射线数字成像检测技术

　　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 Radiogra-phy,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。

　　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转换为可见光图像。通过上述增强后的图像亮度可放大1万倍以上,这样的图像即使在自然光条件下也是清晰的。用普通视频摄像机拾取图像即可获取好的图像,并可通过电视屏幕实时观察。

图3为开放式平板DR系统组成框图该系统采用了传统的透视成像技术,将射线图像通过转换屏直接转换为可见光图像,而后由低照度的摄像机摄取转换屏上的图像。转换屏采用闪烁晶体屏作为转换器件,常用的闪烁晶体屏有碘化钠(NaI)屏、碘化铯(CsI)屏及其光纤屏等。当射线与闪烁体相互作用时,闪烁体的原子和分子产生电离和激发,部分电离和激发能量以光的形式释放出来,形成闪烁。当转换屏放置在被检工件后部,工件内部结构的投影以微光形式显示在转换屏上,光学转换后图像由图像传感器转换为图像信号。光屏系统组合灵活,可由多屏组合成大视场的检测系统,适用于不同射线能量和不同尺寸工件的检测,但成像后的图像亮度较低,必须使用低照度高信噪比的图像传感器(如Sitcon硅靶管摄像机,低照度高信噪比电荷耦合器件(CCD)摄像机等)才能获取较好的图像质量。