[发明专利]一种压力管道射线数字成像未焊透检测系统

说明书

技术领域

本发明属于管道检测领域，尤其是涉及一种压力管道射线数字成像未焊透检测系统。

背景技术

由于我国工业压力管道安全管理起步较晚，据普查统计其中未焊透缺陷所占比例很大，约占了普查总隐患处的2/3。因此,针对这一长期、普遍存在的共性问题,开展在役压力管道缺陷检测和安全评估关键技术研究,是有效提高我国在役压力管道安全状况和科学管理水平的技术关键。而未焊透的深度测量是评定在用工业压力管道等级的关键所在。现有的未焊透深度测量主要是采用试块与缺陷处一同利用胶片成像，再采用密度计来进行测量，由于很难比对出相同的黑度值，及未焊透缺陷成像狭窄，不能用密度计来准确定位黑度值，存在“测不准”的问题，则不能准确判断其深度。

针对这一问题，采用射线数字成像技术。射线数字成像技术标志着X射线检测技术将进入无胶片时代，是无损检测技术的一次革命。随着X射线数字化采集、计算机少量存储和宽带互联网的发展，未来的工业X射线检测将具备下述特点：图像数字化、计算机存储、网络传送、远程评定。在电脑上对图像进行比对分析，通过不同厚度处灰度值的不同，利用这一原理求出厚度差，进而求出未焊透的深度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种压力管道射线数字成像未焊透检测系统，可以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种压力管道射线数字成像未焊透检测系统，包括射线源、成像探测器、探测器控制器、成像及控制中心、检测控制系统和射线控制器；

所述成像及控制中心分别与探测器控制器、检测控制系统和射线控制器电连接；

所述探测器控制器与所述成像探测器电连接，所述射线控制器与所述射线源电连接。

压力管道射线数字成像未焊透检测系统，还包括支撑台，所述支撑台位于所述射线源与所述成像探测器中间。

所述支撑台与所述检测控制系统电连接。

所述成像及控制中心包括显示器。

所述检测控制系统包括灰度检测计算模块。

射线数字成像检测系统由射线源、被检工件、数字成像器件、机械支撑与传动以及控制与处理系统组成，如图1所示，在射线源控制器作用下，射线源电场中被加速的高速电子撞击阳极靶，产生一系列波长的电磁波，即X 射线：X射线穿过被检测物体，与物体原子相互作用，在光电效应、康普顿效应和电子对效应等作用下，使部分光子能量和方向发生改变，通常称为二次光子：它们与方向不发生改变的一次光子进入成像探测器，在探测器的闪烁体屏和光电二极管等集成电子器件中完成X射线到可见光到电子信号的转变；最后经过离散化的数字信号在计算机完成图像的显示。

射线数字成像检测系统中的成像器件与射线胶片照相中的胶片不同，其采用的是数字探测器系统。

非晶硅面阵探测器是基于大规模非晶硅光电二极管高密度、大尺寸集成技术研发的X射线数字探测器。与一般的微光成像器件一样，是一种以光、电子累积的方式成像。非晶硅探测器包括三部分：

1)亚毫米级厚度的闪烁体屏，一般为Gd2O2ST和CsI材料组成；

2)与闪烁体屏耦合的大规模集成的光电二级管阵列，即像元，材料为α -Si；

3)像元读出和放大电路。图2为其射线数字成像光电转换过程。这类型的非晶硅平板探测器是目前市场上应用最多的平板探测器。

工作原理：X射线透照探测器，射线光子由闪烁体屏转换为可见光，再由光电二极管阵列转换为电信号，经A/D转换输出。像素信号逐行读出，每个像素由一个连到TFT上的非晶硅光电二级管组成。每列像素信号线共同连到通用的偏置线上，通往读出电路(放大器)；一行像素共用TFT的控制线，在行驱动(门控电路)的控制下，一起打开或关闭，读取一行上所有二级管电容存储的电荷，通过多路并行列的电荷放大器累积并放大这些电荷，数字化后传到计算机的内存。接着进行下一行，直至数据行全部读出。

射线检测技术的基本原理是，当强度均匀的射线束照射物体时，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，采用一定的辐射探测器检测透射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷和物质分布等。

设阶梯块上有一很小的厚度差进行检测原理讨论，如图3所示，

设：μ—阶梯块物质的线衰减系数；

I₀—入射射线强度；

I_D，I′_D—阶梯块上不同部位透射的一次射线强度；