新X射线实时成像系统分辨率及其影响因素.docx

Ｘ射线及时成像系统分辨率及其影响要素X 射线及时成像系统X射线及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质应用领域与其余检测技术同样，X射线及时成像检测技术需要一套设施（硬件与软件）作为支撑，构成一个完好的检测系统，简称Ｘ射线及时成像系统X射线及时成像系统使用X射线机或加快器等作为射线源，X射线透事后被检测物体后衰减，由射线接收变换装置接收并变换成模拟信号或数字信号，利用半导体传感技术、计算机图像办理技术和信息办理技术，将检测图像直接显示在显示器屏幕上，应用计算机程序进行评定，而后将图像数据保存到储藏介质上X射线及时成像系统可用金属焊缝、金属或非金属器件的无损检测/2X射线及时成像系统的基本配置及影响要素X射线及时成像系统主要由X射线机、X射线接收变换装置、数字图像办理单元、图像显示单元、图像储藏单元及检测工装等构成2.1X射线机依据被检测工件的材质和厚度范围选择X射线机的能量范围，并应留有必定的的能量贮备关于要求连续检测的作业方式，宜选择直流恒压强迫冷却X射线机X射线管的焦点尺寸对检测图像质量有较大的影响，小焦点能够提升系统分辨率，所以，应尽可能采纳小焦点X射线管。

目前探伤机厂能够供应的小焦点X射线探伤机是：160kV恒压式X射线系统，焦点尺寸≤0.4mm×0.4mm；225kV恒压式X射线系统，焦点尺寸≤0.8mm×0.8mm；320kV恒压式X射线系统，焦点尺寸≤1.2mm×1.2mm；450kV恒压式X射线系统，焦点尺寸≤1.8mm×1.8mm对焦点的要求也不宜过小，假如焦点过小且冷却不好，焦点简单"烧坏"2.2X射线接收变换装置（ X射线接收变换装置的作用是将不行见的X光变换为可见光，它能够是图像加强器或成像面板或许线性扫描器等射线敏感器件X射线接收变换装置的分辨率应不小于3.0LP/mm射线接收变换装置子系统又称为图像成像系统，按目前成像的技术水平可分为两种一种是以图像加强器为主的传统成像器系统图像加强器为一种真空管，射线输入屏由较薄的铝或钛资料制成，屏的基层涂有钠（Na）-碘化铯（CsI）作为输入闪耀体（CsI∶NaX光图像变换为相应的电子束，电子束在高电压作用下加快并聚焦于荧光输出屏（ZnCdS：Ag闪耀体资料），进而形成可视的检测图像在输出屏后端配有聚焦光学镜头和CCDcharge-coupleddevice电荷耦合器件）摄像机，将可视图像的模拟信号收集输入图像收集卡进行A/D变换，再输入计算机进行图像办理。

目前可供采纳的图像加强器按输入屏直径有Φ225mm(9″)、Φ150mm(6″)、Φ100mm(4″)三种；Φ225mm(9″)图像加强器直径较大，视线广阔，一次检测长度较大，但清楚度较低，价钱较高；Φ100mm(4″)图像加强器直径较小，重量较轻，便于携带式作业，且清楚度较高，但视线较狭窄，一次检测长度较小，工效较低；往常以选择Φ150mm(6″)图像加强器为宜常用的CCD摄像机有晶片为1/2″、分辨率为752×582线和晶片为1/3″、分辨率可达到1000×752线的CCD摄像机，目前更高清楚度的CCD摄像也已新近上市另一种是鉴于线阵扫描探测器（LDA-lineardiodearrays线阵探测器）的成像系统，LDA含有大批的电子元件和成像点，主要由发光晶体、光电二极管陈设，前端数据收集系统等构成，X射线闪耀体资料（常用晶体有鉴于磷屏的钇、GdWO4和CsI）能够将X射线变换为可见光，晶体安装在众多的光电二极管表面并按必定规则摆列成为光电二极管阵列（大规型集成电路），按扫描方式分为线扫描（线阵列）和面扫描（面阵列）面阵探测器价钱昂贵，目前多采纳线陈设探测器线阵扫描探测器LDA成像系统依照联合方式又分为两种，一种是LDA成像系统直接与图像收集要卡相联合，LDA成像系统收集的模拟图像送到收集卡进行A/D变换，再经计算机图像办理，其工作原理基本与图像加强器同样，但LDA成像系统的分辨率比起图像加强器成像系统的分辨率有较大的提高。

另一种是LDA成像系统与CMOD(complementarymetal-oxide-semiconductor(transistor)，互补金属氧化物半导体（晶体管）)传感器相联合，一步达成射线光电变换、数字收集的全过程，这类成像系统称为LDA-CMOS射线数字直接成像系统LDA-CMOS射线数字直接成像系统目前在各样成像系统中处于先进水平LDA-CMOS射线-数字直接成像系统的变换方式大大减少了信号长距离传输和变换过程的信号扰乱，且光电阵列像素尺寸很小，所以，空间分辨率获取很大的提升线阵探测器-CMOS射线直接数字成像系统的造价比图像加强器成像系统要超出很多，基于价钱要素的考虑，关于一般产品的X射线及时成像系统多采纳图像加强器成像系统，而关于要求较高的产品可采纳线阵探测器-CMOS射线直接数字成像系统如采纳线阵探测器-CMOS射线直接数字成像系统，X射线机可不受小焦点的限制，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，几乎不存在几何不清楚度，所以，图像清楚度大大提升；可是，因为逐线扫描，成像检测速度较慢此刻外国有一种面阵列成像板，既可大大提升图像的清楚和又能提升检测速度，但价钱昂贵，现多用海关集装箱高能射线检测装置。

2.3图像办理单元图像办理单元应拥有图像数据收集和办理功能图像数据收集方式能够是图像收集卡或其余数字图像合成装置图像收集分辨率应不低于768×576像素，且保证水平方向分辨率与垂直方向分辨率之比为4∶3；动向范围即灰度等级应不小于256级图像收集卡安装在计算机中，主要作用是进行A/D变换，将成像系统收集来的模拟信号变换为能被计算机识其余数字信号成为数字图像常用图像收集卡的收集分辨率多为768×576像素，动向范围为8bit=256灰度级，跟着技术的发展，目前已有高分辨的图像收集分辨率可达到1k×1K，动向范围可达到12bit=4096灰度级如采纳高分辨率的图像收集卡，能大大提升系统分辨系率，但价钱较高往常随卡供应成像软件2.4图像办理软件图像办理软件应拥有降噪、亮度对照度加强、边沿加强等基本功能图像办理软件应能适应相应检测产品所规定的技术标准，拥有图像几何尺寸标定和丈量以及缺点定位功能；在检测图像中标定的缺点地点与实质地点偏差应≤2mm，单个缺点的丈量精度为±0.5mm图像办理软件基本上需要两种，一种是控制软件，其功能是经过数据总线发丧命令来控制成像系统，这些命令包含工件动作指令、成像装置的校准、从收集卡获取图像、图像平面尺寸校定、图像及时收集、图像的同步办理和图像储藏等。

依据视频技术理论，图像收集速度达到25帧/秒即视为及时成像假如对工件只进行普查，则可不起用图像采集等指令另一种是成像软件，其功能是在计算机上显示图像，按所检测工件的质量标准进行缺点等级评定，同时生成工件检测数据库文件，输出评定报告，再将检测图像和数据库文件同时保存到光盘等储藏介质中去假如检测图像的收集分辨率很高，收集的动向范围很大，则图像的数据容量很大，所以，成像软件还应拥有数据压缩功能，由于检测图像是重要的技术资料，应采纳无损压缩，并应拥有优秀的解压和回放再现功能图像办理软件往常由X射线及时成像系统研制单位供应给使用单位，有条件的使用单位也能够自行开发图像办理软件2.5图像显示单元图像显示采纳黑白方式显示图像，显示器点距不大于0.26mm，显示器应为逐行扫描，刷新频次不小于85Hz，图像评定可采纳17~19″显示器，使察看者的视线感觉更舒坦2.6图像储藏单元检测图像可储藏在数字光盘等介质中，储藏的数字图像和有效信息不行改正和删除，保存的数字图像还应包含有原始的收集数据关于要求保存3~30年的重要检测技术资料，应选择CD-R一次性光盘，（CD-R光盘的保存期可达50年），不可以选择CD-RW可擦写光盘。

2.7计算机的基本配置关于独立的X射线及时成像系统起码应配置两台计算机，一台用于图像收集和图像处理，另一台用于图像的评定和打印报告等，两台计算机用缆线连结计算机硬件的基本配置要求奔跑Ⅲ600以上，256M内存，20G硬盘，并配软驱、光驱、打印机和刻录机；软件环境要求在windows2000操作系统下运转2.8检测工装或流水线为实现工件的连续检测，应有必需的检测工装设施或流水线，且应拥有较高的机械精度2.9X射线及时成像检测系统的选择适用的X射线及时成像检测系统其实是以上X射线及时成像系统的基本配置及多个影响要素有选择性的组合，不一样的组合会有不一样的造价和使用功能；使用单位可依据以上X射线及时成像系统的基本配置及影响要素，再联合本单位的产品特色和产品的技术质量查验标准以及自己的经济条件来选择合适本单位使用的X射线及时成像系统3X射线及时成像系统的分辨率3.1系统分辨率能够用多项技术性能指标来评论X射线及时成像系统的质量特征，比如系统分辨率、敏捷度、最高承受电压、系统的稳固性、系统的连续工作时间、图像的收集和图像办理速度、检测效率、图像一次性检测范围（长度×宽度）、图像的动向范围、系统抗扰乱性、系统的工作寿命、系统的价钱性能比等多项指标，此中系统分辨率是重要的指标，系统中的每一个子系统发生变化，都会惹起系统分辨率综合性能的变化，所以，抓住了系统分辨率这个综合指标，就等于抓住了X射线及时成像系统的重点。

系统分辨率指标是X射线及时成像整个系统性能的综合反应，系统分辨率越高，表示系统的技术性能越好系统分辨率是系统设施客观性能的反应，仅与系统的构成及其性能相关，与检测工艺方法没关，所以，系统分辨率也称为固有分辨率跟着系统设施的老化，系统分辨率也会衰败，所以，对系统分辨率应按期进行测试系统分辨率能够用分辨率测试卡直接在系统中测试出来3.2及时成像系统分辨率的测试方法将分辨率测试卡紧贴在X射线接收变换装置（比如图像加强）器输入屏表面中心地区，线对栅条与水平地点垂直(或平行)，按以下工艺条件进行透照，并在显示屏上成像：(1)Ｘ射线管焦点至图像加强器输入屏表面的距离不小于700mm；(2)管电压不大于40kv；(3)管电流不大于2mA；(4)图像对照度适中在显示屏上察看测试卡的影像，察看到栅条恰好分其余一组线对，则该组线对所对应的分辨率即为系统分辨率，系统分辨率的单位是"线对/毫米"（LP/mm）系统分辨率也能够用系统清楚度（单位是mm）来表述，它们之间的换算关系是"互为倒数的二分之一"3.3系统分辨率的作用系统的设施配置确立以后，系统分辨率即是一个确立的参数在及时成像检测工艺中，往常是以系统分辨率作为已知参数来确立其余检测参数，比如，及时成像检测的图像往常是放大的图像，确立图像放大倍数就需用到系统分辨系（或系统不清楚度）：Mopt表示及时成像检测工艺中的最正确放大倍数，Ui为系统不清楚度，d为射线源的焦点尺寸，均为已知数，代入公式即可算出Mopt，。