3.2 图像分辨率的测定
将图像测试卡紧贴在被检焊缝的表面上,线对栅条与焊缝垂直,并与焊缝同时成像。在显示屏上观察测试卡的影像,当观察到栅条刚好分离的一组线对时,则该组线对所对应的分辨率即为图像分辨率。
3.3 图像灵敏度的测定
将像质计紧贴在被检焊缝的表面上,金属丝与焊缝垂直,并与焊缝同时成像。在显示屏上直接观察像质计的影像,在焊缝处能清楚看到的最细金属丝所对应的编号,即为图像灵敏度的像质指数。 3.4 检测工装精度的测定
将被检工件置于检测工装上,选定一个始点,启动工装,观察每转动(或移动)一等分与起始点的相对位移,记录其偏差值,直到转动一周(或移动全长)观察终点与始点的相对位移,记录其偏差值。以上动作重复三次取平均值作为每转动或移动一次的位移偏差和累计偏差。 3.5 缺陷检出符合率的确定
在现场随机抽取7~10件被检测工件(最好是模拟试验工件,焊缝内含有各种类型的自然缺陷),分别对工件焊缝进行X射线拍片检测和X射线实时成像检测,分别将探伤底片和检测图像进行焊缝缺陷评定(主要是缺陷的定性和缺陷尺寸的测量),一一对照,评定出两种检测方法缺陷检出符合率。
4.现场测评实例
2000年1月8日国家质量技术监督局锅炉压力容器检测研究中心受国家质量技术监督局的委托,在山东某钢瓶厂主持召开现场测评会,对YSP-15型液化石油气钢瓶焊缝探伤试用X射线实时成像检测技术进行现场测评,参加测评会的代表有16人,其中由无损检测方面的专家、上级和当地主管部门的代表、同行业的RTⅢ级人员6人组成测评组。 X射线实时成像现场测评的工艺规范如下:
(1)透照形式:YSP-15型钢瓶壁厚为3mm ,焊缝为带垫板的单面自动焊,采用双壁单影透照方式成像,以靠近图像增强器一侧的焊缝为检测焊缝,透照厚度为11mm ,按照JB4730-94标准,图像灵敏度的像质指数应达到13 。(YSP-15型钢瓶焊缝需拍5张胶片。)
(2)透照几何参数:透照焦距800mm ,被检焊缝与图像增强器的距离为330mm ,几何放大倍数为1.7 ;透照厚度比K值为1.03 ,小于标准规定值1.1 ,符合JB4730-94标准的要求。 (3)钢瓶环焊缝外径324mm ,焊缝长度1018mm ,检测15幅图像,一幅图像有效检测长度为68mm ,实际检测长度为88mm ,每幅图像两端共留有20mm的搭接长度。工装由计算机控制,动作精度较高,无人为原因造成的漏检和重检。
(4)X射线管焦点尺寸为0.4×0.4mm ,管电压为110KV,管电流为3.5mA 。图像增强器输入屏直径为150mm ,图像采集与图像处理以及图像辅助评定均由计算机完成,处理一幅图像时间为2秒,工装转动一等分时间为2秒。
测评组根据《气瓶对接焊缝X射线实时成像检测》国家标准(报批稿)的要求,抽取10只YSP-15型钢瓶环焊缝进行X射线实时成像和拍片,并按照上述5个项目的内容和方法进行现场测评。测评结果如下:
表2. YSP-15型钢瓶焊缝检测结果
序号 1 2 3 测 评 项 目 系统分辨率 图像分辨率 图像灵敏度 测 评 结 果 按规定方法进行实测,系统分辨率达到16LP/cm 。 抽查10幅图像,分辨率达到20~22LP/cm 抽查10幅图像,其中9幅像质指数达到13 ,1幅图像的像质指数为13 。 -是否符合要求 符合 符合 符合 4 检测工装精度 连续进行三次工装测试,平均结果为:转动一等分的偏差为±1mm ,累计误差为+5mm 。 符合 5 缺陷检出符合率 抽查7只试验钢瓶的X射线底片和图像,测评组分成2个小组,分别交错对底片和检测图像进行焊缝缺陷评定,结果是35张底片中有34张底片的焊缝缺陷,在检测图像中均显示出来,位置和尺寸能一一对应,缺陷检出率为:34÷35×100%=97.1%(其中1张底片因端部黑度不够,影响缺陷的观察)。(如果按长度计算,缺陷检出率可能更高些) 符合 根据现场测评的结果,测评组认为某钢瓶厂在YSP-15型钢瓶焊缝探伤中,经过半年多时间试用,已经基本掌握了X射线实时成像检测技术,经过现场严格测试,各项指标已达到规定的要求。同时测评组抽查检测设备的性能,认为的基本配置能满足钢瓶焊缝检测的要求,计算机硬件性能较好,图像采集和图像辅助评定软件功能较齐全,操作方便,检测人员经短期培训后能上机操作,同时,测评组希望该厂今后要加强检测人员技术培训,完善检测工艺文件,加强检测资料管理和规章制度等基础工作的建设,尽快在钢瓶焊缝探伤中全面实施X射线实时成像检测。 测评会以会议纪要的形式将本次现场测评的结果上报国家质量技术监督局。
X射线实时成像系统分辨率及其影响因素
http://www.chinaqking.com 期刊门户-中国期刊网2008-12-17来源:《中小企业管理与科技》供稿文/王润平
[导读]1 X射线实时成像系统 X射线实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际应用领域。与其他检测技术一样,X射线实时成像检测技术需要一套设备(硬件与软件)作为支撑,构成一个完整的检测系统,简称X射线实时成像系统。X射线实时成像系统使用X射线机或加速器等作为射线源,X射线透过后被检测物体后衰减,由射线接收/转换装置接收并转换成模拟信号或数字信号,利用半导体传感技术、计算机图像处理技术和信息处理技术,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,然后将图像数据保存到储存介质上。X射线实时成像系统可用金属焊缝、金属或非金属器件的无损检测。
1 X射线实时成像系统
X射线实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际应用领域。与其他检测技术一样,X射线实时成像检测技术需要一套设备(硬件与软件)作为支撑,构成一个完整的检测系统,简称X射线实时成像系统。X射线实时成像系统使用X射线机或加速器等作为射线源,X射线透过后被检测物体后衰减,由射线接收/转换装置接收并转换成模拟信号或数字信号,利用半导体传感技术、计算机图像处理技术和信息处理技术,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,然后将图像数据保存到储存介质上。X射线实时成像系统可用金属焊缝、金属或非金属器件的无损检测。 2 X射线实时成像系统的基本配置及影响因素
X射线实时成像系统主要由X射线机、X射线接收转换装置、数字图像处理单元、图像显示单元、图像储存单元及检测工装等组成。 2.1 X射线机
根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,并应留有一定的的能量储备。对于要求连续检测的作业方式,宜选择直流恒压强制冷却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,小焦点能够提高系统分辨率,因此,应尽可能选用小焦点X射线管。 2.2 X射线接收转换装置
X射线接收转换装置的作用是将不可见的X光转换为可见光,它可以是图像增强器或成像面板或者线性扫描器等射线敏感器件。X射线接收转换装置的分辨率应不小于3.0LP/mm。 2.3 图像处理单元
图像处理单元应具有图像数据采集和处理功能。图像数据采集方式可以是图像采集卡或其它数字图像合成装置。图像采集分辨率应不低于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;动态范围即灰度等级应不小于256级。
2.4 图像处理软件
图像处理软件应具有降噪、亮度对比度增强、边缘增强等基本功能。图像处理软件应能适应相应检测产品所规定的技术标准,具有图像几何尺寸标定和测量以及缺陷定位功能;在检测图像中标定的缺陷位置与实际位置误差应≤2mm,单个
缺陷的测量精度为±0.5mm。
图像处理软件基本上需要两种,一种是控制软件,其功能是通过数据总线发送命令来控制成像系统,这些命令包括工件动作指令、成像装置的校准、从采集卡得到图像、图像平面尺寸校定、图像实时采集、图像的同步处理和图像储存等。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陷等级评定,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存介质中去。 2.5 图像显示单元
图像显示采取黑白方式显示图像,显示器点距不大于0.26mm,显示器应为逐行扫描,刷新频率不小于85Hz,图像评定可选用17'19'显示器,使观察者的视野感到更舒适。 2.6 图像储存单元
检测图像可储存在数字光盘等介质中,储存的数字图像和有效信息不可修改和删除,保留的数字图像还应包含有原始的采集数据。对于要求保存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),不能选择CD-RW可擦写光盘。 2.7 计算机的基本配置
对于独立的X射线实时成像系统至少应配置两台计算机,一台用于图像采集和图像处理,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接。计算机硬件的基本配置要求奔腾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操作系统下运行。 2.8 检测工装或流水线
为实现工件的连续检测,应有必要的检测工装设备或流水线,且应具有较高的机械精度。
2.9 X射线实时成像检测系统的选择
实用的X射线实时成像检测系统实际上是以上X射线实时成像系统的基本配置及多个影响因素有选择性的组合,不同的组合会有不同的造价和使用功能;使用单位可根据以上X射线实时成像系统的基本配置及影响因素,再结合本单位的产品特点和产品的技术质量检验标准以及自身的经济条件来选择适合本单位使用的X射线实时成像系统。 3 X射线实时成像系统的分辨率 3.1 系统分辨率
可以用多项技术性能指标来评价X射线实时成像系统的质量特性,例如系统分辨率、灵敏度、最高承受电压、系统的稳定性、系统的连续工作时间、图像的采集和图像处理速度、检测效率、图像一次性检测范围(长度×宽度)、图像的动态范围、系统抗干扰性、系统的工作寿命、系统的价格性能比等多项指标,其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,都会引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射线实时成像系统的关键。
3.2 实时成像系统分辨率的测试方法
将分辨率测试卡紧贴在X射线接收转换装置(例如图像增强)器输入屏表面中心区域,线对栅条与水平位置垂直(或平行),按如下工艺条件进行透照,并在显示屏上成像: ①X射线管焦点至图像增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图像对比度适中。在显示屏上
观察测试卡的影像,观察到栅条刚好分离的一组线对,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)。
系统分辨率也可以用系统清晰度(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 系统的设备配置确定之后,系统分辨率便是一个确定的参数。在实时成像检测工艺中,通常是以系统分辨率作为已知参数来确定其他检测参数。 3.4 系统分辨率指标
根据X射线实时成像检测系统不同的配置,X射线实时成像检测系统可分为A、AB、B三个级别来管理,A级的系统分辨率指标可定为≥1.4LP/mm,用于普通产品的X射线实时成像检测,例如汽车铝合金轮毂、炼铁高炉炉衬耐火砖以及食品罐头的检验;AB级的系统分辨率指标可定为≥2.0LP/mm,用于较重要和产品的检测,例如锅炉压力容器压力管道对接焊缝的检测,汽车零部件、电子元器件的检测;B级的系统分辨率定为≥3.0LP/mm,用于重要产品的检测,例如核工业产品、航空航天器材的检测。 4 X射线实时成像技术展望
我国经过十多年的努力,X射线实时成像检测技术作为一种新兴的无损检测技术已日臻成熟,其检测图像质量可以与射线照相底片质量相媲美,且由于使用光盘作为储存介质,检测成本大大降低,受到使用单位的欢迎。如今数码相机已进入寻常百姓家,数字技术已进入各行各业。在迎接数字化时代到来的时候,我们广大使用单位对我国无损检测研制单位寄以厚望,希望X射线实时成像检测系统能够早日实现国产化,把价格降下来,使数字化的X射线实时成像检测技术能够进入更广泛的应用领域。