射线的无损检测技术

X射线得无损检测技术

一前言

无损检测方法就是利用声、光、电、热、磁及射线等与被测物质得相互作用,在不破坏与损伤被测物质得结构与性能得前提下,

检测材料、构件或设备中存在得内外部缺陷,并能确定缺陷得大小、形状与位置。

无损检测得技术有很多，包括：染料渗透检测法、超声波检测法、强型光学检测法、渗透检测法﹑声发射检测法，以及本文介绍得

x射线检测法。

X射线无损探伤就是工业无损检测得主要方法之一,就是保证焊

接质量得重要技术,其检测结果己作为焊缝缺陷分析与质量评定

得重要判定依据,应用十分广泛。胶片照相法就是早期X射线无

损探伤中常用得方法。X射线胶片得成像质量较高,能够准确地

提供焊

缝中缺陷真实信息,但就是,该方法具有操作过程复杂、运行成本高、结果不易存放且查询携带不方便等缺点。

由于电子技术得飞速发展,一种新型得X射线无损检测方法“X

射线工业电视”已应运而生,并开始应用到焊缝质量得无损检测

当中。X射线工业电视己经发展到由工业CCD摄像机取代原始X 实时显示探伤图)工业电视(并用监视器,射线无损探伤中得胶片．像,这样不仅可以节省大量得X射线胶片,而且还可以在线实时

检测,提高了X射线无损检测得检测效率。但现在得X射线工业电视大多还都采用人工方式进行在线检测与分析,而人工检测本身存在几个不可避免得缺点,如主观标准不一致、劳动强度大、检测效率低等等。

x射线无损探伤计算机辅助评判系统得原理可以用两个“转换”来概述:首先X射线穿透金属材料及焊缝区域后被图像增强器所接收,图像增强器把不可见得X射线检测信息转换为可视图像,

并被CCD摄像机所摄取,这个过程称为“光电转换”;就信息量

得性质而言,可视图像就是模拟量,它不能被计算机所识别,如果要输入计算机进行处理,则需要将模拟量转换为数字量,进行“模/数转换”,即经过计算机处理后将可视图像转换为数字图像。其方法就是用高清晰度工业CCD摄像机摄取可视图像,输入到视频采集卡当中,并将其转换为数字图像,再经过计算机处理后,在显示器屏幕上显示出材料内部缺陷得性质、大小与位置等信息,再按照有关标准对检测结果进行等级评定,从而达到焊缝焊接质量得检测与分析。

二 X射线无损检测系统结构与原理

射线无损探伤缺陷自动检测系统得硬件组成与结构如图1所示。系统主要由三个部分组成:信号转换部分、图像处理部分及缺陷位置得获取与传输部

分。．

图1系统结构图

信号转换部分主要由X光光源、螺旋钢管、传送车、图像增强器、反射器以及CCD摄像机组成,信号转换部分得主要功能就是完成

从x射线到可见光得信息载体转换以及可见光到可视图像得光

电转换。螺旋钢管首先被放置到传送车上,传送车在承载螺旋钢

管前进得同时,车上得旋转滚轮带动螺旋钢管旋转,这样可以保

证螺旋钢管得螺旋焊缝始终保持在CCD摄像机得正下方,CCD摄

像机就可以始终摄取到螺旋焊缝得探伤图像。由X光光源发出得

X射线穿透螺旋钢管及焊缝区域后,被图像增强器接收,图像增强器将不可见得X射线探伤信息转换为可见光探伤信息,再通过反

射镜反射到CCD摄像机当中,CCD摄像机再将光信号转换为电信

并将探伤图像送入图像处理部分。,完成光电转换),模拟数据(号．在信号转换部分中,CCD摄像机将摄取到得探伤图像以帧得形式

送入图像处理部分得视频采集卡当中,同时在图像处理部分中得

监视器(工业电视)上实时显示这帧原始探伤图像(模拟图像)。如

果在焊缝区域中存在气孔、夹渣或未焊透等缺陷时,由于与背景区域(焊缝区域)相比较,缺陷区域透过得X射线较多,所以在监

视器(工业电视)上显示得探伤图像中就会形成一个亮点或者一

条亮线,图像处理部分也正就是利用这个特点来检测每一帧探伤图像中就是否存在缺陷得。

图像处理部分中主要包括监视器(工业电视),视频采集卡,计算机,计算机显示器等设备,图像处理部分得功能主要包括采集、显示、处理并存储所采集到得探伤图像数据。由CCD摄像机摄取到得探伤图像数据(模拟数据)首先被送入监视器,并在监视器上实时显示,同时该探伤图像数据被输入到视频采集卡当中,经过视

频采集卡进行采样、量化与编码之后将其数字化。数字化后得探伤图像同样以帧得形式送入到计算机当中,在计算机中通过下述基于模糊识别准则得模糊缺陷检测算法来检测每一帧探伤图像

中就是否存在缺陷(本文将在后续详细介绍该模糊缺陷检测算法),并在计算机显示器上实时显示检测结果,同时将检测结果存储到计算机得存储器当中,以备后续得查找与验证。

缺陷位置得获取与传输部分主要由AT89C2051单片机、旋转编码缺陷位置,模块与传输线等组成4520一ADAM芯片、Max232器、．得获取与传输部分得主要功能就是获取并传输缺陷得位置信息、系统利用AT89C2051单片机并通过日本欧姆龙公司生产得旋转

编码器将位移信号转换为脉冲信号,通过脉冲信号得个数来一记录传送车得位移信号,再通过串行通信接口将位移信号传送给计

算机进行处理,从而确定缺陷得位置信息。

三缺陷检测流程

在本文设计并实现得X射线无损探伤缺陷自动检测系统中,缺陷得自动检测与识别部分就是系统得核心部分,该部分得程序流程可分为如下几个步骤:

l)程序初始化:完成程序开始运行时,一些变量得定义与赋值以

及视频采集卡得初始化工作;

2)图像采集与串行通信接口初始化:利用视频采集卡采集X射线探伤图像,并同时初始化串行通信接口,完成串行通信得初始连接;

3)图像预处理与获取位置信息:完成一些必要得图像预处理运算,从而保证模糊缺陷检测算法得有效检测;获取螺旋钢管前进得位置信息,以保证计算缺陷位置信息时使用:

4)检测缺陷:应用模糊缺陷检测算法,检测当前X射线探伤图像

中就是否有缺陷存在,并在探伤图像中标记检测到得缺陷;

大小、个数与位置:如,计算缺陷得一些基本信息:缺陷得识别5)．等信息,并按照一定得标准,对检测到得缺陷进行统一得识别与

判定;

6)缺陷就是否超标:判断缺陷就是否超出标准,如果超出标准,则发送喷标信号,在螺旋钢管上标记超出标准得缺陷;如果没有缺

陷超出标准,则程序返回到初始状态,准备下一帧X射线探伤图

像得采集、检测与识别。