承壓設備無損檢測新技術介紹(已修改)
2025-05-15 18:40 本頁面
【正文】 承壓設備無損檢測新技術介紹 吳 偉 云南省火電建設公司中心試驗室 昆明大石壩省火電建設公司基地院內 650028 Tel： 08717213019 13208850580 Email: 工業(yè)數(shù)字化射線檢測 前 言 隨著計算機技術的發(fā)展和普及，現(xiàn)在已進入數(shù)字化時代 。 Ｘ射線無損探傷作為一種常規(guī)的無損檢測方法在工業(yè)領域應用已有近百年的歷史 ,Ｘ射線無損探傷通常以膠片照相為主要方法，在檢測速度和成本等方面已無法滿足目前生產(chǎn)快速發(fā)展和競爭日益激烈的需要。我國經(jīng)過十多年的發(fā)展，一種新興的 X射線無損檢測方法 X射線數(shù)字化實時成像檢測技術已日臻成熟并已成功應用于我國的實踐。X射線數(shù)字實時成像檢測技術主要特點是無需膠片照相，這與數(shù)碼相機可以代替普通相機技術一樣，檢測結果的載體是數(shù)字圖像 ,標志著我國Ｘ射線檢測技術進入無膠片時代，是無損檢測技術的一次革命。 數(shù)碼照片與膠片照片相媲美 X 射線數(shù)字化檢測圖像 一、數(shù)字化圖像的基本知識 ? 由連續(xù)信號構成的圖像稱為模擬圖像，射線照相得到的底片圖像就是模擬圖像；而數(shù)字圖像是指由大量的點（像素）構成，可用二進制數(shù)字描述的圖像。 ? 有很多方法可以將模擬圖像轉換成數(shù)字圖像，如用掃描儀、或用數(shù)碼相機等。 ? 工業(yè)射線檢測數(shù)字圖像有很多方法： 底片數(shù)字化掃描技術； 圖像增強器實時成像技術； 計算機 X射線照相技術（ CR）； 線陣列掃描技術（ LDA）； 非晶硅和非晶硒數(shù)字平板成像技術； CMOS數(shù)字平板成像技術； 層析照相技術 。 射線數(shù)字化實時成像檢測技術基本原理 ? Ｘ射線數(shù)字化實時成像無損檢測原理如圖所示，它可用兩個 “ 轉換 ” 來概述：Ｘ射線穿透金屬材料后被圖像采集器所接收，圖像采集器把不可見的Ｘ射線檢測信號 轉換 為光學圖像，稱為 “ 光電轉換 ” ；圖像采集器（對于圖像不具備數(shù)字采集功能的圖像增強器而言，用高清晰度電視攝像機攝取光學圖像，輸入計算機進行Ａ／Ｄ轉換），將采集到的數(shù)字信號 轉換 為數(shù)字圖像，經(jīng)計算機處理后，還原在顯示器屏幕上，可顯示出材料內部的缺陷性質、大小、位置等信息，按照有關標準對檢測結果進行缺陷等級評定，從而達到無損檢測的目的。Ｘ射線數(shù)字化實時成像技術無論在檢測效率、經(jīng)濟效益、表現(xiàn)力、遠程傳送、方便實用等方面都比照相底片更勝一籌，因而具有良好的發(fā)展前景。 ? 所謂 “ 實時 ” 的是指圖像的采集速度制式，圖像采集速度能夠達到 25幀／秒（ PAL制）或 30幀／秒（ NTSC制），即視為實時成像。關于圖像的采集制式，我國采用 PAL制式，歐美等國家多采用 NTSC制式。 二、底片數(shù)字化掃描技術 ? 底片掃描不采用反射式而采用透射式； ? 由于底片黑度高，掃描光源必須保證有足夠透過光亮度； ? 傳輸系統(tǒng)必須保證足夠精度； ? 掃描得到的數(shù)字圖像必須保證足夠高的空間分辨率和灰度分辨率； ? 目前工業(yè)底片數(shù)字掃描設備主要分為兩大類：基于 CCD/CMOS成像的掃描系統(tǒng)和基于 PMT成像的掃描。 底片數(shù)字化掃描技術的優(yōu)點和局限性 ?與其他獲得數(shù)字化圖像的技術相比，掃描技術所需投資費用最低； ?操作簡單，容易掌握，技術要求低； ?操作過程長，需要比膠照相更比的時間才能獲取數(shù)字圖像； ?圖形質量會因掃描出現(xiàn)某種程度的退化。例如由于工業(yè)射線膠片雙面涂膜，掃描造成圖像清晰度損失。 二、圖像增強器實時成像技術 CCD 1 3 1射線源； 2工件與機械驅動系統(tǒng)； 3圖象增強器； 4數(shù)字攝像機 5圖象處理器； 6計算機； 7顯示器 2 4 5 7 6 圖像增強器 圖像增強器工作原理 射線穿透工件后圖像增強器的前端熒光板，經(jīng)光電轉換，光電子在真空度很高的封閉的空腔內經(jīng)高壓電場聚焦，工件的摸擬圖像被攝像機所攝取，輸入計算機進行摸擬量 /數(shù)字化轉換。 CCD攝像機的工作方式 ?被攝物體的圖像經(jīng)過鏡頭聚焦至 CCD芯片上，CCD根據(jù)光的強弱積累相應比例的電荷，各個像素積累的電荷在視頻時序的控 制下，逐點外移，經(jīng)濾波、放大處理后，形成視頻信號輸出。視頻信號連接到監(jiān)視器或電視機的視頻輸入端便可以看到與原始圖像相同的視頻圖像。 ? 圖象增強器基本結構 2 3 4 5 1 6 1外殼； 2射線窗口； 3輸入轉換屏； 4光電層； 5聚焦電極； 6輸出屏 2 3 4 5 1 6 ?射線實時成像檢驗系統(tǒng)的圖象特性 ?像素 ?分辨率 ?不清晰度 ?對比靈敏度 射線實時成像技術工藝要點 （ 1）最佳放大倍數(shù)： Mo=1+(Us/df)3/2 （ 2）掃描速度和定位精度 （ 3）圖像處理 （ 4）系統(tǒng)性能校驗 ?圖像培強器實時成像的優(yōu)點和局限性 ? 檢測速度快，工作效率比射線照相高數(shù)十倍。 ? 不使用膠片，不需要處理膠片的化學藥品，運行成本低，且不造成環(huán)境污染。 ? 檢測結果可轉化為數(shù)字化圖像可用光盤等存儲器存放、調用、傳送比底片方便。 ? 僅在最后階段通過數(shù)字式攝像機才變成數(shù)字信號圖像，而其成像過程，從射線作用多次轉換，造成信噪比降低和圖像質量劣化，影響最終獲得的數(shù)字圖像質
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