[发明专利]一种在用压力管道射线数字成像检测缺陷定量研究的方法

说明书

技术领域

本发明属于管道检测领域，尤其是涉及一种在用压力管道射线数字成像检测缺陷定量研究的方法。

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在用压力管道射线数字成像检测缺陷定量研究的方法，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：

一种在用压力管道射线数字成像检测缺陷定量研究的方法，包括

步骤S1：选择待检查工件，对工件进行射线透照；

步骤S2：按照射线的吸收规律形成反映工件信息的射线强度分布信号；

步骤S3：数字探测器对此信号进行探测、转换、数字化采样和量化，形成检测数字图像；

步骤S4：传送给图像显示和处理单元，供检测人员评定。

进一步的，所述步骤S3中形成的图像为数字图像。

进一步的，数字图像在显示器屏幕上观察图像的，必须控制图像显示条件与观察条件。图像显示条件主要是关于显示器性能的要求，显示器的基本性能包括亮度、分辨率、显示亮度比、灰度级、响应时间。

进一步的，所述研究方法的原理在于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。

进一步的，所述步骤S2包括射线检测技术基于物体对比度，采用辐射探测器拾取这个物体对比度信号。

进一步的，步骤S4包括传送给图像显示和处理单元，形成不同检测条件下的走势对比图，供检测人员评定。

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极管阵列，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上的非晶硅光电二极管组成。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，读取一行上所有二极管电容存储的电荷，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。