特种设备无损检测新技术简介无损检测人员专业培训讲义

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：
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。
图像增强器
图像增强器工作原理
射线穿透工件后图Leabharlann Baidu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。
• 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。
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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4
5
7
6 2
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
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
承压设备无损检测新技术介绍
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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。
• 1、图象增强器基本结构
2 23 3 4 4 5 5 1 1 6 6 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
2、计算机射线照相系统的性能和技术参 数
（1）激光扫描仪 （2）IP板 （3）空间分辨力和信噪比 （4）图像不清晰度
• 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
1、计算机射线照相工作过程
（1）曝光：射线穿过工件到达IP板，与荧光物质相 互作用，在较高能带俘获的电子形成光激发射荧 光中心，构成潜影；
（2）扫描：将IP板装入专用扫描器，有激光扫描被 射线照射过的荧光物质，将存储存在成像板上的 射线影像转换为可光信号；
（3）成像：输出蓝色光辐射被光电接收器捕获，通 过具有光电倍增和模数转换功能的读出器将其转 换成数字信号输出，通过计算机重建为可视影像 在显示器上显示。