提高X光实时成像检测系统灵敏度和清晰度的方法

　　1　概述

　　X光实时成像检测技术经过十多年的发展,已日臻成熟并广泛应用于航天、航空、机械等行业。该技术基于计算机图像处理技术,实现检测图像的数字化和实时化,它具有检测速度快、检测图像清晰、检测成本低廉等优点,在检测灵敏度方面,与传统的X光射线拍片法几乎相当,因而可以替代X光射线拍片法。本文总结了提高X光实时成像检测系统灵敏度和清晰度的一些有效方法,实际应用表明,采用这些方法后,灵敏度可以提升2%~3%。

　　2　X光实时成像系统对检测灵敏度的影响

　　选用的被检材料以低碳钢焊接件和铝合金焊接件作为检测试样,检测用X光实时成像系统结构如图1,该系统为飞利浦MCN323-320 kV检测系统,主要由MCN323-320kV金属陶瓷X光管(带铍窗,双焦点1·2/4·0,法兰盘连接)、运动工作台、图像增强器、摄像系统、正负160kV高压发生器、冷却系统、电源系统、控制台、监视器、计算机、打印机等组成。

　　2·1　X光机焦点的影响

　　X光实时成像系统所用X光管,以微小焦点为主。在系统的设备确定之后,系统的固有不清晰度和X光管焦点是已知条件,如图2,系统的不清晰度与固有不清晰度大小和X光管焦点尺寸成正比关系,因而减小焦点尺寸,可以提高系统清晰度,改善图像质量,另一方面,减小焦点尺寸能够检出更小的缺陷,有利于提高X光实时成像检测的可靠性。用MCN323-320kV金属陶瓷X光管小焦点1·2×1·2mm的最佳灵敏度可达1·5%,而且随板厚的增加,其焦点的影响更为显著。

　　但是,X光管焦点尺寸d不可能无限制减小。减小了焦点尺寸,一方面意味着X射线强度减小,会使检测图像的亮度和对比度下降,不利于图像的观察,另一方面,微小焦点发热量大,如果冷却不好,焦点很容易烧坏。目前,国内外能够提供的小焦点X光探伤机如表1,高管电压,更微小焦点的X光探伤机经过努力,不久的将来会很快进入实际应用。

　　2·2　检测规范的选择

　　X光实时成像检测的主要参数是管电压(U)和管电流(I)。对低碳钢焊接件作系列规范试验,试验对象为高度(T)为12 mm焊缝,焦距(F)为300 mm。

　　图3、图4分别为管电压和管电流对灵敏度(S)的影响情况,从图中可以看出,影响灵敏度的主要参数是管电压,过低和过高电压均影响系统的灵敏度,管电流对灵敏度的影响不显著,通常选用3~5 mA的管电流比较合适。

　　2·3　焦距(F)的选择

　　如图1,焦距(F)由三部分组成:X光管到被检工件距离(L1)、工件厚度(T)和被检工件到图像增强器距离(L2),从图中可以得出F=L1+T+L2。