大减少了信号长距离传输和转化进程的信号搅扰,且光电阵列像素尺度很小,因而,空间分辩率得到很大的进步。

线阵探测器-CMOS射线直接数字成像体系的造价比图画增强器成像体系要高出许多,依据价格要素的考虑,关于一般产品的X射线实时成像体系多选用图画增强器成像体系,而关于要求较高的产品可选用线阵探测器-CMOS射线直接数字成像体系。如选用线阵探测器-CMOS射线直接数字成像体系,X 射线机可不受小焦点的约束,X 射线机的造价相对较低。因为是线扫描,像素是逐线扫描成像,简直不存在几许不明晰度,因而,图画明晰度大大进步;可是,因为逐线扫描,成像检测速度较慢。现在国外有一种面阵列成像板,既可大大进步图画的明晰和又能进步检测速度,但价格昂贵,现多用海关集装箱高能射线检测设备。

2.3 图画处理单元

图画处理单元应具有图画数据收集和处理功用。 图画数据收集方法可所以图画收集卡或其它数字图画组成设备。图画收集分辩率应不低于768×576像素,且确保水平方向分辩率与笔直方向分辩率之比为4∶3;动态规模即灰度等级应不小于256 级。

图画收集卡安装在核算机中,首要效果是进行A/D转化,将成像体系收集来的模仿信号转化为能被核算机辨认的数字信号成为数字图画。常用图画收集卡的收集分辩率多为768×576像素,动态规模为8bit=256灰度级,跟着技能的开展,现在已有高分辩的图画收集分辩率可到达1k×1K,动态规模可到达12bit=4096灰度级。如选用高分辩率的图画收集卡,能大大进步体系分辩系率,但价格较高。一般随卡供给成像软件。

2.4 图画处理软件

图画处理软件应具有降噪、亮度对比度增强、边缘增强等根本功用。图画处理软件应能习惯相应检测产品所规则的技能标准,具有图画几许尺度标定和丈量以及缺点定位功用;在检测图画中标定的缺点方位与实践方位差错应≤2mm,单个缺点的丈量精度为±0.5mm。

图画处理软件根本上需求两种,一种是操控软件,其功用是经过数据总线发送指令来操控成像体系,这些指令包括工件动作指令、成像设备的校准、从收集卡得到图画、图画平面尺度校定、图画实时收集、图画的同步处理和图画贮存等。依据视频技能理论,图画收集速度到达25帧/秒即视为实时成像。假如对工件只进行普查,则可不重用图画收集等指令。另一种是成像软件,其功用是在核算机上显现图画,按所检测工件的质量标准进行缺点等级鉴定,一起生成工件检测数据库文件,输出鉴定陈述,再将检测图画和数据库文件一起保存到光盘等贮存介质中去。 假如检测图画的收集分辩率很高,收集的动态规模很大,则图画的数据容量很大,因而,成像软件还应具有数据压缩功用,因为检测图画是重要的技能资料,应采纳无损压缩,并应具有杰出的解压和回放再现功用。图画处理软件一般由X射线实时成像体系研发单位供给给运用单位,有条件的运用单位也能够自行开发图画处理软件。

2.5 图画显现单元

图画显现采纳是非方法显现图画,显现器点距不大于0.26mm,显现器应为逐行扫描,改写频率不小于85Hz,图画鉴定可选用17~19″显现器,使观察者的视界感到更舒适。

2.6 图画贮存单元

检测图画可贮存在数字光盘等介质中,贮存的数字图画和有用信息不行修正和删去,保存的数字图画还应包括有原始的收集数据。关于要求保存3~30年的重要检测技能资料,应挑选CD-R一次性光盘,(CD-R光盘的保存期可达50年),不能挑选CD-RW可擦写光盘。

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