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便携式X射线探伤机在各领域的应用

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便携式X射线探伤机在各领域的应用

发布日期:2017-11-10 作者: 点击:

1、数字领域:计算机射线照相技术 

自从20世纪80年代引入了计算机化的便携式X射线探伤机(CR),X射线成像发生了巨大的变化。直到此时,才实现了真正的自动化检验、缺陷识别、存储以及依靠人为对图像或胶片的解释。CR提供了有益的计算机辅助和图像辨别、存储和数字化传输,剔除了胶片的处理过程和节省了由此产生的费用。 

CR作用类似胶片,但是取代了胶片,通过影像存储板,将图像存储在其内部。在许多情况下,该技术很容易的被翻新成胶片基的系统,但不需要胶片、化学药品、暗室、相关设备及胶片存储。

关于性能,CR 的对比度是12位或4096灰阶,与胶片相仿。尽管其空间分辨率还没有超过胶片,对于大多数NDT应用已经足够了,CR的精度是5线对/毫米(即100μm)。由于它的对比度范围很大,CR 能够被应用于所有的数字X射线技术,通过一次曝光就可以获得多数拍摄对象的全部厚度范围,对于胶片有时是不可能完成的。通过计算机,你可以浏览全部厚度范围的任何感兴趣的位置。 

与胶片一样,也能够分割CR影像板和弯曲,虽然存储板比胶片的成本高,但是可以被使用几千次,其寿命决定于机械磨损程度,但实际比胶片更便宜。另外也和胶片一样,使用条件要求非常苛刻,不能使用在潮湿的环境中和极端的温度条件下。 

CR比其他数字技术的优点是:在大多数情况下,在整个实验室中只需要一个影像板读取器,该读取器与影像板是独立的,用户可以分别购买,这一点就区别于其它的采集和读取一体的数字技术。 

CR的缺点是:类似胶片,不能实时。尽管比胶片速度快,但是必须将影像板从X射线曝光室移走,然后将其放入读取器中。CR使得无胶片X射线技术前进了一大步,但是却不能提供X射线数字技术的所有的优势。 

2、数字平板 

在20世纪90年代后期,数字平板产生了。该技术与胶片或CR的处理过程不同,采用X射线图像数字读出技术,真正实现X射线NDT检测自动化。除了不能进行分割外和弯曲。数字平板能够与胶片和CR同样的应用范围,可以被放置在机械或传送带位置,检测通过的零件,也可以采用多配置进行多视域的检测。在两次照射期间,不必更换胶片和存储荧光板,仅仅需要几秒钟的数据采集,就可以观察到图像,与胶片和CR的生产能力相比,有巨大的提高。 

目前,两种数字平板技术正在市场上进行面对面的竞争:即非晶硅(a-Si)和非晶硒(a-Se)。表面上,这两种的平板都是以同样的运行方式:通过面板将提取X射线转化成为数字图像。面板无需象胶片一样进行处理,可以以几秒钟一幅图像的速度到进行数据采集,也可以以每秒30幅图像的速度进行实况采集。另外,由于它们的精度高和视域宽,平板以每秒30幅的速度显示图像,替代图像增强器,是比较理想的。然而,以每秒30的幅频将使图像的精度降低。

对于非晶硒的平板技术,X射线将撞击硒层,硒层直接将X射线转化成电荷,然后将电荷转化为每个像素的数字值,这种叫做直接图像的方法。支持者们称非晶硒比非晶硅提供了更好的空间分辨率。 

一般称呼为非晶硅板(称呼不准确,即使用了非晶硅),X射线首先撞击其板上的闪烁层,该闪烁层以所撞击的射线能量成正比的关系发出光电子,这些光电子被下面的硅光电二级管阵列采集到,并且将它们转化成电荷,再将这些电荷转换为每个像素的数字值。由于转换X射线为光线的中间媒体是闪烁层,因此被称作间接图像方法。闪烁层一般由铯碘化物或轧氧硫化物组成,铯碘化物是较理想的材料。其支持者们称:非晶硅板比非晶硒板的幅频更快,可达到每秒30幅图像。 

两种技术的空间分辨率都接近胶片,但是对比度范围却远远超过胶片的性能。

两者之间的争议主要在理论上,更多谈到模转换功能、检测量子效率和大量的爱因斯坦理论,看起来都差不多,即在保证最好的对比度和最小噪音的情况下,谁的空间分辨率更高。硒成像平板间接系统的闪烁层产生的光线,在到达光电探测器前,出现轻微的散射,因此效果不好。对于硒板成像系统,电子是由X射线直接撞击平板,产生的很小的散射,因此图像精度较高。 

当精度要求小于200μm时,非晶硒板的性能好;对于精度大于200μm,非晶硅性能好。

尽管CR是胶片替代的选择技术,但是数字平板已经成为无损检测X射线市场上的重要的角色。对于NDT专业人员来讲,数字平板以实时的图像采集、存储和传输、改善对比度和空间分辨率、信噪比低、提高强度和运营成本低等已经被广泛应用于工业无损检测和生命科学研究等领域。

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