射线数字成像技术发展

射线数字成像技术发展

摘要：射线数字成像是一种先进辐射成像技术，是辐射成像技术的重要发展方向，该技术利用射线观察物体内部的技术。这种技术可以在不破坏物体的情况下获得物体内部的结构和密度等信息，并且通过计算机进行图像处理和判定。目前已经广泛应用于医疗卫生、国民经济、科学究等领域。

关键词：辐射成像射线数字成像

1引言

自德国物理学家伦琴1895年发现X射线以来，射线无损探伤作为一种常规的无损检测方法在工业领域应用已有近百年的历史，人们一直使用胶片记录X（γ）射线穿过被检物件后的影像，其中60多年来，则一直使用增感屏配合胶片来获取高品质的影像，曝光过后的胶片经过化学处理，产生可视的影像后，在观片灯上显示出来以供读取、分析及判断。胶片-增感屏系统可使射线检测人员实现对影像的采集、显示和存储。这种方法操作简单，产生的图像质量优异，功能效用全面，因此该技术在包括核工业在内的工业、医疗领域一直被广泛使用。

胶片照相法的不足在于检测周期长，因为需要暗室处理，检测周期在3～20个小时不等；大量底片造成保存上的困难，查阅不便；胶片成本高；曝光时间长；在大量的检测工作面前，需要大量人力资源；底片难以共享，某些焊缝底片在需要专家共同研讨评定时，该弊端特别明显；不利于环境保护等。无法满足目前工业化生产和竞争日益激烈的需要。

随着科学技术和设备制造能力的进步，例如电子技术、光电子技术、数字图像处理技术的发展；高亮度高分辨率显示器的诞生；高性能计算机/工作站的广泛应用；计算机海量存储、宽带互联网的发展，使得数字成像技术挑战传统胶片成像方式在技术上形成可能。

以射线DR、CR和CT为代表的数字射线成像技术，结合远程评定技术将是无损检测技术领域的一次革命。数字射线照相技术具有检测速度快，图像保存方便，容易实现远程分析和判断，是未来射线检测发展的方向[1]。

2射线数字化图像基本概念

2.1 数字图像概念

数字图像[2]（digital image）是传统X射线与现代计算机技术结合的产物。X 射线图像是X射线穿过三维物体后，在二维平面上的一个投影。图像本身是二维的，它包含着X射线投影方向的密度信息。

2.1.1模拟图像与数字图像

模拟图像是指空间坐标位置和信息量变化程度均连续变化的图像，也称连续图像。数字图像是指空间坐标位置和信息量变化程度均离散数字量表示的图像。（1）模拟图像

对于胶片射线检测，底片记录或显示几乎完全透明（无色）到几乎不透明（黑色）的一个连续的灰阶范围。它是射线穿透物体的投影，这种灰度差别即为某一部局所接受的辐射强度的模拟，或从另一个角度讲为相应物体（结构）对射线衰减程度的模拟。底片影像中的点与点之间是连续的，中间没有间隔，感光密度随着标点的变化呈连续变化。影像中每处亮度呈连续分布，具有不确定的值，只受亮度最大值和最小值的限制。

（2）数字图像

数字(digital)成像方法是采用结构逼进法，影像最大值与最小值之间的系列亮度值是离散的，每个像点都具有确定的数值，这种影像就是数字影像。数字图像是一种规则的数字量的集合来表示的物理图像，大量不同灰度（亮度）的点组成的二维点阵，当含有足够多的点，且点与点之间间距足够小时，看上去就是一副完整的图像。数字图像的表达有两个要素，点阵的大小和每个点阵的灰度值。

将模拟量转换为数字信号的器件称为模/数(A/D)转换器[3](analogue to digital converter)。A/D转换器把模拟量(如电压、电流、频率、脉宽、位移、转角等)通过取样转换成离散的数字量，这个过程称为数字化。转化后的数字信号输入计算机图像处理器进行数字逻辑运算，处理后重建出图像，这种由数字量组成的图像就是数字图像。由此可见，数字影像是将模拟影像分解成有限的小区域，这个小区域中量度的平均值用一个整数表示，即数字图像是由许多不同密度的点组成的。

2.1.2矩阵和像素

（1）矩阵

原始的射线图像是一幅模拟图像，不仅在空间而且在振幅(衰减值)都是一个连续体。计算机不能识别未经转换的模拟图像，只有将图像分成无数的单元，并赋予数字，才能进行数字逻辑运算。数字化成像（DR ）探测器的本身就是划分为无数个小区域矩阵，计算机成像（CR ）的激光对IP 板潜影的读取中“采样”过程，就是把连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集。矩阵是由纵横排列的直线相互垂直相交而成，一般纵行线条数与横行线条数相等，各直线之间有一定的间隔距离，呈栅格状，这种纵横排列的栅格就叫矩阵。矩阵越大，栅格中所分的线条数越多，图像越清晰，分辨率越强。常见的矩阵有512×512，1024×1024，2048×2048，每组数字表示纵横的线条数，两者的乘积即为矩阵的像素量，即信息量。

（2）像素

矩阵中被分割的小单元称为像素。像素是构成数字图像的最小元素。

图像的数字化是将模拟图像分解为一个矩阵的各个像素，测量每个像素的衰减值，并把测量到的数值转变为数字，再把每个点的坐标位置和数值输入计算机。

像素大小决定空间分辨率。若假定图像的尺寸大小是固定的，而点的大小是可变的，则分辨率表示了图像致密的程度。数字化图像中，分辨率的大小直接影响图像的品质，像素越小（一定视野范围内，像素点越多），分辨率越高，图像越清晰，如图2.1、图2.2、图2.3所示。

图2.1 低分辨率图2.2 较低分辨率图2.3 一般分辨率

2.2 数字图像形成

光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都是模拟图像，这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像能在电子计算机中作处理运算，

必须将模拟图

像转化为离散数字所表示的图像[4]，这一过程一般包括采样和量化两个步骤。（1）数字图像采样

图像采样是对连续图像在一个空间点阵上取样，是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。具体的做法就是对图像在水平方向和垂直方向上等间隔地分割成矩形网状结构，所形成的矩形微小区域，称之为像素点。一幅图像画面可被表示成M×N个像素构成的离散像素点的集合，M×N称为图像的分辨率。采样间隔太小，则增大数据量；太大，则会发生信息的混叠，导致细节无法辨认。为了寻求图像更多的细节和更高的分辨率，人们希望使用更密集空间像素点阵，但是，每提高一步像素点阵就会使图像数据成倍增加，图像成本也提高。

（2）数字图像量化

数字图像的量化就是赋予一副空间离散后图像中空间像素的数值。在图像的数字化处理中，采样所得到的像素灰度值必须进行量化，即分成有效的灰度级，才能进行编码送入计算机内运算和处理。图像的灰度量化是数字图像的一个重要步骤，由于计算机一般采用二进制，其中每一个电子逻辑电路具有“0”和“1”两种状态，对图像的量化和存储是以这种逻辑单位为基础。数字成像系统的实际量化等级数则由量化过程中实际选用的量化位数决定，如果采样量化位数为n，图像量化级别数为m，则m=2n，例如，当n等于8时，m等于256个数量级。

目前主流的CR设备系统量化位数为16位，灰度精度为65536灰度级。

黑白图像是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2值图像的像素值为0或者1，如图2.4所示。

灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息，如图2.5所示。

图2.4 黑白图像示意图

图2.5 灰度图像示意图

2.3 数字图像处理

数字图像处理是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术[5]。

一般来说，对射线检测数字图像进行处理（加工、分析）的主要目的有以下2个方面：

（1）提高图像的视感质量，如进行图像灰度变换，增强、抑制某些成分，对图像进行几何变换等，以改善图像的质量。

（2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，这些被提取的特征或信息往往为计算机分析图像提供便利。

一般来说，对射线检测数字图像进行处理相应地有2种主要方法：

（1）图像增强和复原：图像增强和复原的目的是为了提高图像的质量，如去除噪声，提高图像的清晰度等。图像增强不考虑图像降质的原因，突出图像中所感兴趣的部分。如强化图像高频分量，可使图像中物体轮廓清晰，细节明显；如强化图像低频分量，可减少图像中噪声影响。图像复原要求对图像降质的原因有一定的了解，再采用某种滤波方法，恢复或重建原来的图像。

（2）图像分割：图像分割是数字图像处理中的关键技术之一。图像分割是将图像中有意义的特征部分提取出来，其有意义的特征有图像中的边缘、区域等，这是进一步进行图像识别、分析和理解的基础。

数字图像处理优点主要有以下4个方面：

（1）再现性好数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化。只要图像在数字化时准确地表现了原稿，则数字图像处理过程始终能保持图像的再现。

（2）处理精度高按目前的技术，几乎可将一幅模拟图像数字化为任意大小的二维数组，这主要取决于图像数字化设备的能力。现代扫描仪可以把每个像素的灰度等级量化为16位甚至更高，这意味着图像的数字化精度可以达到满足任

一应用需求。

（3）适用面宽图像的数字处理方法适用于任何一种图像，图像可以来自多种信息源，它们可以是可见光图像，也可以是不可见的波谱图像，射线检测数字图片处理就是一个例子。

（4）灵活性高图像处理大体上可分为图像的像质改善、图像分析和图像重建三大部分，每一部分均包含丰富的内容。数字图像处理不仅能完成线性运算，而且能实现非线性处理，即凡是可以用数学公式或逻辑关系来表达的一切运算均可用数字图像处理实现。

3射线检测数字化成像技术及其发展过程

3.1射线检测数字化成像技术发展过程

德国物理学家威廉伦琴，在1895年发现的X射线，被认为是19世纪的重大发现之一。这种“新光线”首先被应用于检查骨折和确定枪伤中子弹的位置。尽管X射线最初被医学目的使用，但该新技术的理论也被应用到无损检测领域。例如，早期锌板的X射线，就暗示了应用于焊接质量控制的可能性。在20世纪初期，X射线被应用于锅炉检测。

由射线源发射的X射线穿过物体，然后由紧贴着增感屏的胶片接受。通过控制胶片的感光时间和X射线源能量，采用合适的焦距，并对散射线进行控制，改善胶片的对比度和空间分辨率，在低能量下得到了良好的图像效果。胶片成像技术目前在工业领域仍旧在广泛应用。

在20世纪50年代，随着图象增强器的出现，射线检测发生了巨大的变化，通过射线实时成像系统，人们第一次看到了实时的清晰的图像。通过图像放大器，从荧光屏上采集X射线，然后聚焦在另外一个屏上，便可以直接观察或通过高质量的TV 或CCD摄像机进行观察。

自从20世纪80年代引入了计算机成像技术（CR），X射线成像发生了巨大的变化。CR提供了有益的计算机辅助和图像辨别、存储和数字化传输，剔除了胶片的处理过程和节省了由此产生的费用。

在20世纪90年代后期，X射线数字平板技术产生。该技术与胶片或CR的处理过程不同，采用X射线图像数字读出技术，真正实现了X射线NDT检测技术的自动化。除了不能进行分割和弯曲外，数字平板能够与胶片和CR有同样的应用范围，可以被放置在机械或传送带位置，检测通过的零件，也可以采用多配置进行多视域的检测。在两次照射期间，不必更换胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的数据采集，就可以观察到图像，与胶片和CR的生产能力相比，有巨大的提高。

1995年，CMOS活性像元探头诞生，CMOS（Complementary Metal Oxide Silicon）是互补金属氧化硅半导体，是由许多集成的记忆芯片构成，由美国NASA 宇航中心加利福尼亚技术研究所喷气推进实验室的三名工程师发明的。

2000年，CMOS射线探测器诞生。

3.2射线检测数字化成像技术基本原理

3.2.1射线实时成像检测系统

所谓射线实时成像检测技术，是指在曝光的同时就可观察到所产生的图像的检测技术。这就要求图像能随着成像物体的变化迅速改变，一般要求图像的采集速度至少达到25帧/s（PAL制）。能达到这一要求的装置有较早使用的X射线荧光检测系统，以及目前正在应用的图像增强器[6]工业射线实时成像检测系统。

图像增强器是系统最重要的部件，它由外壳、射线窗口、输入屏、聚焦电极和输出屏组成。射线窗口由钛板制成，既具有一定强度，又可以减少对射线的吸收。输入屏包括输入转换屏和光电层。输入转换屏采用CsI晶体制作，其发射的可见光处于蓝色和紫外谱范围，以与光电层的谱灵敏度相匹配，输入转换屏吸收入射射线，将其能量转换为可见光发射。光电层将可见光能量转换为电子发射。聚焦电极加有25~30kV的高压，加速电子，并将其聚集在输出屏。输出屏将电子能量转换为可见光发射。在图像增强器中实现上述的转换过程：

射线→可见光→电子→可见光

经过图像增强器所得到的可见光图像亮度，比简单的荧光屏图像亮度可提高30倍至10000倍。图像增强器输出屏上的可见光图像，由数字式摄像机摄取，将模拟信号转换为数字信号，然后送入图像处理器，进行各种图像处理以改善图像质量，处理后的图像送入显示器显示。

图3-1是CCD图像增强器成像示意图。

图3-1 CCD图像增强器成像示意图

与常规射线照相相比，图像增强器射线实时成像检测系统有以下优点和局限性：

工件一送到检测位置就可以立即获得透视图像，检测速度快，工作效率比射线照相高数十倍；

不使用胶片，不需要处理胶片的化学药品，运行成本低，且不造成环境污染； 检测结果可转换为数字化图像用光盘等储存器存放，存储、调用、传送比胶片快；

图像质量，尤其空间分辨率和清晰度低于胶片射线照相；

图像增强器体积较大，检测系统应用的灵活性和适用性不如普通射线照相装置；

设备一次投资较大；

显示器视域有局限，图像的边沿容易出现扭曲失真。

图像增强器的对比度和空间分辨率也不能和其他的技术相提并论——灵敏度低；存档和分发也非常麻烦，必需将其转化为视频格式；该种技术发展前景不大，在各种新技术面前面临淘汰。

适用范围为2～20mm的钢及有色金属材料制成的气瓶对接焊缝X射线实时成像射线检测标准GB17925-1999《气瓶对接焊缝X射线实时成像检测》颁布。该技术在我国气瓶射线检验中应用较广。

3.2.2计算机成像技术CR(Computed Radiography)

CR检测技术[7]是指射线透过工件后的信息记录在成像板（IP）上，经扫描装置读取，再由计算机生出数字化图像的技术。整个系统由成像板、激光扫描装置、数字图像处理系统（计算机及软件）和存储系统组成。X射线透照时，IP

板荧光物质内部晶体中的电子被激励并被俘获到一个较高能带（半稳定的高能状态）,形成潜在影像。再将该IP板置入CR读出设备内用激光束扫描该板，在激光激发下（激光能量释放被俘获的电子），光激发荧光中心的电子将返回它们的初始能级，并产生可见光发射（蓝色的光）。激发出的蓝色可见光被自动跟踪的集光器（光电接收器）收集，再经光电转换器转换成电信号，放大后经模拟/数字转换器（A/D）转换成数字化影像信息，送入计算机进行处理，最终形成射线照相的数字图像并通过监视器荧光屏显示出人眼可见的灰阶图像供观察分析。图

3-2是CR成像示意图。

图3-2 CR成像示意图

(1)CR技术特点

对比度高：16位（bit）65556灰度（传统胶片在2000左右）；

得益于很高灰度范围，宽容度大，一次投照长度大；

CR技术可对成像板获取信息进行放大增益，减少曝光量，产生的数字图像存储、传输、提取、观察方便。图像处理软件可以改善图像质量；

据了解目前最新CR系统精度可达25线对/毫米（即20μm），媲美胶片射线技术水平（AGFA D3胶片说明书，黑度为2.0时，底片颗粒度为16μm。一般胶片溴化银颗粒度为0.5μm～5μm）；

与胶片一样，也能够分割CR屏和弯曲，可以被使用5000次以上，其寿命决定于机械磨损程度；

单板的价格昂贵，但实际比胶片更便宜；

适合任何射线源(包括Ir-192源)；可以完全电池操作，无需电源，适合现场工作。

(2)CR技术不足

类似胶片，不能实时；

虽然比胶片速度快，但是必须将CR屏从X射线拍摄现场拿走，然后将其放入读取器中；

不能在潮湿等极端环境中使用；

和成像板相比，效率还不算高。

3.2.3数字平板直接成像技术（DR）

数字平板直接成像[8]（Director Digital Panel Radigraphy）是近几年才发展起来的全新的数字化成像技术。数字平板技术与胶片或CR的处理过程不同，在两次照射期间，不必更换胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的数据采集，就可以观察到图像，检测速度和效率大大高于胶片和CR技术。除了不能进行分割和弯曲外，数字平板与胶片和CR具有几乎相同的适应性和应用范围。数字平板的成像质量比图像增强器射线实时成像系统好很多，不仅成像区均匀，没有边缘几何变形，而且空间分辨率和灵敏度要高很多。

数字平板技术有非晶硅（a-Si）和非晶硒（a-Se）和CMOS三种。

（1）非晶硅（a-Si）成像原理

非晶硅数字平板结构如下：由玻璃衬底的非结晶硅阵列板，表面涂有闪烁层—碘化铯，其下方是按阵列方式排列的薄膜晶体管电路（TFT）组成。TFT像单元的大小直接影响图像的空间分辨率，每一个单元具有电荷接收电极信号存储电容和信号传输器。通过数据网线和扫描电路连接。

光子首先撞击其板上的闪烁层(碘化铯)，该闪烁层以所撞击的射线能量成正比的关系发出光电子，这些光电子被下面的硅光电二极管阵列采集到，将它们转化成电荷，再将这些电荷转换为每个像素的数字值。扫描控制器读取电路将光电信号转换为数字信号，数据经处理后获得的数字化图像在显示器上显示。由于转换X 射线为光线的中间媒体是闪烁层，因此被称作间接图像方法。图3-3是DR间接成像示意图。

图3-3 DR间接成像示意图

(2)非晶硒（a-Se）成像原理：

非晶硒数字平板结构和非晶硅有所不同，其表面不用碘化铯闪烁层而直接用硒涂

层。

光子撞击硒层，硒层直接将X射线转化成电荷，然后将电荷转化为每个像素的数字值，故该技术也叫直接图像法。扫描控制器读取电路将光电信号转换为数字信号，数据经处理后获得的数字化图像在显示器上显示。图3-4是DR直接成像示意图。

图3-4 DR直接成像示意图

非晶硒或非晶硅元件按吸收射线量的多少产生正比例的正负电荷对，储存于薄膜晶体管内的电容器中，所存的电荷与其后产生的影像黑度成正比。扫描控制器读取电路将光电信号转换为数字信号，数据经处理后获得的数字化成像在影像监视器上显示。图像采集和处理包括图像的选择、图像校正、噪声处理、动态范围，灰阶重建，输出匹配等过程，在计算机控制下完全自动化。上述过程完成后，扫描控制器自动对平板内的感应介质进行恢复。上述曝光和获取图像整个过程一般仅需几秒钟至十几秒。

目前非晶硅和非晶硒的空间分辨率尚不如胶片。非晶硒与非晶硅相比，前者能提供更好的空间分辨率，这是因为间接系统的闪烁层产生的光线，在到达光电探测器前，会出现轻微的散射，因此，效果不好。对于硒板成像系统，电子是由X 射线直接撞击平板，产生的散射很小，因此，图像精度较高。当要求分辨率小于200μm时应使用非晶硒板。而当允许分辨率大于200μm时，可考虑使用非晶硅。非晶硅板的另一优点是获取图像速度比非晶硒板更快，最快可达到每秒30幅图像，在某些场合可以代替图像增强器使用。

非晶硅（a-Si）和非晶硒（a-Se）两种成像板的优点和局限性：

空间分辨率低于胶片，但是对比度范围却远远超过胶片；

成像速度快，产生的数字图像存储、传输、提取、观察方便；

通过图像处理，可以改善图像质量；

该种技术本身特点，空间分辨率提高空间不大；

对环境要求高，容易破碎；

价格昂贵；

成像板面积没有胶片大。

(3) CMOS成像板

CMOS数字平板由集成的CMOS记忆芯片构成，所谓的“CMOS”（Complementary Metal Oxide Silicon）是互补金属氧化物硅半导体。

“活性像元探头技术”是指把所有的电子控制和放大电路放置于每一个图像探头上，取代一般探测器在边沿布线的结构。这种结构使CMOS探测器比其他探测器的抗震性更强，寿命更长，见图3-5。

探测器的填充系数是活性区域表面的百分比，是表征器件探测光电子的能力的指标，填充系数越高，其灵敏度就越高。CMOS探测器的填充系数高达90%以上，高出非晶体硅探测器约为60%。

对于一般的探测器，当其中单个的像素被直接的辐射过度照射时，将产生浮散，原因是：像素把信号传输给每行和每列的电子放大器，当一个或更多的像素被过度照射后，同行和同列其他像素会其受影响产生浮散或拖影现象。而CMOS 在很高的能量辐射情况下也能够很好的工作，这是由于CMOS探测器的每一个像素是被独立放大的，不受相邻像素的影响，因而能够消除或减少这种现象。

图3-5 活性像元探头技术示意图

CMOS成像板技术特点：

寿命长

工作温度范围大

填充系数高

灵敏度高

较小的图像浮散

空间分辨率的比较高

3.3小结

不同的射线数字成像技术成像效果有一定差异，图像增强器的空间分辨率约为100～300微米，非晶硅/硒接收板的空间分辨率约为80～150微米，CMOS 探测器的空间分辨率约为50～150微米，CR技术的空间分辨率约为25～100微米，而胶片照相的分辨率大致相当于10～50微米。把各种检测技术分辨率从高到低排列：分辨率最高——胶片照相→ CR →CMOS→非晶硒→非晶硅→图象增强器CCD实时成像——分辨率最低。即：到目前为止，数字图像的分辨率仍比不过胶片照相。胶片射线技术、CR技术、DR技术的相关参数对比见表3-1。

表3-1 胶片/CR/DR相关参数比较

4结论

随着计算机数字图像处理技术的发展，经过工程应用验证，X射线数字成像检测系统已能满足工业检测的需要，其图像质量已达到相关标准要求。同胶片X 射线检测相比较，数字化检测具备更高的即时性、准确性和可靠性。由于数字图像所特有的采集和保存方式，使得数字图象更便于储存、归档，实现了远程图像传输和远程专家会诊，在经济性方面也优于传统胶片成像。数字成像检测在工程中的应用，顺应了无损检测的发展要求。希望射线数字成像技术能够在无损检测领域得到较好的推广运用，并得到不断发展。

参考文献

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[8]王建华. 数字平板探测器的原理及应用[J]. 无损检测,2011,10:30-35.

射线数字成像专业书籍

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射线数字成像专业书籍《实时射线成像检测》王建华李树轩编著 目录： 前言 第1章射线成像的物理基础 1.1物质构成 1.1.1元素 1.1.2原子 1.2同位素 1.2.1核素 1.2.2同位素 1.2.3核素分类 1.2.4原子能级 1.3原子核结构 1.3.1核力 1.3.2核稳定性 1.3.3放射性衰变

1.4射线种类和性质 1.4.1射线分类 1.4.2X射线和γ射线的性质 1.4.3X射线和γ射线的不同点 1.4.4射线胶片照相中使用的射线 1.5射线的产生 1.5.1X射线的产生 1.5.2γ射线的产生 1.5.3高能X射线 1.5.4中子射线 1.6射线与物质的相互作用 1.6.1光电效应 1.6.2康普顿效应 1.6.3电子对效应 1.6.4瑞利散射 1.6.5各种效应相互作用发生相对的几率 1.7射线的衰减规律 1.7.1吸收、散射与衰减 1.7.2射线的色和束 1.7.3单色窄束射线的衰减规律 1.7.4宽束、多色射线的衰减规律（包括连续X射线）

测试题（是非题） 第2章实时成像 2.1实时成像的基础 2.1.1简述 2.1.2实时成像的原理 2.1.3射线成像的特点 2.1.4射线成像的应用 2.1.5实时成像局限性 2.2实时成像技术 2.2.1实时成像系统 2.2.2射线成像设备 2.2.3成像系统的构成 2.2.4成像转换装置（成像器） 2.3射线辐射转换器 2.3.1X射线荧光检验屏 2.3.2X射线图像增强器 2.4射线数字化成像技术 2.4.1计算机射线照相技术 2.4.2线阵列扫描成像技术 2.4.3光纤CCD射线实时成像检测系统（简称光纤CCD系统） 2.4.4数字平板直接成像技术

射线数字成像技术的应用

射线数字成像技术的应用 在管道建设工程中，射线检测是确保焊接质量的主要无损检测手段，直接关系到工程建设质量、健康环境、施工效率、建设成本以及管线的安全运行。长期以来，射线检测主要采用X射线或γ射线的胶片成像技术，检测劳动强度大，工作效率较低，常常影响施工进度。 近年来随着计算机数字图像处理技术及数字平板射线探测技术的发展，X射线数字成像检测正逐渐运用于容器制造和管道建设工程中。数字图像便于储存，检索、统计快速方便，易于实现远程图像传输、专家评审，结合GPS系统可对每道焊口进行精确定位，便于工程质量监督。同时，由于没有了底片暗室处理环节，消除了化学药剂对环境以及人员健康的影响。 过大量的工程实践与应用，对管道焊缝射线数字化检测与评估系统进行了应用研究分析探索。 1 射线数字成像技术的应用背景 随着我国经济的快速发展，对能源的需求越来越大，输油输气管道建设工程也越来越多，众多的能源基础设施建设促进了金属材料焊接技术及检测技术的进步。 目前，在管道建设工程中，管道焊接基本实现了自动化和半自动化，而与之配套的射线检测主要采用胶片成像技

术，检测周期长、效率低下。“十二五”期间，将有更多的油气管道建设工程相继启动，如何将一种可靠的、快速的、“绿色”的射线数字检测技术应用于工程建设中，以替代传统射线胶片检测技术已成为目前管道焊缝射线检测领域亟需解决的问题。 2 国内外管道焊缝数字化检测的现状 2.1 几种主要的射线数字检测技术 1）CCD型射线成像（影像增强器） 2）光激励磷光体型射线成像（CR） 3）线阵探测器（LDA）成像系统 4）平板探测器（FPD）成像系统 几种技术各有特点，目前适用于管道工程检测的是CR 和FPD，但CR不能实时出具检测结果，且操作环节较繁琐、成本较高，因此平板探测器成像系统成为射线数字检测的主要发展方向。 2.2 国内研发情况 国内目前从事管道焊缝射线数字化检测系统研发的机构主要有几家射线仪器公司，但其产品主要用于钢管生产厂的螺旋焊缝检测。通过实践应用比较，研究应用电子学研究所研发的基于平板探测器的管道焊接射线数字化检测与评估系统已能够满足管道工程检测需要，并通过了科技成果鉴

DR数字射线管道检测上的应用及质量控制

DR数字射线管道检测上的应用及质量控制在管道建设工程中，射线检测是确保焊接质量的主要无损检测手段，直接关系到工程建设质量、健康环境、施工效率、建设成本以及管线的安全运行。长期以来，射线检测主要采用X射线或γ射线的胶片成像技术，检测劳动强度大，工作效率较低，常常影响施工进度。 近年来随着计算机数字图像处理技术及数字平板射线探测技术的发展，X射线数字成像检测正逐渐运用于容器制造和管道建设工程中。数字图像便于储存，检索、统计快速方便，易于实现远程图像传输、专家评审，结合GPS系统可对每道焊口进行精确定位，便于工程质量监督。同时，由于没有了底片暗室处理环节，消除了化学药剂对环境以及人员健康的影响。 1、DR技术简介 1.1.原理 数字平板直接成像，（Director Digital Panel Radiography）是近几年才发展起来的全新的数字化成像技术。数字平板技术与胶片或CR的处理过程不同，在两次照射期间，不必更换胶片和存储荧光板，仅仅需要几秒钟的数据采集，就可以观察到图像，检测速度和效率大大高于胶片和CR技术。除了不能进行分割和弯曲外，数字平板与胶片和CR具有几乎相同的适应性和应用范围。 数字平板技术有非晶硅（a-Si）和非晶硒(a-Se)和CMOS三种。 非晶硅和非晶硒两种数字平板成像原理有所不用，非晶硅平板成像可称为间接成像：X 射线首先撞击板上的闪烁层，该闪烁层以与所撞击的射线能量成正比的关系发出光电子，这些光电子被下面的硅光电二极管阵列采集到，并且将它们转化成电荷，X射线转换为光线需要的中间媒体—闪烁层。而非晶硒平板成像可称为直接成像：X射线撞击硒层，硒层直接将X射线转化成电荷，如下图： 硒或硅元件按吸收射线量的多少产生正比例的正负电荷对，储存于薄膜晶体管内的电容器中，所存的电荷与其后产生的影像黑度成正比。扫描控制器读取电路将光电信号转换为数字信号，数据经处理后获得的数字化图像在影像监视其上显示。图像采集和处理包括图像的选择、图像校正、噪声处理、动态范围，灰阶重建，输出匹配的过程，在计算机控制下完全自动化，上述过程完成后，扫描控制器自动对平板内的感应介质进行恢复。上述曝光和获取图像整个过程一般仅需几秒钟至十几秒。

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(2003109-0468-04 DIGITAL RADIOGRAPHIC TECHNOLOGY HAN 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。随着信息技术、计算机技术和光电技术等的发展，射线数字成像检测技术也得到了飞速的发展，新的射线数字成像方法不断涌现，给射线探伤赋予了更广泛的内涵，同时也使利用先进网络技术进行远程评片和诊断成为可能。 目前工业中使用的射线数字成像检测技术主要包括射线数字直接成像检测技术(Digital Radio—graphy，简称DR)和射线数字重建成像检测技术，如工业CT(Industry Computed Tomography，简称ICT)。以下将在介绍DR检测系统组成的基础上，重点分析系统的成像原理、特点、特性及应用场合。 1 DR检测系统简介 DR检测系统组成见图1。按照图像的成像方式分为线扫描成像和面扫描成像；根据成像过程可分为直接和间接式DR系统。以下重点介绍直接DR系统。 图1 DR检测系统组成框图 1.1 直接式DR系统 直接DR成像系统主要分为图像增强器成像系统、平板型成像系统和线阵扫描成像系统等。 图2为图像增强器式DR系统，主要通过射线视频系统与数字图像处理系统集成实现。系统采用射线--可见光--电子--电子放大--可见光的光放大技术，是将射线光子由转换效率较高的主射线转换屏转换为可见光图像，可见光光子经光电转换变为电子，而后对电子进行放大，放大后的电子聚集在小屏上再次

射线检测技术综述

《现代无损检测技术》 作业：射线检测技术综述 姓名：马丰年 学号：SY1207205 班级：SY12072 2013-1-3

射线检测技术综述 什么是射线检测技术 它是利用射线(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。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像。 X 射线的产生 X-射线是在电场中被加速的高速电子，撞击到高原子序数材料的靶上，由于电子急速减速而辐射（靭致辐射）的电磁波。在真空管两阴极和阳极之间加高压，阳极选用不同的重金属材料制成，电子打在阳极上便可得到X 射线，其能量与加在两端的电压和通过的电流的乘积成正比，电流决定了射线的密度。 图1 射线管产生X 射线 X 射线的性质与构成 X 射线的特征是波长非常短，比紫外线波长更短，4110λ-=-nm ，因此具有 很高的能。X 射线在电场磁场中不偏转。这说明X 射线是不带电的粒子流。X 射线有很大的贯穿本领并能使照相底片感光，基于这个原理，由x 射线穿过物体，

便得到了物体内部的信息，通过在荧光屏上成像，就能反引出内部可能存在的缺陷。X射线本质上是一种电磁波，同此它具有反射、折射、衍射、偏振等性质。 图2 X射线的谱范围 X射线由两部分构成，一部分波长连续变化，称为连续谱；另一部分波长是分立的，与靶材料有关，成为某种材料的标识，所以称为标识谱，又叫特征谱--它迭加在连续谱上。连续谱是电子在靶上减速而产生的。可以想象到，被高压加速后的电子进入靶内，可以到达不同的深度，其速率从v骤减为0，有很大的加速度，而伴随着带电粒子的加速运动，必然有电磁辐射产生，这便是产生X射线连续谱的原因。当外界提供足够大的能量时，使原子内层电子电离，从而使原子内层出现空位，外层电子向内层补充，放出的能量便形成了X射线的标识谱 射线成像的系统构成与分类 X 射线无损检测系统的构成：射线源，控制物体运动的机械装置，X 射线接收器。 射线检测的分类 射线检测是一种重要的的无损检测方法，它主要由腔片射线照相技术、射线实时成像技术、计算机断层扫描成像技术、康普顿背散射成像技术等射线检测技术组成。 1、胶片射线照相技术 胶片射线照相无损检测技术是射线源发出的射线透过被检物体，利用被检物体与其内部缺陷介质对射线强度衰减的程度不同来携带被检物体内部信息，并用射线胶片记录下来，经显影、定影等处理，在胶片上形成透视投影影像，通过对影像的识别来评定被检物体内部是否存在不连续性的一种射线无损检测方法，是其它射线检测技术的基础，也是应用最广泛的射线检测技术。 但是胶片成像技术存在着效率低下，不能数字化，难于存储的缺点，尽管可以利用光胶片数字化扫描仪进行数字化，但是其地下的效率仍无法解决。

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实用标准文档 X射线数字成像检测系统

目录 一、目的意义 (3) 二、系统介绍 (3) 2.1 CR 技术与 DR技术的共同点 (4) 2.2 CR 技术与 DR技术的不同点 (4) 2.3 对比分析 (5) 2.4 系统组成 (5) 2.5 X 射线数字平板探测器 (6) 2.6 X 射线源 (7) 2.7 图像处理系统 (8) 2.8 成像板扫描仪 (9) 2.9IP 成像板 (9) 三、 DR检测案例 (10) 3.1 广西 220kV 振林变 (10) 3.2 广西 220kV 水南变 (11) 3.3 温州 220kV 白沙变 (13) 3.4 广西 110kV 城东变 (15) 3.5 广西乐滩水电站 (16) 四、 CR检测案例 (18) 4.1 百色茗雅 220kV变电站 (18)

一、目的意义 气体绝缘全封闭组合电器（GIS）设备结构复杂，由断路器、隔离开关、接 地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，内部充有SF6绝缘气体，给解体检修工作带来很大的困难，且检修工作技术含量高，耗时长，停电 所造成的损失大。通过对 GIS 设备事故的分析发现，大部分严重事故，未能通过现有的检测手段在缺陷发展初期被发现，导致击穿、烧损等严重事故的发生。 通过 GIS 设备局放监测，结合专家数据库和现场经验，可大致判断 GIS 设备局放类型，进行大致的定位，但无法明确GIS 设备内部的具体故障。结合X 射线数字成像检测系统，对 GIS 设备进行多方位透视成像，配合专用的图像处理与 判读技术，实现其内部结构的“可视化”与质量状态快速诊断，极大地提高 GIS 设备故障定位与判别的准确性，提高故障诊断效率，为整个设备的运行安全与质量监控提供一种全新的检测手段。对 GIS 设备局放可能造成的危害及其影响范围和程度，提出相应策略，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。 二、系统介绍 按照读出方式（即X 射线曝光到图像显示过程）不同，可分为： 数字射线成像（ DR-Digital Radiography） 计算机射线成像（ CR-Computed Radiography） 图 1-1 检测原理图

X射线数字成像检测系统

X射线数字成像检测系统

X射线数字成像检测系统 (XYG-3205/2型) 一、设备基本说明 X射线数字成像系统主要是由高频移动式(固定式)X射线探伤机、数字平板成像系统、计算机图像处理系统、机械电气系统、射线防护系统等几部分组成的高科技产品。它主要是依靠X射线可以穿透物体，并可以储存影像的特性，进而对物体部进行无损评价，是进行产品研究、失效分析、高可靠筛选、质量评价、改进工艺等工作的有效手段。 探伤机中高压部分采用高频高压发生器，主机频率40KHz为国际先进的技术指标。连续工作的高可靠性，透照清晰度高，穿透能力强，寿命长，故障率低等特点。X光机通过恒功率控制持续输出稳定的X射线，波动小，保证了优质的图像质量。高频技术缩短了开关机时间，有助于缩短检测期，提高工作效率。 数字平板成像采用美国VEREX公司生产的Paxscan2530 HE型平板探测器，成像效果清晰。该产品已经在我公司生产的多套实时成像产品中使用，性能稳定可靠。 计算机图像处理系统是我公司独立自主研制开发的、是迄今为止国同行业技术水平最高的同类产品。主要特点是可以根据不同行业用户的需求，编程不同的应用界面及图像处理程序，利用高性能的编程技术，使操作界面简单易懂，最大限度的减少操作步骤，最快速度的达到操作人员的最终需求。 机械传动采用电动控制、无极变速，电气控制采用国际上流行的钢琴式多功能操作台，将本系统中的X射线机控制、工业电视监视、机械操作等集中到一起，操作简单、便。 该系统的自动化程度高, 检测速度快，极大地提高了射线探伤的效率，降

低了检验成本，检测数据易于保存和查询等优点，其实时动态效果更是传统拍片法所无法实现的，多年来该系统已成功应用于航空航天、军事工业、兵器工业、油化工、压力容器、汽车工业、造船工业、锅炉制造、制管行业、耐火材料、低压铸造、瓷行业、环氧树脂材料等诸多行业的无损检测中。 本系统的技术、质量、性能都居于国领先水平。 2004年由于在成像应用技术面取得的成绩，被确定为X射线实时成像检测系统高技术产业化示工程基地。 二、系统适用围及主要技术参数 1．主要用途：本设备壳体焊接、金属铸造质量检测。 2．被检工件外形尺寸：直径φ300-φ2500mm，长度1000-8000mm,壁厚≤12mm 3．X射线探伤机容量：320KV，5.6mA(大焦点)/2.5mA(小焦点) 4．冷却式：油冷(循环制冷)，具有流量、温度设定、显示、保护功能。5．PaxScan2530 HE型数字平板成像系统 6．系统灵敏度：静态灵敏度优于1.25％～1.6％(在图像处理上测试) 7．系统分辨率：≤36LP/cm 三、设备基本配置及构成明细 (一)高频X射线探伤机主要配置 1．金属瓷X射线管MXR-320HP/11 1支瑞士COMET 2．高压电缆225KV 7m 2根瑞士COMET 3．高频高压发生器H160 2台射线 4．控制器T7000型1台射线 5．油冷却器AL-YLB-4500型1台射线

无损检测新技术-数字X射线检测技术简介

无损检测新技术-数字X射线检测技术简介 夏纪真 无损检测资讯网 https://www.sodocs.net/doc/6a14907876.html, 广州市番禺区南村镇恒生花园14梯701 邮编：511442 摘要：本文简单介绍了数字X射线检测技术的种类、基本原理与应用 关键词：无损检测数字X射线检测 1 综述 数字X射线检测（Digital Radiography，简称DR）可以分为：以图像增强器为基础的X 射线实时成像（Real-time Radiography Testing Image，缩写RRTI）、采用成像板（IP板）的模拟数字照相成像（Computed Radiography，简称CR）、采用电子成像技术的直接数字化X射线成像（DirectDigit Radiography，简称DR）以及将X射线照相胶片经扫描转为数字图像（FDR）。 2 以图像增强器为基础的X射线实时成像（RRTI） 以图像增强器为基础的X射线实时成像系统采用图像增强器代替射线照相的胶片或者旧式工业电视的简单荧光屏来实现图像转换，可以实现实时检测。系统主要由用于产生X 射线的X射线机系统（包括高压发生器、微焦点或小焦点的恒电位X射线机、电动光栏、循环水冷却器等，以投影放大方式进行射线透照）、图像增强器系统（X射线接收转换装置，将隐含的透过金属材料的X射线检测信号转换为可见的模拟图像）、进行信号处理及重构数字化图像的图像处理工作站（包括计算机、图像采集板卡、图像处理软件及系统软件与控制软件等，同时集成了整机控制，包括射线控制面板在内的所有控制面板和操作面板，射线透视的结果在显示器屏幕上显示，检测图像可以按照一定的格式储存在计算机硬盘、移动硬盘、U盘内或刻录到光盘上而长期保存）、检测机械工装、PLC电气控制系统、现场监视系统等六大部分组成。 典型的工业X射线实时成像检测系统结构原理示意图 图像增强器是X射线实时成像检测系统中除X射线源 外最关键的元件。图象增强器由外壳、射线窗口、输入屏 （包括输入转换屏和光电层，目前常用碘化铯晶体或三硫 化二锑、碲化锌镉、硒化镉、氧化铅、硫化镉、硅等对X 射线敏感的光电材料制作）、聚焦电极和输出屏组成。输入 转换屏吸收入射的射线，将其能量转换为可见光发射，光 图像增强器结构示意图 电层将可见光发射能量转换为电子发射，通过加有 25~30KV高压的聚焦电极加速电子并将其聚集到输出屏， 再由输出屏将电子能量转换为光发射，大大提高了输出光强，得到大大增强的图像亮度、动态范围以及分辨力。亦即在图像增强器内实现的转换过程是：射线→可见光→电子→可见光。 图像增强器输出屏后面是光学聚焦镜头等组成的光路系统，再由CCD（Charge Coupled Device的缩写，电荷耦合器件）或CMOS（Complementary Metal Oxide Silicon的缩写，互

X射线数字成像检测系统

X射线数字成像检测系统X射线数字成像检测系统

(XYG-3205/2型) 一、设备基本说明 X射线数字成像系统主要是由高频移动式(固定式)X射线探伤机、数字平板成像系统、计算机图像处理系统、机械电气系统、射线防护系统等几部分组成的高科技产品。它主要是依靠X射线可以穿透物体，并可以储存影像的特性，进而对物体部进行无损评价，是进行产品研究、失效分析、高可靠筛选、质量评价、改进工艺等工作的有效手段。 探伤机中高压部分采用高频高压发生器，主机频率40KHz为国际先进的技术指标。连续工作的高可靠性，透照清晰度高，穿透能力强，寿命长，故障率低等特点。X光机通过恒功率控制持续输出稳定的X射线，波动小，保证了优质的图像质量。高频技术缩短了开关机时间，有助于缩短检测周期，提高工作效率。 数字平板成像采用美国VEREX公司生产的Paxscan2530 HE型平板探测器，成像效果清晰。该产品已经在我公司生产的多套实时成像产品中使用，性能稳定可靠。 计算机图像处理系统是我公司独立自主研制开发的、是迄今为止国同行业技术水平最高的同类产品。主要特点是可以根据不同行业用户的需求，编程不同的应用界面及图像处理程序，利用高性能的编程技术，使操作界面简单易懂，最大限度的减少操作步骤，最快速度的达到操作人员的最终需求。 机械传动采用电动控制、无极变速，电气控制采用国际上流行的钢琴式多功能操作台，将本系统中的X射线机控制、工业电视监视、机械操作等集中到一起，操作简单、方便。 该系统的自动化程度高, 检测速度快，极大地提高了射线探伤的效率，降低了检验成本，检测数据易于保存和查询等优点，其实时动态效果更是传统拍片

射线数字成像技术发展

射线数字成像技术发展 摘要：射线数字成像是一种先进辐射成像技术，是辐射成像技术的重要发展方向，该技术利用射线观察物体内部的技术。这种技术可以在不破坏物体的情况下获得物体内部的结构和密度等信息，并且通过计算机进行图像处理和判定。目前已经广泛应用于医疗卫生、国民经济、科学究等领域。 关键词：辐射成像射线数字成像 1引言 自德国物理学家伦琴1895年发现X射线以来，射线无损探伤作为一种常规的无损检测方法在工业领域应用已有近百年的历史，人们一直使用胶片记录X（γ）射线穿过被检物件后的影像，其中60多年来，则一直使用增感屏配合胶片来获取高品质的影像，曝光过后的胶片经过化学处理，产生可视的影像后，在观片灯上显示出来以供读取、分析及判断。胶片-增感屏系统可使射线检测人员实现对影像的采集、显示和存储。这种方法操作简单，产生的图像质量优异，功能效用全面，因此该技术在包括核工业在内的工业、医疗领域一直被广泛使用。 胶片照相法的不足在于检测周期长，因为需要暗室处理，检测周期在3～20个小时不等；大量底片造成保存上的困难，查阅不便；胶片成本高；曝光时间长；在大量的检测工作面前，需要大量人力资源；底片难以共享，某些焊缝底片在需要专家共同研讨评定时，该弊端特别明显；不利于环境保护等。无法满足目前工业化生产和竞争日益激烈的需要。 随着科学技术和设备制造能力的进步，例如电子技术、光电子技术、数字图像处理技术的发展；高亮度高分辨率显示器的诞生；高性能计算机/工作站的广泛应用；计算机海量存储、宽带互联网的发展，使得数字成像技术挑战传统胶片成像方式在技术上形成可能。 以射线DR、CR和CT为代表的数字射线成像技术，结合远程评定技术将是无损检测技术领域的一次革命。数字射线照相技术具有检测速度快，图像保存方便，容易实现远程分析和判断，是未来射线检测发展的方向[1]。

耐张线夹数字射线检测技术导则-河南

架空线路耐张线夹数字射线检测技术 导则 国网河南省电力公司电力科学研究院 2016年11月

前????言 本标准由国网河南电力公司电力科学研究院提出。 本标准由国网河南省电力公司运检部归口。 本标准起草部门（单位）：国网河南省电力公司电力科学研究院材料所本标准主要起草人：王朝华庞凯 本标准2013年10月首次发布。

1.范围 本标准规定了国网河南省电力公司架空线路耐张线夹数字射线检测技术条件、检测方法和安全措施。 本标准适用于架空线路耐张线夹数字射线检测，包括交直流电压10kV-1100kV架空输电线路耐张线夹的液压质量检测。适用于架空线路耐张线夹安装过程中安全质量控制。 2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于标准。 GB/T 19943 《无损检测金属材料X和伽玛射线照相检测基本规则》 GB/T 19293-2003 《对接焊缝X射线实时成像检验法》 GB 16357 《工业X射线探伤放射卫生防护标准》 GB50233《100-500kV架空输电线路施工及验收规范》 GB50389《750kV架空输电线路施工及验收规范》 DL/T5168 《100-500kV架空输电线路施工质量及评定标准》 Q/GDW153-2006《1000kV架空输电线路施工及验收规范》 3.术语和定义 X 射线实时成像检测技术：一种由射线接受/转换装置（图像增强器或成像面板或者线性扫描器等射线敏感器件）和监视器来代替传统射线照相中的胶片得到射线图像的新型无损检测技术。使用射线接受/转换装置将不可见的X射线转换为数字或模拟信号，经过图像处理后显示在显示器上，显示的图像能提供有关材料内部缺陷性质、大小、位置等的信息，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定，即可达到检测的目的。 图像处理image processing：利用图像处理技术，将图像的对比度和清晰度进行增强，以获得良好的图像质量和视觉效果。 影像对比度image contrast：检测图像中细节影响与背景影像的灰度差。

无损检测中数字射线照相成像技术的应用

无损检测中数字射线照相成像技术的应用 随着时代的发展和社会经济的进步，工业化程度越来越高；传统的工业胶片射线照相技术正在逐步的衰落，甚至面临着淘汰；这是因为在无损探伤检测中，数字射线照相技术具有一系列的优势。文章简要分析了无损检测中数字摄像照相技术成像技术的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。 标签：无损检测；数字射线照相技术；成像技术 1 数字射线照相技术在工业射线无损检测中的优势 相较于传统胶片照相技术，数字射线照相技术具有一系列的优点，具体来讲，包括这些方面： 一是可以長期的重复使用CR和DR成像，不管是CR成像系统用IP成像板，还是DR成像系统用CCD、CMOS等检测器，都可以长期重复的使用；依据相关的研究表明，IP成像板最高可以使用10000次，CMOS、CCD以及非晶硅等检测器也可以使用很长的时间。 二是射线有着很好的感光灵敏度，并且有着很大的宽容度，相较于传统胶片照相技术来讲，数字射线照相的射线感光灵敏度要更高，甚至会高出十几倍，这样只需要较少的曝光量即可，并且还可以有效的缩减曝光时间，辐射防护方面也较好。此外，数字射线照相技术可以一次扫描十分大的动态范围，并且有着较大的曝光宽容度，这样就不会出现一些曝光过度等问题。如果工件材料厚度有着较大的差异，那么一次曝光，就能够将厚薄区域的细节给同时显示出来。 三是更利于环境保护，数字射线照相技术在应用的过程中是不需要任何化学加工药液的，这样废液和废水就不会出现，就不会破坏到环境。 四是使用起来比较的方便，数字射线照相技术的自动化操作水平比较高，人们学起来也比较的简单，这样就可以让工作质量得到有效的保证。 五是摄像处理比较的便捷，影像质量也可以得到有效的提高，可以利用电子计算机来有效的处理数字影像，比如对影像的密度、对比度等进行改变，还可以进行一些其他的数学增强处理，比如提高影像清晰度等等，从而利于成像质量的提高。 2 数字射线照相技术成像系统的分类和工作原理 在通常情况下，数字射线照相技术有着很多的成像系统和成像方法，本文抽取了几种进行介绍。 底片扫描法：底片扫描法指的是采用较高的分辨率来扫描射线照相底片，然

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核技术利用建设项目 X射线数字成像检测系统项目环境影响报告表 浙江杭胜锅炉有限公司 2019年8月 生态环境部监制

核技术利用建设项目 X射线数字成像检测系统项目 环境影响报告表 建设单位名称：浙江杭胜锅炉有限公司 建设单位法人代表（签名或签章）： 通讯地址：安吉县安吉临港经济区 邮政编码：313300联系人：王** 电子邮箱：--联系电话：***********

目录 表1项目基本情况 (1) 表2射线装置 (4) 表3废弃物（重点是放射性废弃物） (4) 表4评价依据 (5) 表5保护目标与评价标准 (7) 表6环境质量和辐射现状 (11) 表7项目工程分析与源项 (13) 表8辐射安全与防护 (16) 表9环境影响分析 (18) 表10辐射安全管理 (25) 表11结论 (30)

表1项目基本情况 建设项目名称X射线数字成像检测系统项目建设单位浙江杭胜锅炉有限公司 法人代表沈伟联系人王**联系电话***********注册地址安吉县安吉临港经济区 项目建设地点公司厂区内 立项审批部门-批准文号- 建设项目总投资（万元）500 项目环保投 资（万元） 20 投资比例（环保 投资/总投资） 4% 项目性质□新建□改建■扩建□其它占地面积（㎡）-- 应用类型放射源 □销售□Ⅰ类□Ⅱ类□Ⅲ类□Ⅳ类□Ⅴ类 □使用□Ⅰ类（医疗使用）□Ⅱ类□Ⅲ类□Ⅳ类□Ⅴ类非密封 放射性 物质 □生产□制备PET用放射性药物 □销售/ □使用□乙□丙 射线 装置 □生产□Ⅱ类□Ⅲ类 □销售□Ⅱ类□Ⅲ类 ■使用■Ⅱ类□Ⅲ类 其它无

1.1项目简介 浙江杭胜锅炉有限公司位于安吉县安吉临港经济区临港产业园，占地面积50亩，总建筑面积22780平方米，主要经营范围：生产锅炉及锅炉辅机设备、金属结构件的生产、销售，锅炉安装、维修、技术咨询。该公司已建有一间X射线探伤室，配备4台X射线探伤机（最大管电压300kV，最大管电流5mA），该项目已于2017年7月10日取得环评批复，文号为湖环辐管2017[11]号。后又开展X射线实时成像检测系统建设项目，扩建一台X射线实时成像检测系统，该项目已于2018年1月11日取得环评批复，文号为湖环辐管2018[1]号。公司已于2018年5月9日申领辐射安全许可证，种类和范围：使用II类射线装置，许可证编号:浙环辐E[2240]，有效期至2023年5月8日。以上设备已于2018年8月通过竣工环境保护验收。为进一步满足生产发展和产品质量控制的要求，公司拟在厂区扩建一套X射线数字成像检测系统。项目项目实施后企业总规模为一间探伤室、4台射线探伤机，1台X射线实时成像检测系统，和一套X射线数字成像检测系统，共计6台设备。 经与建设单位核实，5年内辐射活动规模为：一间探伤室、4台射线探伤机，1台X射线实时成像检测系统，和一套X射线数字成像检测系统（最大管电压225kV，最大管电流7mA），共计6台设备。 由于X射线数字成像检测系统在使用过程中产生的X射线将对环境产生电离辐射影响。根据国家有关建设项目环境管理规定，本项目应编制辐射环境影响报告表。为保护环境，保障公众健康，浙江杭胜锅炉有限公司2019年8月1日正式委托杭州旭辐检测技术有限公司对本项目进行辐射

射线检测技术介绍

. 射线检测技术介绍 射线检测技术是目前在锅炉压力容器及管道施工检测中应用最广泛 的一种检测方法。在各个行业由于检测对象的特点及要求质量等级的不同，执行的检测标准主要是GB332-3-2005《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》；JB/T4730-2005《承压设备无损检测》； SY/T4109-2005《石油天然气钢质管道无损检测》等标准，无论哪个标准都对射线检测提出的检测人员、检测设备、检测工艺、检测材料、检测环境等要求，现逐一分析：（以JB/T4730-2005《承压设备无损检测》为例） 一、射线检测技术等级 根据JB/T4730-2005《承压设备无损检测》规定，将射线检测技术等级分为3级，A级—低灵敏度技术；AB级—中灵敏度技术；B级—高灵敏度技术。明确承压设备对接焊接接头的制造、安装、在用时的射线检测，一般应采用AB级射线检测技术进行检测。对重要设备、结构、特殊材料和特殊焊接工艺制作的对接焊接接头，可采用B级技术进行检测。根据标准，对于石油石化管道焊接接头的射线检测应采用AB级。 二、对于不同管径拍片张数的确定 确定AB级射线检测技术等级后，就可以确定环焊缝检测的K值。K 值是反D o≤400mm映射线检测裂纹检测率要求，根据标准，对100mm

＜的环向对接焊接接头K值等于1.2，拍片张数见表一： . . D o≤400mm＜管道环焊缝双壁单影透照次数计算表表一 100mm 从表一可以看出，决定拍片张数的是底片的有效检测长度，而有效检测长度是由标准的K值所确定的。根据标准确定K值后，查阅JB4730附录中的莫诺图（图一为K=1.2时的透照次数图），确定透照次数。 以φ114×20管线拍片为例：管径Do=114mm，壁厚T=20mm，焦距 F=264mm，则参数Do/F=114/264=0.43，T/Do=20/114=0.175，查莫诺图求两条线的交点，即得到拍片数量6张。

X射线数字成像技术在电力电缆现场检测中的应用

X射线数字成像技术在电力电缆现场检测中的应用 随着城市建设的发展，电力电缆已成为城市输配电网络的主要载体。造成电力电缆故障及非计划停运的主要原因包括外部原因、安装调试运行维护不到位、设计不当、设备老化等，其中外部原因已成为威胁电力电缆安全稳定运行的最主要原因。而在施工现场，电力电缆一旦受到外力破坏，缺乏一种现场快速检测评价方法来准确评估电缆缺陷对电缆安全运行的影响。X射线数字成像技术作为一种可以实时成像的无损检测技术，目前在GIS、套管、复合绝缘子缺陷检测方面得到了一些应用，亦可对电缆缺陷进行直观地可视化分析，快速准确地评估电缆缺陷程度，从而排除因外力破坏造成的电缆缺陷所带来的安全隐患，或者减少不必要的更换电缆造成的额外经济损失。 1电缆外力破坏X射线检测技术 1.1 X射线数字成像技术介绍 X射线数字成像技术是近年来发展起来的一种新型射线无损检测技术，相比于传统的胶片式检测方法，具有检测速度快、便携性强、检测灵敏度高、检测结果易于管理、现场辐射量小等优点。X射线透过检测对象后经射线探测器将X射线检测信号转换为数字信号为计算机所接收，形成数字图像，按照一定格式存储在计算机内。通过观察检测图像，根据工作经验和有关标准进行缺陷评定，可达到缺陷状态评价的目的。 电缆外力破坏X射线检测技术也是利用该原理，通过检测得到电缆某个截面结构信息，从而判断外力破坏程度，并结合其他电缆制造、运行、检验等相关知识，

从而判断其危害性。 1.2 X射线成像检测工艺 采用数字射线成像系统对电力电缆进行检测时，和一般射线探伤有所区别，其检测工艺以能够清晰区分电缆各层结构为准。需要注意的是，由于不同型号或类型的数字射线成像板对射线敏感程度有所差异，故工艺参数需结合焦距变化进行一定的调整。如采用美国Golden Engineering公司的XRS-3型便携式脉冲射线机和特别的非晶硅成像板对110kV电缆进行检测时，一般采用10个脉冲左右（焦距800mm时）。 为保证关注部位的图像能正确反映电力电缆各结构层之间的位置关系，一般先通过肉眼观察电力电缆外力破坏或变形方向，粗略选定受损最严重的截面，保证射线束中心、电缆缺陷位置外缘连线和成像板垂直，同时保证射线束与缺陷深度方向垂直，成像板尽量贴近电缆。 2两起电缆外破事故的X射线检测分析 2.1事故一 2.1.1事故概况 2012年，一施工现场电缆沟发生塌方，造成该处110kV接头井间电缆弯曲扭折。事故区域为南北走向，采用排管敷设方式，外围采用混凝土浇注结构，电缆型号为YJLW03-64/110kV-1×400，为交联聚乙烯绝缘皱纹铝套聚乙烯外护套电力电缆，电缆绝缘标称厚度17.5mm。

DR数字成像检测系统

DeReO数字直接成像（DR）检测系统 ‐‐‐‐‐‐‐真正适用探伤检测的DR系统 应用领域 在任何时间，任何地点随时检查 -电力工业、石化工业、航空航天等领域中的管道及板材焊接质量检测。 -铸件缺陷检测，例如空隙，热裂隙及杂质。 -复合材料的结构检测 -文物（博物馆，实验室，大学。。。） 主要特点： 便携性-在任何地方都能得到X射线影响 扫描面积 -40x40厘米的有效区域，适合拍摄较大物体 快速安装-随时得到X射线影像 数字化-直接得到结果 -数字影像后处理 -Tiff和jpg格式 -容易存档和报告 -不需要更多的消耗品（胶片和化学试剂）与暗室 图像质量-高分辨率高对比度（14位） kV范围-可以用X射线穿透多种不同的物体和材料，从纸片到70毫米的铁片 薄-可以容易地将探测器放入被测物体与障碍物之间 实时摄像-可以实时地得到X射线影像，并同步调节曝光参数，已得到最佳的影像 灵活性-可以和任何种类的X射线发生器匹配工作 经济实惠-具有非常独特功能的高配置的系统，只需要低廉的价格一、

DR平板探测器参数及介绍： DeReO 是一款更加适用于无损检测检测的便携式DR平板探测器，相比某些产品其设计特点及优势为： 1、采用48微米的高像素尺寸，使探伤中无论铸件，锻件 ，焊缝，和复合材料等都可以应用。 2、小至25微米的气孔，裂纹，都可以清晰显现。 3、CMOS独有技术几乎不受温度变化影响，无论在严冬还在是酷夏，一次标定就完全可以。 2、采用了成像区域和电子处理单元区域分开的设计（见下图，其他大多厂家均采用电子处理单元置于成像区域的后面），出厂时根据用户的射线机电压大小的要求预装电子处理单元铅防护，避免了探测器的电子元器件直接接受X光的照射，保证了成像板的使用寿命；同时使成像板厚度更小，便于趋近狭窄的空间。

X射线数字成像--射线通用工艺规程

X数字成像检测射线检测通用工艺规程1.主题内容与适用范围 1.1本规程规定了焊缝射线人员具备的资格、所用器材、检测工艺和验收标准等内容。 1.2本规程依据标准GB/T17925-2011及JB/T4730-2005的要求编写。适用于本公司板厚在 2.5～8mm气瓶对接焊缝X射线数字成像检测。满足《GB/T17925-2011气瓶对接焊缝X数字成像检测》及《压力容器安全技术监察规程》 GB150、GB151 的要求。 1.3检测工艺卡内容是本规程的补充,由Ⅱ级人员按本规程等要求编写. 2.引用标准、法规 GB/T17925-2011《气瓶对接焊缝X数字成像检测》 JB/T4730－2005《承压设备无损检测》 GB150-1998《钢制压力容器》 GB18871－2002《电离辐射防护及辐射源安全基本标准》 GBZ 117-2006《工业X射线探伤放射卫生防护标准》 JB/T7902《线型象质计》 《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》 《压力容器安全技术监察规程》 3.一般要求 3.1射线检测RTⅡ级人员，按《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》考核并取得与其工作相适应的资格证书。 3.1.1检测人员应每年检查一次视力，校正视力≮1.0。评片人员还应辨别出400mm 距离处高0.5mm、间距0.5mm的一组印刷字母。 3.2辐射防护 射线防护应符合GB18871－2002《电离辐射防护及辐射源安全基本标准》等有关规定。 3.3象质计

3.3.1 图片影像质量采用Fe线型像质计测定。其型号和规格应符合JB/T7902的规定。象质计型号一般按下表4选定。但对透照外径≤100mm钢管环缝时采用JB/T4730附录F的专用象质计。 3.3.2图片的象质计灵敏度选用 按透照厚度及不同的透照方法选择表1至表3中要求达到的象质丝号。 3.3.3 透照厚度W：射线照射方向上材料的公称厚度。多层透照时, 透照厚度为通过的各层材料公称厚度之和。焊缝两侧母材厚度不同时，以薄板计。 表1 象质计灵敏度值－双壁单影或双壁双影透照、象质计置于图片側 (AB级) 表2象质计型号选用 3.4 象质计的使用 象质计一般应放在工件源侧表面焊接接头的一端（在被检区长度的1/4左右位置），金属丝应横跨焊缝,细丝置于外侧。当一张图片上同时透照多条焊接接头时，象质计应放置在透照区最边缘焊缝处。 3.4.1 透照外径≤100mm小径管焊缝时可选用通用线型象质计或JB/T4730-2005附录F的专用象质计,金属丝应横跨焊缝放置。 3.4.2象质计置于图片侧时，应在象质计上适当位置放置铅字“F”标记。 3.5散射线屏蔽

耐张线夹数字射线检测技术导则河南

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架空线路耐张线夹数字射线检测技术导则国网河南省电力公司电力科学研究院 2016年11月

前言 本标准由国网河南电力公司电力科学研究院提出。 本标准由国网河南省电力公司运检部归口。 本标准起草部门（单位）：国网河南省电力公司电力科学研究院材料所 本标准主要起草人：王朝华庞凯 本标准2013年10月首次发布。 1.范围 本标准规定了国网河南省电力公司架空线路耐张线夹数字射线检测技术条件、检测方法和安全措施。 本标准适用于架空线路耐张线夹数字射线检测，包括交直流电压10kV-1100kV架空输电线路耐张线夹的液压质量检测。适用于架空线路耐张线夹安装过程中安全质量控制。2.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于标准。 GB/T19943《无损检测金属材料X和伽玛射线照相检测基本规则》 GB/T19293-2003《对接焊缝X射线实时成像检验法》 GB16357《工业X射线探伤放射卫生防护标准》 GB50233《100-500kV架空输电线路施工及验收规范》 GB50389《750kV架空输电线路施工及验收规范》 DL/T5168《100-500kV架空输电线路施工质量及评定标准》

Q/GDW153-2006《1000kV架空输电线路施工及验收规范》 3.术语和定义 X射线实时成像检测技术：一种由射线接受/转换装置（图像增强器或成像面板或者线性扫描器等射线敏感器件）和监视器来代替传统射线照相中的胶片得到射线图像的新型无损检测技术。使用射线接受/转换装置将不可见的X射线转换为数字或模拟信号，经过图像处理后显示在显示器上，显示的图像能提供有关材料内部缺陷性质、大小、位置等的信息，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定，即可达到检测的目的。 图像处理imageprocessing：利用图像处理技术，将图像的对比度和清晰度进行增强，以获得良好的图像质量和视觉效果。 影像对比度imagecontrast：检测图像中细节影响与背景影像的灰度差。 空间分辨率：是数字图像中能够辨认的临近区域几何尺寸（微小细节）的最小极限，也就是对影像细节的分辨能力。 密度分辨率：是图像中可以辨认出来图像视场中相邻区域密度（或灰度）差别的最小极限，即它所表征的是对细微密度（灰度）差别的分辨能力。 系统分辨率systemresolution：系统显示细节的能力，用每毫米线对数（LP/mm）来表示。 焦距source-object：X射线焦点到工件的距离。 物探距object-detector：工件到探测器之间的距离。 4.人员要求 4.1从事X射线实时成像检验的人员，应根据安全规范通过登高作业考核，并需通过本检验方法的技术培训后，方可进行相应的工作。 4.2图像评定人员应能够辨别距离为400mm远的一组高为0.5mm、间距为0.5mm的印刷字幕，评定人员的视力每年检查一次。 4.3图像评定人员在评定前应对灰度分辨率进行适应能力的训练，要求在36个灰度块中分