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什么是X射線數(shù)字成像DR技術(shù)-2
點(diǎn)擊次數(shù)：4202 發(fā)布時(shí)間：2022-06-09
x射線數(shù)字成像技術(shù)，又稱為DR技術(shù)，數(shù)字射線成像技術(shù)等，下文將介紹一下X射線數(shù)字成像技術(shù)的基本概念和優(yōu)缺點(diǎn)。
圖像灰度之分辨率的定義
(1)圖像灰度與對(duì)比度
與膠片照相技術(shù)的黑度概念相對(duì)應(yīng)，X射線數(shù)字成像技術(shù)引進(jìn)灰度的概念。圖像中黑白的程度用灰度來描述，將圖像中黑白的變化范圍定義為256個(gè)灰度等級(jí)。顯示器上圖像較亮部位與相鄰較暗部位的灰度差稱為圖像對(duì)比度。
(2)圖像分辯與圖像不清晰度
圖像分辨率是指顯示器上可識(shí)別的線條能夠分離的最小間距，單位是每毫米線對(duì)(LP/mm)。一個(gè)線對(duì)由一根線條和一個(gè)間距組成，且間距的寬度等于線條的寬度，以一毫米寬度范圍內(nèi)的線對(duì)數(shù)表示。
圖像不清晰度：在X射線數(shù)字成像過程中，一個(gè)明銳邊界的影像因受到某些因素的影響而變得模糊，模糊的范圍擴(kuò)展成一個(gè)區(qū)域，該區(qū)域的寬度即為圖像不清晰度，單位是毫米。
顯而易見，圖像分辯率和圖像不清晰度實(shí)際上是一個(gè)問題的兩個(gè)表述，反映的都是圖像邊界的清晰程度，它們可以用同一種圖像測(cè)試卡在顯示屏上客觀地測(cè)試出來。根據(jù)定義，圖像不清晰度的量值等于圖像分辨率線對(duì)數(shù)的倒數(shù)的二分之一。
按照視頻技術(shù)的定義，分辨率可分為時(shí)間分辨率和空間分辨率。時(shí)間分辨率多用于儀器時(shí)基線性的分辨。由于幾何位置或材料密度差異引起的視頻分辨率則稱為空間分辨率。因?yàn)閄射線數(shù)字成像技術(shù)不涉及時(shí)間分辨率的問題，所以X射線數(shù)字成像技術(shù)中所講的分辨率就是空間分辨率。
成像技術(shù)指標(biāo)
從試驗(yàn)情況來看，當(dāng)鋼焊縫的透照厚度為10～20mm時(shí)，為使像質(zhì)計(jì)靈敏度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求，圖像有效評(píng)定區(qū)內(nèi)的灰度應(yīng)控制在130～230，對(duì)比度控制在60～120，圖像不清晰度應(yīng)不大于0.25mm。按照目前的技術(shù)水平，這三個(gè)指標(biāo)是能夠達(dá)到的。
成像技術(shù)之圖像放大
X射線數(shù)字成像技術(shù)與膠片照相技術(shù)的區(qū)別在于：實(shí)時(shí)成像所得到的圖像是放大的，而膠片照相技術(shù)在同一條件下所得到的底片影像基本上是不放大的。在實(shí)時(shí)成像中：
(1)圖像放大的必然性
由于探傷工件不可能緊貼在圖像增強(qiáng)器的輸入屏的表面上，從幾何投影原理可知，所得圖像必然是放大的，放大倍數(shù)M=L/L1=(L1+L2)/L1=1+(L2/L1)。
(2)圖像放大的必要性
由于實(shí)時(shí)成像法與膠片照相法的載體不同，為了提高圖像質(zhì)量，特別是為了提高圖像的清晰度，圖像有必要放大，這是因?yàn)椋?/div>
圖像實(shí)際不清晰度U與圖像綜合不清晰度U0有關(guān)，圖像不清晰度受設(shè)備系統(tǒng)不清晰度(又稱設(shè)備固有不清晰度)Us和幾何不清晰度Ug以及移動(dòng)不清晰度Ur三大因素的綜合影響，但它們之間不是簡(jiǎn)單的算術(shù)和的關(guān)系，根據(jù)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)介紹，圖像綜合不清晰度與三者之間是立方與立方和的關(guān)系，即：U03=Us3＋Ug3＋Ur3，當(dāng)采集靜止圖像時(shí)，Ur=0，則U03=Us3＋Ug3。設(shè)備系統(tǒng)不清晰度Us是設(shè)備本身固有的，可通過圖像測(cè)試卡在系統(tǒng)中直接測(cè)出。幾何不清晰度與成像時(shí)的幾何參數(shù)有關(guān)，根據(jù)射線投影成像原理和圖2所示，實(shí)時(shí)成像中幾何不清晰度Ug與放大倍數(shù)M的關(guān)系是：Ug=(d•L2)/L1=d(M-1)，d為X射線機(jī)的焦點(diǎn)尺寸，mm。若已知焦點(diǎn)尺寸d和放大倍數(shù)M，便可算出幾何不清晰度Ug，從而算出圖像綜合不清晰度U0。
圖像放大后，圖像中一些原來不易分辨的細(xì)小影像也被放大而變得容易分辨，有利于細(xì)小缺陷的識(shí)別，圖像不清晰的程度得到改善，圖像質(zhì)量得到明顯的提高。圖像不清晰度改善的程度可以用“圖像的綜合分辨率被放大了M倍或圖像的綜合不清晰度被縮小了M倍”來表述：U=U0/M。
然而，圖像放大也有一個(gè)適度問題，放大倍數(shù)過大，反而會(huì)降低靈敏度，這是因?yàn)殡S著放大倍數(shù)的增大，幾何不清晰度也隨之增大，會(huì)使影像的邊界變得模糊。另外，放大倍數(shù)過大也會(huì)使圖像實(shí)際檢測(cè)長(zhǎng)度減小，也是不經(jīng)濟(jì)的，因此就有一個(gè)最佳放大倍數(shù)和最小缺陷檢出尺寸的問題。根據(jù)美國(guó)ASMEE1000-88標(biāo)準(zhǔn)，圖像檢測(cè)的最佳放大倍數(shù)Mopt為：Mopt=1+(Us/d)3/2，圖像可檢測(cè)出的最小缺陷尺寸dmin為：dmin=Us/M2/3。
成像工藝之工藝試驗(yàn)與工藝評(píng)定
X射線數(shù)字成像在正式使用前應(yīng)進(jìn)行工藝試驗(yàn)和工藝評(píng)定，以確定工藝的有效性和穩(wěn)定性。由于X射線數(shù)字成像是一項(xiàng)新技術(shù)，實(shí)時(shí)成像工藝與膠片照相工藝有許多不同，只有經(jīng)過多次的工藝試驗(yàn)才能尋找到較佳工藝參數(shù)，尤其是對(duì)于初次接觸X射線實(shí)時(shí)成像方法的人員來說，多做工藝試驗(yàn)是十分必要的。通過工藝試驗(yàn)，以確定各工藝因素之間的相互關(guān)系。這里講的工藝因素主要有：X射線機(jī)管電壓、管電流、成像距離(L1、L2)、放大倍數(shù)、散射線屏蔽、低能射線過濾等。由于需要試驗(yàn)的工藝因素較多，正交試驗(yàn)法是一種較有效的試驗(yàn)方法。工藝評(píng)定是X射線數(shù)字成像時(shí)投入使用之前的重要環(huán)節(jié)，工藝評(píng)定是以圖像質(zhì)量指標(biāo)來評(píng)定工藝試驗(yàn)所確定的工藝參數(shù)的有效性。工藝評(píng)定應(yīng)有記錄和評(píng)定報(bào)告，以備查核。當(dāng)工藝條件改變之后，應(yīng)重新進(jìn)行工藝評(píng)定。
對(duì)比試驗(yàn)
工藝評(píng)定合格之后，要進(jìn)行X射線數(shù)字成像與膠片照相法的焊縫缺陷檢出能力的對(duì)比試驗(yàn)。對(duì)比試驗(yàn)的方法是制作一定數(shù)量并含有各種常見焊接缺陷的試件，用兩種方法各自對(duì)標(biāo)樣進(jìn)行探傷比較。對(duì)比試驗(yàn)的作用是培訓(xùn)操作人員和評(píng)定人員，圖像評(píng)定人員對(duì)照檢測(cè)圖像和照相底片，逐漸熟悉掌握?qǐng)D像中焊縫缺陷的特征和評(píng)定方法，取得經(jīng)驗(yàn)后才能獨(dú)立地進(jìn)行圖像評(píng)定工作。
透照方式
X射線數(shù)字成像的透照方式與膠片照相方法基本相同，同樣有縱縫外透法、內(nèi)透法，環(huán)縫外透法、內(nèi)透法，雙壁單影法和雙壁雙影法。例如，透照筒體焊縫時(shí),可將圖像增強(qiáng)器(或X射線機(jī))固定在筒體外，X射線管頭（或圖像增強(qiáng)器）固定在懸臂上，筒體放在電動(dòng)小車上，懸臂伸進(jìn)筒體內(nèi)，筒體隨小車按規(guī)定的等分轉(zhuǎn)動(dòng)或按等距離移動(dòng)，即可對(duì)環(huán)縫或縱縫進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)。雙壁透照時(shí)，由于工件不可緊靠近圖像增強(qiáng)器，所以，以后側(cè)焊縫還是前側(cè)焊縫為檢測(cè)焊縫就顯得不那么重要，這一點(diǎn)是與膠片照相方法是不同的。
散射線的屏蔽
無用射線和散射線對(duì)圖像質(zhì)量有負(fù)影響作用，應(yīng)加于屏蔽。屏蔽的方法與膠片照相法基本相同。
圖像的觀察
為了適應(yīng)評(píng)定人員的評(píng)片習(xí)慣，圖像可以正像或負(fù)像方式顯示，兩種顯示方式是等效的，彩色顯示對(duì)于分析微小缺陷有明顯的分辨作用。
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