微机控制DR/ICT射线检测系统的研制

　　1　引言

　　在无损检测领域内,工业射线检测是使用频率最高、最重要的检测技术之一。高能X射线DR(DigitalRadiography)和CT(Computed Tomography)检测技术是采用兆电子伏(MeV)级X射线透视构件,实时获取透视图像,经过对图像数字处理后,以数字图像(DR)和计算机断层扫描成像技术(ICT),对构件内部结构形态及缺陷进行高分辨率数字诊断的技术。为了获得高质量的图像,对检测系统的机械运动和图像采集性能提出了较高的要求。

　　2　DR/ICT检测原理

　　设计中涉及的工业射线检测系统可完成多方向透视扫描工业射线数字图像(Digital Radiography-DR)二维检测和任意断层上的工业计算机断层扫描(In-dustrial Computed Tomography-ICT)二、三维检测。系统构成如图1所示。

　　检测功能:DR检测方式下,对结构单元做多方位的数字图像透视扫描,装卡在检台上的被检结构单元沿垂直方向精密移动,被检物体的透射图像在面阵探测器(CCD)上成像;ICT检测方式,对DR检出的异常或指定的结构部位做断层扫描,以断层上数字图像对结构形态及缺陷做二、三维诊断。采用第三代扫描方式,装卡在检台上的被检单元做精密回转,通过检台前、后安装的两个狭缝准直器,将射线准直成扇形片束;片束射线对被检断层扫描;穿过被检结构的扫描片束射线成像于探测器上,并实时完成光电、数字转换,送入图像计算机。

　　DR检测主要技术指标:沿射线方向分辨结构厚度变化或缺陷尺寸的能力(透度灵敏度)为件厚的2%;垂直射线方向上分辨结构相邻细节能力(空间分辨率)为2lp/mm,单个裂缝、间隙宽度分辨力为0.05mm;图像扫描速度小于5s/frame.

　　ICT检测主要技术指标:可分辨断层上结构材料密度的变化(密度分辨率)为0.3%;可分辨断层上结构相邻细节能力(空间分辨率)为2lp/mm;单个裂缝或间隙分辨力为0 .05 mm;最小切片厚度0.5 mm;对于直径小于100 mm的断层,扫描、重构时间不大于15min/断层。

　　3　微机控制系统

　　控制系统是实现整个检测系统性能的关键因素,其精度、稳定性、灵敏性直接决定了最终数字图像的质量。

　　微机控制系统主要有4部分组成:主控计算机、伺服控制子系统、图像采集传输子系统和软件模块,各部分组成关系如图2所示。

　　控制部分采用高档PC机作为主控计算机,具有奔腾Ⅲ866处理器和512 M内存,可以在同一台主机上完成控制和图像处理等工作。通过与PC总线连接的运动控制卡和通信适配卡,实现了整个系统的硬件整合,最后通过软件模块来实现各个模块的协调运作。

　　3·1　驱动控制及接口