射线照像检测技术
射线数字成像检测技术
射线数字成像检测技术韩焱(华北工学院现代元损检测技术工程中心，太原030051)摘要：介绍多种射线数字成像(DR)系统的组成及成像机理，分析其性能指标、优缺点及应用领域。
光子放大的DR系统(如图像增强器DR系统)实时性好，但适应的射线能量低，检测灵敏度相对较低；其它系统的检测灵敏度较高但成像时间较长。
DR系统成像方式的主要区别在于射线探测器，除射线转换方式外，影响系统检测灵敏度的主要因素是散射噪声和量子噪声；可采用加准直器和光量子积分降噪的方法提高检测灵敏度。
关键词：射线检验；数字成像系统；综述中图分类号：TGll5.28 文献标识码：A 文章编号：1000-6656(2003109-0468-04DIGITAL RADIOGRAPHIC TECHNOLOGYHAN Yan（Center of Modern NDT ＆E, North China Institute of Technology, Taiyuan 030051, China) Abstract: The structure and imaging principle of digital radiographic （DR） systems are introduced. And thecharacteristics, performances, advantages, disadvantages and applications of the systems are analyzed. The DR sys-tern with photon amplification such as the DR system with intensifier can get real-time imaging, but it fits for lowerenergy and its inspection sensitivity is lower. The systems working with high energy can obtain higher sensitivity,while is time-eonsurning. The imaging way of a DR system depends on the detector used, and the factors influencinginspection sensitivity are the quantum noise from ray source and scatter noise besides the transform way of rays.Quantum integration noise reducer and collimator can be used to improve the inspection sensitivity of the system.Keywords:Radiography; Digital imaging system; Survey射线检测技术作为产品质量检测的重要手段，经过百年的历史，已由简单的胶片和荧屏射线照相发展到了数字成像检测。
CR和DR成像技术
CR和DR成像技术前言在射线无损检测中，数字化X射线照相检测（Digital Radiography，简称DR）已经越来越多地获得应用。
数字化X射线照相检测技术基本上有三种分类方式：1.按读出方式分类读出方式是指从X射线曝光到图像的显示过程，可以分为直接读出(Direct Readout)方式和非直接读出(Nondirect Readout)方式。
直接读出方式是指从X射线曝光到图像显示的全过程自动完成，经过X射线曝光后，即可在显示器上观察到图像。
这一技术称为DDR，其中D的含义即为直接读出(Direct Readout)。
非直接读出方式需要首先使用成像板(Imaging Plate，简称IP板)进行X射线曝光，然后将IP 板插入读出器(Reader)扫描，再在显示器上显示，这一技术称为CR(Computed Radiography)。
2.按转换方式分类可以分为直接转换方式(Direct Convert)和间接转换方式(Indirect Covert)。
直接转换方式采用的器件在经过X射线曝光后，X射线光子直接转换为电信号。
间接转换方式的器件则先要将X射线光子转变为可见光，然后再由可见光转换为电信号。
这两种转换方式的技术所采用的器件有平板检测器(Flat Pannel Detector，简称FPD)，也有采用其他器件和结构的。
当然两种方式所采用的FPD结构是不同的。
3.按工作方式分类数字化射线检测技术分为数字化透视(Digital Fluorography，简称DF或DSI，DSF，工业上又称实时成像Real-time Image)和数字化照相(Digital Radiography，简称DR)两类。
数字化透视有用影像增强器(I.I.)加摄像机采集信号和用平板检测器（FPD）采集信号两类。
数字化照相则分为直接转换方式(DDR，Direct Digital Radiography)和间接转换方式(IDR，Indirect Digital Radiography)。
无损检测--射线检测新技术及应用(DR)
射线检测面临的问题>>国家发展的要求节能减排、无污染、实现绿色无损检测>>产品检测的需要自动化、高效率、远程评判（交互）、存储查询方便解决方法方法之一：改变胶片及其后处理环节，切断污染源方法之二：后续处理技术的发展（1）数字化技术的发展（3）计算机、自动化技术的发展射线数字成像技术DR技术CR技术像质评价应用1、DR技术概述1.1 定义DR——Digital RadiographyNB/T47013.11（DR）承压设备无损检测第11部分：X射线数字成像检测1.2 检测系统组成1.3 与胶片照相不同之处：组成及成像过程增加了硬件（数字探测器、检测工装、计算机）与软件（数据采集、控制、处理）；减少了胶片及其暗室处理环节。
RT:胶片照相是射线光子在胶片中形成潜影，通过暗室的处理，利用观片灯来观察缺陷；DR成像则是利用计算机软件控制数字成像器件，实现射线光子到数字信号再到数字图像的转换过程，最终在显示器上进行观察和处理缺陷。
DR技术：面阵探测器线阵探测器数字探测器1.4 检测原理射线透照被检工件，衰减后的射线光子被数字探测器接收，经过一系列的转换变成数字信号，数字信号经放大和A/D转换，通过计算机处理，以数字图像的形式输出在显示器上。
数字探测器使用时注意事项1、温湿度的要求2、承受的最高辐照能量3、承重4、磕碰、划伤5、预热6、校正1.5 DR与胶片比较的特点>>提高检测效率（静止成像、连续成像）>>透照宽容度增加>>快速查询和统计>>减少暗室的洗片环节，降低环境污染>>预热>>校正（坏像素、不一致性）>>灵敏度高、分辨率低（与像素大小有关）>>一次投入成本高>>探测器无法弯曲，有一定厚度课件形式：。
射线检测的分类、应用及优缺点
射线探伤的基本原理如下：当强度均匀的射线束透照射物体时，如果物体局部区域存在缺陷或结构存在差异，它将改变物体对射线的衰减，使得不同部位透射射线强度不同，这样，采用一定的检测器（例如，射线照相中采用胶片）检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。
射线探伤常用的方法有X射线探伤、γ射线探伤、高能射线探伤和中子射线探伤。
对于常用的工业射线探伤来说，一般使用的是X射线探伤、γ射线探伤。
射线对人体具有辐射生物效应，危害人体健康。
探伤作业时，应遵守有关安全操作规程，应采取必要的防护措施。
X射线探伤装置的工作电压高达数万伏乃至数十万伏，作业时应注意高压的危险。
作为无损检测五大常规之一的射线检测技术是目前工业上应用最广泛的无损检测技术。
它根据被检工件的成分、密度、厚度的不同，而对射线产生不同的吸收或者散射的特性，从而得到被检工件的质量、尺寸、特性的判断。
一、射线检测技术分类目前，射线检测技术大致可以分为：射线照相检测技术、射线实时成像检测技术、射线层析检测技术以及其他。
如果对以上的三种射线检测技术细分，还可以分为：1.射线照相检测技术：X射线照相检测、γ射线照相检测、中子射线照相检测、电子射线照相检测、成像板射线照相检测、相纸射线照相检测等等。
2.射线实时成像检测技术：X射线荧光实时成像检测、X射线光导摄像实时成像检测、数字实时成像检测、图像增强实时成像检测。
3.射线层析检测技术：胶片层析射线照相技术、射线层析检测、康普顿散射成像检测。
二、射线检测技术应用：射线检测技术可以分为以下四种应用类型。
1.质量检测：可用于铸造、焊接工艺缺陷检测。
2.测量厚度：可用于在线、实时、非接触厚度测量。
3.物品检查：可用于机场、车站、海关检查，对结构、尺寸测定。
4.动态研究：可用于弹道、爆炸、核技术、铸造工艺等动态过程研究。
三、射线检测技术优缺点1.射线检测技术优点①被测结果可以直观显示②测量结果可以长期保存③适用于各种材料的检测，金属材料、非金属材料、复合材料均可以检测。
焊接检验任务3对接焊缝射线照相法探伤课件
使用诺模图来确定透照距离。
图3—10 射线照相几何关系
a)焦点为点状 b)焦点为直径d的圆截面 1—射线源（焦点） 2—缺陷 3—胶片 4—底片黑度变化
5、曝光规范的选择
γ射线探伤的曝光规范
➢ 标准规定，当A级灵敏度不能满足检测要求时，应采用B 级透照技术。
2、灵敏度的选择
灵敏度是评价射线照相质量的最重要指标，它标志着 射线探伤时发现最小缺陷的能力，一般以在工件中能 发现的最小缺陷尺寸来表示 。
由于事先无法了解沿射线穿透方向上的最小缺陷尺寸， 为此必须采用已知尺寸的人工“缺陷”—像质计来度 量。
a）便携式X射线探伤机
b）移动式X射线探伤机
图3—4 射线探伤机
2、射线胶片与暗盒
工业X射线胶片的种类和 特征见表3-1。
暗盒采用对射线吸收不 明显的柔软材料制成， 作用是保护胶片不受光 照和机械损伤。如图3-6 所示
图3-6 胶片暗盒
表3—1 工业X 射线胶片的种类和特征
特
征
类
型
粒度
成像质 反差 感光速 度
射线在穿透物质过程中会与物质发生相互作用，因吸 收和散射而使其强度减弱。射线强度衰减程度取决于 物质的衰减系数和厚度。
如果被透照物体（工件）局部有缺陷，由于缺陷处介 质的衰减系数与工件的衰减系数不同，该局部区域透 过的射线强度就会与周围产生差异， 存在强度差异的 射线使胶片感光后，经暗室处理得到的射线底片上即 显示出缺陷影像。
增感屏的作用
增加感光速度，缩短曝光时间； 吸收散射线，提高成像质量。
增感系数(一般K=2～7)
数字射线照相技术的三个补偿原则qqq
数字射线照相可靠性面临的问题•无损检测可靠性评价的简易方法——对比法——新的检测方法（数字射线照相）与成熟的检测方法（胶片射线照相）进行对比。
•基于对比的可靠性评价方法使数字射线照相技术应用面临问题：•优势：信噪比，通过图像处理获得高信噪比、高梯度、低噪声、适宜灰度；•劣势：分辨力、固有不清晰度、几何不清晰度、坏像素。
数字图像与模拟图像信噪比差异•什么是射线照相的图像的信噪比？•信号——缺陷影像相对于背景的对比度；•噪声——背景灰度的起伏。
•数字图像的对比度特性与胶片不同：1、很宽的线性动态范围；2、对比度可增强。
•数字图像的噪声与胶片不同：胶片：颗粒度=噪声；DR：没有颗粒度，校正后的噪声很低。
图像噪声对细节可见度的影响可以看见缺口!梯噪比高信噪比高看不见缺口!梯噪比低 信噪比低DR图像噪声来源及消除方法•随机噪声：吸收剂量不一致性，量子涨落，等等。
•有多种处理手段减小噪声：•1、叠加平均；2、灰度变换—增加曝光量。
•固定噪声：转换屏的不均匀性；读出电路的差异性和线性度，等等。
•通过系统校正去除。
校正前校正前后像质计对比图校正前图像校正后图像线性动态范围与对比度数字图像的信噪比是多少？•DR：可以达到1500以上•CR：最高等级的IP S/Y，信噪比≥130•胶片：各等级胶片的梯噪比：•T1=270；T2=150；T3=120平板探测器与胶片的图像信噪比达到的对比度增强最大值富士胶片IX25信噪比SNR～265采取特殊校正处理的DDA技术可以提供比胶片照相胶片更好的图像质量图像经过高通滤波显示更清晰珀金埃尔默信噪比SNR～1500灵敏度和信噪比问题•为什么数字照相能够获得更高的像质计灵敏度？•图像处理优势——强大功能和多种手段：灰度变换、信号叠加平均、对比度增强。
•对比度更高；噪声更低；信噪比更高。
•就像质计灵敏度而言，DR可获得比胶片照相B级更高的灵敏度，CR可获得灵敏度与胶片相当的灵敏度。
不等厚对接管道焊缝射线检测技术总结
不等厚对接管道焊缝射线检测技术总结本文通过对福清核电站一期中GPV系统不等厚对接管道焊接接头的射线照相检测，试验证明，选用合适的透照工艺以及使用双胶片法可使射线照相得到较高的对比灵敏度、合适的黑度等，满足了工程及相关技术标准的要求。
标签：射线检测；双胶片法；GPV系统；不等厚对接管道1 透照工艺试验研究针对以上分析，提高射线照相的对比度和保证黑度是不等厚管道焊缝透照工艺的关键。
认真分析影响射线照相灵敏度和缺陷检出率的各种因素，并排除选择余地少或对射线照相灵敏度影响小的因素，选择以下几个因素进行透照工艺的试验研究。
根据现场的实际情况，不等厚管道射线检测可以采取三种方法：双胶片法、放射源偏心法和高电压法。
1.1 放射源不等厚管道的规格626×33/614×25mm余高为2mm，部分不等厚管道留了射线曝光孔，因此透照方式可以采用选择单壁内透和双壁单影两种方法。
为保证射线照相的对比度、清晰度和颗粒度，直接关系到射线照相的灵敏度，为提高射线照相的灵敏度，根据DL821-2002的要求对于透照厚度差较大的工件，当透照厚度（TA）大于或等于10mm时，采用适宜的γ射线源透照，可获得较大的检测范围，所以放射源选用Ir92，焦点尺寸尽量小。
X射线机选择上方公司的型号为3505。
1.2 底片黑度DL821-2002标准规定X射线底片黑度为 1.5-3.5，γ射线的底片黑度为1.8-3.5。
由于不等厚管道管径不同，存在厚度差，导致底片一半黑一半白，底片黑度无法满足要求，采用了双胶片法、放射源偏心法及高电压法，使底片黑度达到要求。
1.3 像质计的选择及放置图像质量必须能使规定直径的金属丝在底片上清楚的显示出来。
像质计的选择按照表1所示。
像质计应放在被检部位射线源侧，当无法在源侧放置像质计时，可放在胶片侧的工件表面上，此时应在像质计附近附加“F”铅示标记以示区别，像质计灵敏度应该提高一级或通过对比试验使底片的质量达到规定的要求。
射线胶片照相检测Ⅲ级资格考核规则
射线胶片照相检测Ⅲ级资格考核规则一、考核内容1.基础知识考核：包括射线胶片的种类、标记和分类，胶片的曝光和处理等基本知识。
2.胶片照相技术考核：考察考生的胶片曝光技术、胶片放置技术等。
3.胶片照相仪操作技能考核：考察考生对胶片照相仪的熟练操作能力。
4.照相条件判定和操作技能考核：考察考生对不同材料和结构的零部件的照相条件判定和操作技能。
5.胶片照相实际应用考核：将考生放置在真实的工作环境中，进行照相检测工作，考察其在实际工作环境下的能力。
二、考核形式1.笔试考核：考生需要参加一场笔试考试，主要考察其对射线胶片照相检测知识的掌握情况。
2.实操考核：考生需要在一定的时间内完成一系列的实操任务，主要考察其照相技术、操作技能和判定能力。
3.实际应用考核：考生需要在真实的工作环境中完成一定数量的照相检测工作，主要考察其在实际工作中的能力和应用水平。
三、考核评分标准1.考核总分：考核总分为100分，各个考核环节的分值比重会根据重要程度进行调整。
2.各个环节的得分计算：根据考生在每个环节中的表现，评委会根据一定的评分标准给出相应的得分。
3.合格标准：根据考试总分和各个环节的得分，将考生分为合格和不合格两类。
合格标准由考核机构根据实际情况进行制定。
四、考核时间和地点1.考核时间：考核时间由考核机构确定，一般会提前公布，以方便考生做好准备。
2.考核地点：考核地点一般为考核机构指定的检测实验室或合作单位实验室。
五、考核结果及证书发放1.考核结果：考核结果会在规定的时间内公布，考生可以通过官方网站或其他指定渠道查询。
2.证书发放：考核合格的考生将获得Ⅲ级资格证书，证书由考核机构负责发放。
以上就是射线胶片照相检测Ⅲ级资格考核规则的详细介绍。
考生在备考过程中需要充分掌握相关知识，并在实操环节中提高照相技术、操作技能和判定能力，以取得理想的考核成绩。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
21
射线照相法的特点
5
射线照像检测技术
射线照像的影像质量 影响射线照像影像的因素：
– 对比度Δ D：边界的黑度差 称为该影像的对比度。 – 不清晰度U：从一个黑度区 域到另一个黑度的缓慢变 化区的宽度，它造成了影 像边界的扩展。 – 颗粒度σD：黑度不均匀变 化的统计平均值。
6
射线照像检测技术
对比度Δ D是影像和背景的黑度差，决定了射 线透照方向可识别的细节尺寸。 不清晰度U是影像的扩展宽度，决定了在垂直 于射线透照方向上可识别的细节尺寸。 颗粒度σD是影像黑度的不均匀性，决定了影像 可显示的最小细节尺寸。
ΔI/I称为“物体对比度”
4
射线照像检测技术
射线检测的基本原理
I I 'D I D I 'D / I D 1 ( ' )T I ID IS 1 n 1 n
射线对缺陷的检测能力与以下因素有关：
–缺陷在透射方向上的尺寸 –其线衰减系数与物体线衰减系数的差别 –散射线的控制情况有关。
2
射线照像检测技术
射线检测的基本原理
I＝ID＋IS， I’＝I’D＋I’S ID , I’D：透射的一次射线强度 IS , I’S：透射的散射射线强度 由于ΔT<<T， 故IS ＝ I’S 因此有： ΔI＝ I’D － ID
3
射线照像检测技术
射线检测的基本原理
I D I 0 e T I ' D I 0 e ( T T ) (e x 1 x ) I 'D e T 1 T ID
7
射线照像检测技术
对比度的计算公式：
– 单色、窄束情况：
D G(lg I ' t lg It) G lg( I ' / I ) G lg(e T ) 0.434GT
– 宽束情况：
0.434( ' )GT 1 n 0.434GT D ( ' , 或 ' 0) 1 n D
18
射线照像检测技术
某一点的射线强度与该点到源的距离的平 方成反比。 I1 F22
I2 F12
只要保证射线强度与曝光时间的乘积相等， 则得到底片的黑度相同。即：
I1t1 I 2t2
射线强度和曝光时间具有同等的作用，可 以互换（互易性）
19
射线照像检测技术
曝光曲线：在一定条件下，绘制的透照参 数（射线能量、焦距、曝光量）与透照厚 度之间的关系曲线。
– 相对灵敏度：可识别的最小尺寸和透射厚度的 比值。 – 绝对灵敏度：可识别的最小尺寸
灵敏度的测定采用像质计
12
射线照像检测技术
射线照像的基本透照布 置如图所示。 基本原则是使透照区的 透照厚度小，主要考虑 如下内容： – 射线源、工件、胶 片的相对位置。 – 射线中心束的方向。 – 有效透照区。
13
射线照像检测技术
有效透照区：一次透 照的有效范围，在此 范围内：
– 黑度处于规定的范围 – 照像灵敏度符合规定。
透照厚度的控制：透 照厚度比K＝T’／T处 于规定的范围。
14
射线照像检测技术
基本透照参数的选择：
– 射线能量 – 焦距 – 曝光量
较低的射线能量，较大的焦距和较大的曝 光时间，可以获得高质量的照片。
8
射线照像检测技术
对于一个特定的射线，如何提高对比度：
– – – – 使缺陷在透照方向具有最大的厚度差 采用低能量射线透照，提高衰减系数 减少到达胶片的散射线 采用优质胶片
9
射线照像检测技术
不清晰度U主要包括： 几何不清晰度Ug和胶 片固有不清晰度Ui。 焦点尺寸导致几何不 清晰度Ug 。 dT
20
射线照像检测技术
曝光参数计算例
– 采用固定X射线机透照一铸件，焦距为700mm、 管电流为8mA时，曝光时间为3min。当采用 1000mm焦距，管电流12mA时，曝光时间是多 少？
I1 F22 i2t2 10002 3 8 2 t2 4.1 2 I 2 F1 i1t1 700 12
I I ' D I D I ' D / I D 1 T I ID IS 1 n 1 n
当ΔT是缺陷时，设其线衰减系数为u’，则
I I 'D I D I 'D / I D 1 ( ' )T I ID IS 1 n 1 n
15
射线照像检测技术
射线能量
– 对于X射线：择：
– 能量高，衰减系数小，固有不清晰度增加。满 足要求时，选择较低的射线能量。 – 一般而言，伽马射线的检验灵敏度低于X射线， 但在某些场合（球罐环缝检验）采用伽马射线 可以实现全景曝光，提高效率。
Ug F T
焦点尺寸小，焦距大、 工件薄，则不清晰度 小。
10
射线照像检测技术
胶片固有不清晰 度Ui是由入射到 胶片的射线，在 乳剂层激发出二 次电子的散射产 生的。射线的能 量越高，Ui越大。
11
射线照像检测技术
射线照相的灵敏度：射线照片记录细节或 缺陷的能力，它在一定程度上综合了影像 质量的三个基本因素。
16
射线照像检测技术
焦距的选择
dT d Ug Fmin T (1 ) F T Ug
在实际工作中，常用诺 模图确定最小焦距
如果，D=2mm，T=15mm
查图得：f=180mm
17
射线照像检测技术
曝光量的选择
H It
E it 对于伽马射线：E At
对于X射线： 曝光量必须达到一定值 才能显示细节缺陷
射线检测技术
射线检测 ——重要的无损检测技术
1
射线照像检测技术
X射线和γ射线的性质
–在真空中以光速沿直线传播，不受电磁场影响。 –X 射线人眼不可见，能够穿透不透明的物体，波长 较短的硬射线（光子能量大）穿透物体能力强。 –射入物体时将与物质发生复杂的物理或化学作用， 如：使物质原子发生电离，使某些物质发出荧光， 使某些物质产生光化学反应。 –具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物 组织，危及生物器官正常功能。