工业射线底片检测文档格式.docx
- 文档编号:14401591
- 上传时间:2022-10-22
- 格式:DOCX
- 页数:44
- 大小:3.68MB
工业射线底片检测文档格式.docx
《工业射线底片检测文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工业射线底片检测文档格式.docx(44页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
EddycurrentTesting)。
射线检测(图11)的基本原理是:
利用射线(X射线、γ射线、中子射线等)穿过材料或工件时的强度衰减,检测其内部结构不连续性的技术称为射线检测[]。
穿过材料或工件的射线由于强度不同在X射线胶片上的感光程度也不同,由此生成内部不连续的图象。
射线检测通常根据内部结构显示方法不同可分为:
射线照相法、荧光屏法(发展为工业电视)、干板照相法、层析摄影(工业CT)技术、数字显示技术等。
图11射线检测原理图
因其具有检测结果直观,缺陷定性较容易,对工件零伤害、高灵敏度、高分辨率和可靠性等特点成为目前广泛应用的检测方法,主要应用于机械、兵器、造船、电子、航空航天、石油化工等领域中的铸件、焊缝等的检测[]。
工业应用的X射线是宽束、多色射线,设I0为出示射线束的强度,物体内部没有缺陷,则它穿过物体后将衰减为:
(11)
式中,为透射射线的强度;
为平均衰减系数;
为穿透物质的厚度;
n为散射比。
可见强度减弱程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。
如果被检部位存在缺陷,且此缺陷在透射方向上的尺寸为,线衰减系数为,所形成的散射比为。
用表示透过缺陷部位的射线强度,则:
(12)
这样同样强度的X射线透过完好部位和缺陷部位后,将会出现不同的衰减,透射射线的强度出现差异,用表示透射后射线强度的差,则:
(13)
由此可知,只要构成缺陷物质的衰减系数不同于被检物体其他部分,该局部区域的透过射线强度就会与周围产生差异。
缺陷尺寸越大,差异越明显。
把胶片放在适当的位置,使其在透过射线的作用下感光,经过暗室处理后就得到X射线底片。
底片上各点的黑色程度取决于射线强度和照射时间的乘积,由于缺陷部位和完好部位的透过射线的强度不同,底片上相应部位就会出现黑度差异。
把底片放在观片灯上,借助透过光线观察,可以看到由黑度差异构成的不同形状的影像。
评片人员据此判断缺陷情况并做出评价。
课题研究意义
本课题以校企合作项目为背景,项目内容主要包括研发射线底片数字化仪、开发数字底片管理平台及远程访问评片系统[]以重组企业流程、减少射线底片的存储和管理费用、改善评片人员的操作环境、提高评片效率和准确度,从而最终达到提高产品质量的目的。
本文工作内容属于项目子课题,主要任务是研制一套射线底片数字化装置。
主要工作是设计制造满足用户需求的200型射线底片数字化仪。
一是为了解决目前企业内普遍存在的工业射线底片存储难、检索难、传送难、评价难等问题,再者也为智能评片、辅助评片做好前期准备工作。
在我国,射线照相检测技术(RT)仍然具有很大的市场和应用前景,很多企业都在使用此技术,所以大量工业射线底片的存储、检索、传输、评价是此类企业面对的普遍问题。
据调研数据,合作企业每年产生的射线检测底片将近十万张,目前该厂存储的射线底片有近一百万张。
故将此X射线底片数字化,具有十分重要的现实意义。
第一,解决底片的存储问题。
X射线底片数字化作为焊缝X射线底片自动评定必须的第一步,一直是备受关注的关键技术[]。
当底片数量较多时,比如有一百万张底片需要存储时,其存储空间也是亟待解决的难题。
除此之外,作为需要长期保存和管理的重要档案资料,工业射线底片对存储环境要求相对苛刻,就其材料物质化学成分而言,对温度、湿度、和静电等诸多因素偏敏感。
传统的物理存储会因为这些因素使底片产生粘连、药膜脱落及氧化等情况,从而造成无法弥补之损失。
而在实现底片数字化以后,这些问题迎刃而解,原来由于需要而专门设立的档案室、档案柜被一台计算机和若干磁盘阵列存储器所代替,不仅大大节省了物理空间,而且没有了对环境的苛刻要求。
可以说,底片数字化是从根本上解决了底片的存储问题。
第二,方便进行数字底片的检索。
底片检索顺序依次是台份号—零部件号—检验号—底片编号。
尽管有索引且单张底片均有编号,试想从上万张底片中找出所需要的底片工作量也是比较大的。
实现数字化后,将数字化底片进行科学的分类管理,只需将查询特征输入计算机,数据库会立即进行后台搜索匹配,使得查询工作变得既快捷又准确,既节省了人力、物力,又降低了成本。
第三,其研究对射线检测技术发展有重要意义。
一方面,数字底片允许很方便进行快速复制、传输,不再受时间和空间上的限制,使评片专家们无须亲临现场就可进行评片,使远程评片成为可能,借助网络交流功能实现网上专家会诊。
另一方面,底片数字存储技术,也将对自动缺陷识别,计算机智能评片起到促进作用[]。
缺陷自动识别技术即智能评片技术,通过对缺陷进行面积、长度、深度等方面的测量后进行复杂的数学几何等运算过程,再参照评价标准,进一步自动完成缺陷的智能化识别、分析和评判,从而大大减少人为失误和外界因素影响,提高缺陷分析评判效率和准确率[]。
第四,通过上述问题的解决,既发挥了射线照相检测技术精度高、图像清晰的优势,又弥补了因为底片存储而带来的一系列问题和不足;
不仅有利于射线检测技术的新发展,同时也在一定程度上促进了无损检测技术的向前发展。
综上所述,在目前国内无损检测的发展状况下,进行对现有射线底片进行扫描后存储,完成底片数字化是有意义且必要的,这是焊缝缺陷检测技术发展的必经阶段。
国内外研究现状
射线检测技术,从最初的单纯胶片射线照相检验,经过100多年的发展,到今天已发展成为以先进的数字技术为特征的包括射线照相检验技术、射线实时成像检验技术等多种技术的一种无损检测手段[]。
射线检测信息化是现代无损检测技术发展中的一个重要分支,焊缝X射线底片自动评定技术的研究在国内外一直受到高度重视,日本、英国、美国加拿大等国家在这方面的研究较早[-][][][]。
20世纪20年代国外就已经开始进行无损检测技术研究,那时只是作为实验室探索,到现在已经发展为一个必不可少的工具手段。
德国汉堡实验室的T.Just和W.Thale等人运用数字图像处理技术,实现了对焊缝X射线底片的自动分析和缺陷识别[];
德国柏林BAM公司C.Jacobsen等人利用图像处理和神经网络技术实现了X射线底片中焊缝裂纹缺陷的自动识别[];
白俄罗斯、日本、法国、乌克兰和英国等都在此领域进行了卓有成效的研究工作[]。
在目前的市场上,国外的产品较多,图12为国外几款典型的底片扫描仪[],表11是其主要参数。
图12几款典型的X射线底片扫描仪
(a)柯达底片数字化系统;
(b)GEFS50B扫描仪;
(c)Array2905扫描仪
表11国外典型工业底片扫描仪主要技术参数
柯达数字化系统
GEfs50b
Array2905
图像位数
12
照明系统
氦氖激光
底片规格类型
宽度14英寸
宽度2.4英寸至14英寸
宽度364mm,长度无限制,支持多张混合尺寸扫描
可扫底片光学密度
0.03到3.85
0.05到4.7
0.00到4.00
扫描速率
75线/秒
(14×
17英寸底片)
7秒速度模式200um
120秒质量模式50um
6秒,点距200um
分辨率
最大5LP/mm
50—500um,按1um步进
50—500um,1um可调
20世纪80年代以来,我国射线检测技术工作者引入欧美和日本射线检测技术研究成果,并进行了消化性的研究和吸收[]。
在国内,虽然无损检测在各个行业应用已经非常广泛并且发展也非常迅速,但是对于射线底片数字化的研究还比较少。
华南理工大学在国防科工集团资助下开展了对铝合金焊缝X射线底片数字化的研究,开发出名为FilmScanner-I的工业射线底片专业扫描系统[]。
该系统采用TCD1500C5340线阵CCD、34HS300D微步进电机以及冷阴极均强光源,以CCD的工作时序同步配合微步进电机控制底片移动来完成底片图像的采集。
大庆石油管理局工程质量监督站自1997年起针对工业射线底片存储难的问题开展了研究,开发出了一套工业X射线底片数字化存储管理系统[]。
系统基本配置为底片
通过对国内外现状的分析可知,国内和国外在X射线底片数字化技术上还存在着不小的差距。
国外仪器在速度和精度方面已经做得比较成熟,更多的是追求优化与完美,而非质量和功能。
在我们国内,由于此项技术研究起步较晚,成熟的上市产品几乎没有,目前的研究还主要停留在功能实现上,另外有较多的研究主要集中在后继的图像处理方面[-][][][]。
可以说,在工业X射线底片数字化领域国内正处于发展阶段,还有很多的工作要做。
但是从另一个方面来说,这个领域还有很大的发展空间和很多的发展机遇,而这些发展空间和机遇则有助于国内的无损检测行业的进步。
原有仪器介绍
基于仪器基本原理及仪器应满足的性能需求,本节将对原有JD-RTD/100-2型数字化仪进行分析,分析的目的在于了解仪器现阶段的真实情况以后,在设计中才能很好的把握尺度,运用适当的技术和方法,做到有重点的设计,能够让设计功能和设计资源实现合理的配置,得到对设计者和用户均有利的优化设计方案,从而使设计目标、最终产品和性能需求达成良好一致。
原有仪器原理
原数字化仪型号为JD-RTD/100-2,内部组成及工作原理框图如图13所示。
工业胶片黑度在0.5—4.5范围内,这决定了必须用背光照明的方法来成像并采集,光源模块与采集模块分布在送片模块的两侧,分别对底片进行透照和信息采集。
送片模块由进片机构、走片机构、出片机构、遮光机构和导向机构构成。
机械送片模块夹持并带动底片纵向进给,一次性完成整体二维成像的工作模式。
其基本的工作原理:
底片经导槽插入送片装置,光电传感器感知到底片并将信号发送给控制板,控制板产生帧触发信号启动送片装置,同时经延时后开启遮光装置,上主动滚轴和上滚动轮夹持底片,均匀向下进给。
底片进给的同时,条形光纤灯头发出的光经聚光镜聚焦后穿透底片照射到线阵CCD靶上,CCD相机对胶片进行逐行扫描,拍摄到的信号输入图像采集卡进行处理和保存。
底片末端经过时,光电传感器再次将信号传给控制板,控制板产生控制信号关闭遮光装置并使送片装置停止运动,完成一张底片的采集。
图13样机及其原理框图
仪器性能需求分析
根据数字化构想,对仪器进行性能需求展开,如图14所示。
图14性能需求分析
产品需求是用详细规格说明书描述的特定用户的需求欲望和企业的特定市场目标。
最初的需求都是比较笼统、呈概要性的,要对仪器进行分析评价,则需要进行细化或者分解。
细化的性能需求分析如图15所示。
图15性能需求分解图
原有仪器评价
原JD-RTD/100-2型仪器符合欧洲EN14096标准,已经实现了快速检索、网络共享、远程评片等基本功能。
其特点如下:
1)集成了进片机构、控制电路、CCD相机、条形光纤冷光源、以及一些相关的传感器,保证了底片扫描过程和图像采集过程的同步,达到图片的不失真采集。
2)采用模块化结构,由条形光纤冷光源(由光源机和条形光纤灯头组成)、控制系统模块、进片装置模块和图像采集模块组成。
3)采
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 工业 射线 底片 检测