承压设备无损检测新技术介绍

工业数字化射线检测

前言随着计算机技术的发展和普及，现在已进入数字化时 代。 X射线无损探伤作为一种常规的无损检测方法在工业 领域应用已有近百年的历史,X射线无损探伤通常以胶片 照相为主要方法，在检测速度和成本等方面已无法满足目 前生产快速发展和竞争日益激烈的需要。我国经过十多年 的发展，一种新兴的X射线无损检测方法-X射线数字化实 时成像检测技术已日臻成熟并已成功应用于我国的实践。 X射线数字实时成像检测技术主要特点是无需胶片照相， 这与数码相机可以代替普通相机技术一样，检测结果的载 体是数字图像,标志着我国X射线检测技术进入无胶片时 代，是无损检测技术的一次革命。

数码照片与胶片照片相媲美

X 射线数字化检测图像

一、数字化图像的基本知识 由连续信号构成的图像称为模拟图像，射线照相 得到的底片图像就是模拟图像；而数字图像是指 由大量的点(像素)构成，可用二进制数字描述 的图像。 有很多方法可以将模拟图像转换成数字图像，如 用扫描仪、或用数码相机等。 工业射线检测数字图像有很多方法：1、底片数字化扫描技术； 2、图像增强器实时成像技术； 3、计算机X射线照相技术(CR); 4、线阵列扫描技术(LDA); 5、非晶硅和非晶硒数字平板成像技术； 6、CMOS数字平板成像技术； 7、层析照相技术。

射线数字化实时成像检测技术基本原理

X射线数字化实时成像无损检测原理如图所示，它可用两

个“转换”来概述：X射线穿透金属材料后被图像采集器 所接收，图像采集器把不可见的X射线检测信号转换为光 学图像，称为“光电转换”;图像采集器(对于图像不具 备数字采集功能的图像增强器而言，用高清晰度电视摄像 机摄取光学图像，输入计算机进行A/D转换),将采集 到的数字信号转换为数字图像，经计算机处理后，还原在 显示器屏幕上，可显示出材料内部的缺陷性质、大小、位 置等信息，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定， 从而达到无损检测的目的。X射线数字化实时成像技术无 论在检测效率、经济效益、表现力、远程传送、方便实用 等方面都比照相底片更胜一筹，因而具有良好的发展前景。 所谓“实时”的是指图像的采集速度制式，图像采集速度 能够达到25帧/秒(PAL制)或30帧/秒(NTSC制),即 视为实时成像。关于图像的采集制式，我国采用PAL制式， 欧美等国家多采用NTSC制式。

二、底片数字化扫描技术 底片扫描不采用反射式而采用透射式； 由于底片黑度高，扫描光源必

须保证有足够透过

光亮度； 传输系统必须保证足够精度； 扫描得到的数字图像必须保证足够高的空间分辨 率和灰度分辨率； 目前工业底片数字扫描设备主要分为两大类：基 于CCD/CMOS成像的扫描系统和基于PMT成像的 扫描。

底片数字化扫描技术的优点和局限性

与其他获得数字化图像的技术相比，扫描技术所需投资费用最低； 操作简单，容易掌握，技术要求低； 操作过程长，需要比胶照相更比的时间才 能获取数字图像； 图形质量会因扫描出现某种程度的退化。 例如由于工业射线胶片双面涂膜，扫描造 成图像清晰度损失。

二、图像增强器实时成像技术CCD

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1射线源； 2-工件与机械驱动系统；3-图象增强器；4数字摄 像机 5-图象处理器；6-计算机；7-显示器

图像增强器

图像增强器工作原理

射线穿透工件后图像增强器的前端荧光板，经光电转换，光电 子在真空度很高的封闭的空腔内经高压电场聚焦，工件的摸拟图 像被摄像机所摄取，输入计算机进行摸拟量/数字化转换。

CCD摄像机的工作方式 被摄物体的图像经过镜头聚焦至CCD芯片上，CCD根据光的强弱积累相应比例的电荷，各 个像素积累的电荷在视频时序的控 制下， 逐点外移，经滤波、放大处理后，形成视 频信号输出。视频信号连接到监视器或电 视机的视频输入端便可以看到与原始图像 相同的视频图像。

1、图象增强器基本结构

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1-外壳； 2-射线窗口； 3-输入转换屏； 4光电层； 5-聚焦电极；6-输出屏

2、射线实时成像检验系统的图象特性 像素 分辨率 不清晰度 对比灵敏度

3、射线实时成像技术工艺要点(1)最佳放大倍数：Mo=1+(Us/df)3/2 (2)扫描速度和定位精度 (3)图像处理 (4)系统性能校验

4、图像培强器实时成像的优点和局限性

检测速度快，工作效率比射线照相高数十倍。 不使用胶片，不需要处理胶片的化学药品，运行成本

低，且不造成环境污染。 检测结果可转化为数字化图像可用光盘等存储器存放、 调用、传送比底片方便。 仅在最后阶段通过数字式摄像机才变成数字信号图像， 而其成像过程，从射线作用多次转换，造成信噪比降 低和图像质量劣化，影响最终获得的数字图像质量图 像质量。 显示器视域有局限。图像边沿容易出现扭曲失真。 设备一次投资较大。 图像增强器体积较大，检测系统应用的灵活性和适用 性不如普通射线照相装置。

三、计算机射线照相技术(CR)计算机射线照相，是指将射透过工件后 的信息记录在成像板上，经扫描装置读取，

再由计算机生出数字化图像的技术。整个 系统由存储磷光成像板(又称IP板)、相应 的读出装置(扫描器和读出器)、计算机 软件(数字图像处理和储存管)、硬度 (打印机和其他存储介质)等组成。