X射线实时成像系统的应用

　　X射线照相法操作简单、结果显示直观,是企业常用的无损检测方法之一。但该方法检测成本高,检测图像不能动态可调,因此目前国外已普遍采用X射线实时成像系统和工业CT成像系统。X射线照相法是作者单位使用最广泛的无损探伤方法,仅胶片一项,每年就需要十几万元,而X射线实时成像系统的检测费用还不及照相法的1%,每年节约成本在十万元以上。但该系统价格昂贵,一次成本高,以及技术标准不全面等原因,限制了其在国内的普及和使用。作者单位从长远利益出发,为降低生产成本,提高产品质量,引进了一套飞利浦X射线实时成像系统,该系统由飞利浦MG325 X射线系统、XRS232型图像增强器和PXV2200型图像处理系统组成。

　　同传统照相法相比,X射线实时成像的检测原理变化很大。传统照相法是将穿过零件的X射线在胶片上感光,根据胶片的灰白程度判定零件内部质量,得到的图像是静态不可调的。而X射线实时成像系统是将穿过零件的X射线经图像增强器、CCD(电荷耦合器件)摄像系统以及计算机转换成一幅数字图像,这种图像是动态可调的,电压、电流等参数实时可调,同时计算机可对动态图像进行积分降噪、对比度增强等处理,以得到最佳的静态图像。X射线实时成像在国外应用比较成熟,而国内近几年才有应用,技术经验还不很成熟,相关的技术标准还很欠缺,这些因素一直影响着该系统的推广应用。国外相关技术资料和国内的应用经验表明,2.0~30mm厚金属材料的实时成像检测灵敏度已接近或超过了照相法,但过薄和过厚两个极限厚度的灵敏度与照相法还有差距。实时成像实际应用的瓶颈问题是如何使实时成像系统符合“三度四性”(三度指厚度灵敏度、清晰度和像质计灵敏度,四性指环境适应性、周期连续性、规格覆盖性和机械传动性)的要求,尽可能使该系统完全适用于各种零件的检测;同时根据试验研究,结合现行标准,在不降低标准要求的前提下,实现产品的在线检测。

　　1　影响像质的因素

　　1.1　参数

　　影响实时成像的参数很多,主要因素有像素、对比度、不清晰度、分辨力、放大倍数和透照电压。

　　1.1.1　像素

　　像素是由系统决定的,一般为512×512,像素越高,图像越清晰。

　　1.1.2　对比度

　　对比度一般直接在微机上测出。设某一点的灰度为M,背景灰度为N,则对比度C=M-N。试验表明,对比度40~210效果最佳。

　　1.1.3　不清晰度

　　不清晰度是指一条明锐的棱边在成像后变得模糊并扩展成一区域的宽度。不清晰度直接影响图像质量,不清晰度过大,得到的图像模糊不清,操作人员无法读取缺陷。如图1所示,Ug为焦点引起的几何不清晰度,L1表示焦点到工件的距离,L2表示工件到图像增强器的距离,则放大倍数M为