复合材料的射线检测技术
- 格式:doc
- 大小:16.50 KB
- 文档页数:3
X射线无损检测的应用及发展趋势摘要:X射线无损技术在各个领域的产品缺陷检测中得到了广泛应用,对于我国各类产品及材料的质量检测具有非常重要的效用。
在以后的产品材料检测中,应尽量与计算机技术相融合,由此使X射线无损检测技术实现自动化,进而提高X射线无损检测技术应用水平,为我国的材料检测提供更优质的技术支撑,并同时对材料质量进行高效管控。
关键词:X射线;无损检测;应用1X射线无损检测原理当辐射入射在物体表面上的时候,物质原子和入射光子便会产生相互作用,这时射线强度会因吸收、散射等原因而不断被弱化。
强度降低程度完全与材料衰减系统和穿透厚度有较大的关系。
如被穿透物其存在局部缺陷,而其与构成缺陷类的材料相比衰减系统是存在差别的,局部区域与相邻区域间所形成的透过射线强度会各有不同,存在较大的差异性,通过这些差异性可以判定所检测的物体是不是存在缺陷。
射线穿透过被检测对象以后,由此生成一幅射线强度分布潜像。
在被检测对象背面安放一个检测仪,可获得此潜像的投影,通过相应的技术处理以后,便能够将潜像转变成人肉眼能够看到的一幅二维平面图。
2X射线无损检测方法分类2.1 X射线照相法X射线在穿透被照对象时,存在缺陷的位置其吸收射线的能力和基体都是有所不同的,例如:空隙中有空气那么其射线吸收能力会比基体吸收能力低很多,因此,无缺陷位置处的X射线强度比有缺陷位置处的射线强度低。
对于存在缺陷的位置需要使用更多X射线粒子,由此造成在X射线胶片上产生黑度面积非常大的一幅缺陷图。
缺陷检测最终结果与被检材料的性质、缺陷的厚度有较大的关系。
2.2 实时成像检测借助真空管中的X射线敏感荧光屏将无法看到的X射线图转化成可见的光子图像,之后借助光电阴极把可见光子转变成与之相适的电子,再利用数千eV电压来对电子进行加速,同时将其聚焦在荧光显示屏上,最终形成经过好几十倍增强后的可见光图像。
然而通过图像增强器所输出的可以人肉眼看到的光图像是无法直接用来观察的,必须用摄像机将经由图像增强所形成的光信号转变成电信号,之后利用电缆将图像传送至计算机系统当中,同时对图像做相应的处理以后再上传到显示器屏幕上,以让检测人员可以对图像进行观察和分析[2]。
工业CT孔隙率:原理、应用与优化策略一、引言在工业制造领域,孔隙率是一个关键的质量指标,尤其对于金属、陶瓷等材料的制品。
孔隙率过高可能导致制品的机械性能下降,甚至影响其功能性。
因此,准确、高效地检测孔隙率对于确保产品质量具有重要意义。
工业CT(Computed Tomography)技术作为一种无损检测方法,已被广泛应用于孔隙率的检测。
本文将详细介绍工业CT孔隙率的原理、应用以及优化策略。
二、工业CT孔隙率检测原理工业CT技术基于X射线穿透不同材料时的衰减差异,通过计算机重建物体的三维结构。
在孔隙率检测中,X射线穿过制品时,孔隙与实体材料对X射线的衰减程度不同,从而在重建的三维图像中形成明暗对比。
通过图像处理技术,可以定量计算制品中的孔隙率。
三、工业CT孔隙率检测应用1. 金属制品:在铸造、焊接等工艺过程中,金属制品可能出现气孔、缩孔等缺陷。
利用工业CT技术,可以无损地检测这些缺陷并计算孔隙率,为质量控制提供依据。
2. 陶瓷制品:陶瓷材料具有高硬度、高耐腐蚀性等特点,广泛应用于航空航天、电子等领域。
然而,陶瓷制品在制备过程中容易出现裂纹、气孔等缺陷。
工业CT技术可以检测这些缺陷并计算孔隙率,确保制品的质量。
3. 复合材料:复合材料由多种材料组成,其内部结构复杂。
工业CT技术可以检测复合材料中的孔隙、分层等缺陷,并计算孔隙率,为复合材料的制备工艺优化提供指导。
四、工业CT孔隙率检测优化策略1. 提高图像质量:图像质量是影响孔隙率检测精度的关键因素。
通过优化扫描参数(如X 射线管电压、电流等)、选择合适的重建算法以及降低图像噪声等方法,可以提高图像质量,从而提高孔隙率检测的精度。
2. 自动化检测:随着人工智能技术的发展,基于深度学习的自动化检测方法已被广泛应用于工业CT图像分析。
通过训练大量的标注数据,深度学习模型可以自动识别并分类孔隙,实现孔隙率的自动计算。
这不仅可以提高检测效率,还可以降低人为误差。
太赫兹时域光谱系统用于复合材料无损检测的使用建议书1.概述32. 国外太赫兹时域光谱系统的现状介绍32.1太赫兹无损检测技术概述32.2国外太赫兹时域光谱系统的开展现状42.3国太赫兹时域光谱系统的开展现状43. 产品介绍43.1 工作原理43.2实现功能53.3技术参数63.4使用条件64. 产品优势64.1太赫兹技术应用于无损检测的优势64.2 T-Gauge太赫兹时域光谱系统的优势75. 必要性分析76. 费效比分析87. 应用案例107.1太赫兹时域光谱系统应用于航天飞机复合材料无损检测107.2 太赫兹时域光谱系统应用于雷达天线罩复合材料无损检测101.概述本建议书通过介绍太赫兹时域光谱系统的国外技术现状、工作原理、技术参数、使用条件、案例等,说明了太赫兹时域光谱系统在复合材料无损检测中的优势和必要性。
2. 国外太赫兹时域光谱系统的现状介绍2.1太赫兹无损检测技术概述太赫兹波指频率在0.1THz-10.0THz〔30um-3mm〕围的电磁波。
因此它具有很多优异的性质。
①具有特别的穿透力,能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料、塑料等物质,还可以无损穿透墙壁、沙尘烟雾,使得其能在某些特殊领域发挥作用。
②探测平安性高,太赫兹光子能量小,只有毫电子伏特,因此不容易破坏被检测物质。
③抗背景噪声干扰能力强,太赫兹具有很高的空间分辨率和时间分辨率。
利用取样测量技术,太赫兹探测器能够有效地抑制背景辐射噪声的干扰。
④大容量、高XX的宽带信息载体。
太赫兹波的频带宽、测量信噪比高,适合于大容量与高XX的数据传输,而且太赫兹波处于高载波频率围,是目前手机通信频率的1000倍左右,可提供10GB/s的无线传输速率。
正因为太赫兹波具有这些特点,被美国评为“改变未来世界的十大技术〞之一。
利用太赫兹波对大局部枯燥、非金属、非极性材料(如泡沫、陶瓷、玻璃、树脂、涂料、橡胶和复合物等)有较好的穿透能力,并结合各种成像技术,就可以对材料中的缺陷进展检测,因此无损检测正成为太赫兹技术的主要应用之一。
复合材料结构件⽆损检测技术分析复合材料结构件⽆损检测技术分析摘要:本⽂通过对复合材料结构件缺陷和损伤特点的分析,介绍可应⽤于复合材料结构缺陷包括⽬视检查法、声阻法、射线检测技术、超声检测技术、声- 超声技术、涡流检测技术、微波检测技术在内的⽆损检测技术。
并对⽆损检测技术的技术关键进⾏剖析,展望了⽆损检测技术的未来发展。
关键词:复合材料⽆损检测缺陷随着航空制造技术的不断发展,复合材料以其⾼的⽐强度、⽐刚度及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性获得⼴泛应⽤。
由于纤维增强复合材料具有导电性差、热导率低、声衰减⾼的特点,在物理性能⽅⾯呈显著的各向异性,使得它对波传播所引起的作⽤与普通⾦属材料相⽐具有很⼤的差异,因⽽其⽆损检测技术与⾦属的检测⼤不相同,复合材料检测⽇益成为该领域的重点和难点。
在这种情况下,航空航天检测迫切需要有⼀种更有效的⼿段来提⾼复合材料构件的⽣产质量或修理⽔平。
复合材料构件的成型过程是极其复杂的,其间既有化学反应,⼜有物理变化,影响性能的因素甚多,许多⼯艺参数的微⼩差异会导致其产⽣诸多缺陷,使产品质量呈现明显的离散性,这些缺陷严重影响构件的机械性能和完整性。
由于复合材料结构制造质量的离散性,必须通过⽆损检测来鉴别产品的内部质量状况,以确保产品质量,满⾜设计和使⽤要求。
随着先进复合材料技术研究与应⽤的⾼速增长,复合材料⽆损检测技术也迅速发展起来,已成为新材料结构能否有效和扩⼤应⽤的关键。
⼀、复合材料结构件缺陷的产⽣与特点先进复合材料中的缺陷类型⼀般包括: 孔隙、夹杂、裂纹、疏松、纤维分层与断裂、纤维与基体界⾯开裂、纤维卷曲、富胶或贫胶、纤维体积百分⽐超差、铺层或纤维⽅向误差、缺层、铺层搭接过多、厚度偏离、磨损、划伤等, 其中孔隙、分层与夹杂是最主要的缺陷。
材料中的缺陷可能只是⼀种类型, 也可能是好⼏种类型的缺陷同时存在。
缺陷产⽣的原因是多种多样的, 有环境控制⽅⾯的原因, 有制造⼯艺⽅⾯的原因, 也有运输、操作以及使⽤不当的原因, 如外⼒冲击、与其他物体碰撞和刮擦等。
射线数字成像检测技术在复合材料氢气气瓶上的应用试验与研究摘要:射线检测技术作为五大常规无损检测方法之一,已经历了数十年的发展,无论是理论还是检测标准与工艺,已是一项非常成熟、完善的检测方法。
随着电子技术及机械自动化技术的发展,将射线检测技术由采用胶片为主的方法引向了采用数字成像法,也同时推动了检测过程的自动化和智能化,从而促进了射线检测技术的推广应用。
正是由于在检测效率及环境节能方面的突出优势,许多用户在配置射线检测设备时,在满足检测要求的情况下,将数字射线作为首选。
本文主要分析射线数字成像检测技术在复合材料氢气气瓶上的应用试验与研究。
关键词:氢气气瓶;射线数字成像技术;缺陷检验;应用;试验;研究引言近年来,随着空气污染的加剧和环境保护要求的提高,世界各国开始重视氢能的发展。
我国工业和信息化部在《2020年新能源汽车标准化工作要点》中指出,将致力于燃料电池电动车(FCEV)、充电器、氢气系统等领域的标准化工作。
该计划有望有效促进高压储氢技术的创新和发展。
中国汽车工程师学会还在2.0路线图中提出,到2035年,新能源汽车市长/市场的比例将超过50%,燃料电池汽车的比例将达到100万韩元左右。
压缩氢气瓶(以下简称氢气瓶)是汽车氢燃料电池供给系统的重要组成部分,定期检查安全有效。
1、气瓶失效方式我国3型氢气瓶设计制造标准为GB/T 35544-2017汽车压缩氢气和铝用碳纤维完全缠绕气瓶。
本标准生产的ⅲ型氢气瓶,内壁为铝合金,强化层为碳纤维衰减层,适用于额定压力不超过70MPa,名义数量不超过450L,目前ⅲ型氢气瓶的应用处于营销阶段。
ⅲ型氢气瓶的材料和结构与呼吸用铝内衬的碳纤维复合材料瓶相似,其失效模型研究结果可为ⅲ型氢气瓶的失效模式研究提供参考。
用复合气瓶定期检查呼吸系统,发现丙螺丝受损、碳纤维脱落、病原体渗漏有缺陷。
对ⅲ型70MPa氢气病进行了有限元分析和实际爆炸验证试验。
指出气缸在气缸部分受损,纤维缠绕层的破坏从纤维周围的缠绕开始。
无损检测中射线检测技术的应用分析摘要:无损检测是现代产品和设备质量检测的主要检测方法之一。
由于其其他测试技术所不具备的优势,它在中国的各个行业都得到了广泛的应用。
射线检测是无损检测技术的一大类,本文主要研究射线检测技术在无损检测中的应用。
关键词:射线检测技术;无损检测;应用无损检测是在不破坏或改变其物理和化学状态的前提下,对被测物体的性能、状态和结构进行高度敏感和可靠的检测。
通过无损检测,可以有效检测表面和内部的完整性、连续性和安全性等各种性能指标。
射线检测是无损检测中的一个重要类别,主要用于检测工件内部的宏观几何缺陷。
通过射线检测技术,可以直接获得直观的工件缺陷图像,并且该图像具有较高的精度。
同时,它还可以准确测量被测物体的长度、宽度和高度。
因此,射线检测技术在各个行业得到了广泛的应用。
1射线检测技术的原理当光线入射到物体上时,材料原子会与光线中的入射光子相互作用,导致光线的强度由于吸收和散射等各种原因而逐渐减弱。
被测材料的衰减系数和穿透物体的厚度直接决定了辐射强度降低的幅度。
如果测试对象中存在局部缺陷,并且其与构成缺陷的材料之间的衰减系数存在差异,则在局部缺陷区域和周围区域中产生的透射辐射的强度将存在显著差异。
通过结合这些差异,工作人员可以确定被测对象是否存在缺陷,这就是射线检测技术的原理。
光线穿透被探测物体后,形成光线强度分布的空间潜像。
通过在被检测物体的背面设置图像增强器等检测装置,工作人员可以获得被检测物体潜像的平面投影。
经过一定的平面投影技术处理后,可以将检测到的物体的潜像转换为肉眼可以观察到的二维平面图像。
2射线检测技术的发展1895年,外国学者伦琴发现了X射线,发现后,法国海关将其应用于物品检测工作。
1920年后,X射线开始应用于工业领域。
1992年,美国建立了世界上第一个工业射线照相实验室,此后,射线照相检测技术在军事和机械制造领域得到了广泛应用。
1958年,中国开始生产工业射线照相胶片,1960年研制出第一台便携式60Co源C型射线照相机。
复合材料的射线检测技术
作者:杨永锋赵培得
来源:《硅谷》2014年第12期
摘要文章对常用的复合材料射线检测技术进行了阐述,主要介绍了计算机断层扫描成像技术、胶片射线照相技术、康普顿背散射成像技术及射线实时成像技术,并对复合材料射线检测技术的发展趋势进行预测,提高人们对复合材料无损检测的认识,促进射线检测方法的创新。
关键词复合材料;射线检测;发展趋势
中图分类号:TB33 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)12-0123-01
随着科技的发展,复合材料的应用范围越来越广,在不同领域中均发挥着重要作用,然而对复合材料及产品的检测标准也越发严格。
射线检测技术是复合材料无损检测的主要方法,检测影像易保存,更加清晰和直观[1]。
在科学技术不断进步的同时,射线检测方法也取得了很大的突破,不断完善和创新,从而扩大了复合材料的射线检测范围,提高了检测能力,可以作为复合材料无损检测的首选方式。
1复合材料的射线检测技术
1.1 计算机断层扫描成像技术
于20世纪80年代出现的计算机断层扫描成像技术发展非常迅猛,是一种先进的复合材料无损检测技术,其中应用最为广泛的就是工业CT技术。
计算机系统、辐射源-准直器-探测器一体化系统、机械扫描系统及数据采集系统是工业CT的主要组成部分,能够将检测图像准确、清晰、直观的呈现出来,具有很高的实用价值,工作原理为:先对复合材料或产品进行扫描,之后用计算机技术对得到的断层数据信息进行处理和重建,最后显示图像。
工业CT技术要想获得检测物体的三维图像,只需要沿着扫描轴线取得足量的断层二维图像即可,能够显示数字式的图像,方便了图像压缩、放大、传输和分析等操作,将远距离观测变为现实。
与传统胶片照相技术不同的是,工业CT技术检测图像清晰,灵敏度较高,无模糊和重叠的现象,更具优势[2]。
该技术在无损状态下能够获取复合材料或产品的断层二维灰度图像,利用检测图像中的灰度来分析和判断被检测物体的截面是否存在缺陷,缺陷大小及性质、材质、装配和基本构成原件等信息。
1.2 胶片射线照相技术
目前应用最广泛的射线检测技术为胶片射线照相技术,该技术为其他射线检测技术的发展奠定了坚实的基础,基本原理是使射线源发射的射线穿透检测物体,因为检测物体的缺陷部分和其他部位会出现不同程度的射线衰减现象,从而将检测物体的内部信息表现并记录下来,之
后再对射线胶片中的记录进行定影和显影,形成投影影像,最后评定检测物体内部的连续性。
同数字射线成像技术相比,胶片射线照相技术的影像质量更高,可以将大小在0.25 mm以下的缺陷检测出来,比非胶片照相技术更加精确。
1.3 康普顿背散射成像技术
作为一种新型无损检测技术,康普顿背散射成像技术(CST)不仅能够检测大型物体,还能够准确的检测表面形状复杂的复合材料或产品,检测效果优于普通射线照相技术,同透视成像相比,该技术对低密度材料的检测对比度更高,尤其对复合材料、塑料铝合金等原子序数较低的检测物非常适用[3]。
CST检测技术具备了其他检测技术不具备的技术优势,在航空航天领域发挥着重要的作用,但我国因为技术设备配备不齐全,仍在进行不断的探索和研究,相信CST检测技术在以后的航天领域会具有非常广阔的发展前景。
1.4 射线实时成像技术
射线实时成像技术(RTR技术)同胶片射线照相检验技术在同一时期发展而成,利用电子成像的方法,能够跟随成像物体图像的变化而变化。
该技术最主要的优势就是曝光宽容度和实时性更强,弥补了实时成像技术的弊端,不需要进行胶片暗室处理操作,图像的动态范围更广,曝光时间较短,因此在汽车、军工业、压力容器等多种行业占据着非常重要的地位。
RTR 技术对复合材料和产品的在线检测方面有很明显的优势,具有极高的检测率,不仅可以快速检测工作线上的工件,还有利于检测人员对工件细节的观察[4]。
随着射线实时成像技术的引入和发展,目前已经取得了很大的进步,RTR技术检测系统主要有包括:阵列射线实时成像检测系统、工业射线实时成像检测系统及微焦点射线实时成像检测系统三大类。
其中海关检查、车站或机场安检会用到阵列射线检测系统,而微焦点射线检测系统在小型工件、生物学样品及电子元件等方面具有广泛的应用。
RTR技术动态范围广、分辨率高,在未来的发展过程中该技术的研究方向主要是灵敏度强、检出率高的扫描x射线源实时成像检测系统以及在非晶硅的基础上以大面积成像板为基础原件的射线实时成像检测系统,发展前景非常广阔。
2复合材料射线检测技术的发展趋势
在科学技术日新月异的当今社会,越来越多的科技被开发并应用于人们的现实生活中,给社会和人类带来方便和益处。
同样的,在射线无损检测技术的领域,数字射线技术因电子技术的成熟而不断完善,同时计算机模拟与仿真技术也得益于计算机科技的进步而区域领先地位,更重要的是上述两者已经成为该领域的热门技术,得到广泛认同与应用。
其中非胶片数字射线照相技术受到普遍欢迎,得益于其环保性和成本节约性。
科学技术的发展带动着检测设备的研制和创新,反过来更加完善的检测设备在一定程度上也会推动检测技术的发展,基于目前国际复合材料的无损射线检测技术发展现状,今后检测设备的更新方向会具有以下几个特点:1)实现自动化检测,相关工业CT技术和高性能探测器系统的研制成为主要热点,侧重于对一种新型扫描模式的不完全数据CT重建系统、倾斜入射CT系统、基于平板探测器的锥束CT系统和微焦点X射线CT系统等技术的研发;2)无损检测技术更具模块化、大型化的特征;3)检测设备会更加复杂,具备显示图像的功能,智能化程度大大提高;4)引入数字化技术,形成复合材料数字化、自动化无损检测技术[5]。
与此同时,计算机模拟与仿真技术具有众多不可替代的优势,诸如开展虚拟检测,选定最佳结构配置,制定检测工艺等等,上述特点在改进工艺,增加效率等方面的功效尤为突出。
射线检测方法在相关科技不断进步,要求标准不断提升的情形下也必须不断进行改革更新与进步完善。
由此,要制定射线检测方法和标准,填补该领域该方向的法律空缺,加强无损检测的制度和规范力度,间接提升该方向的完善力度,进而得到更好的发展与进步,跟随国际无损检测技术的发展步伐,将国内该领域技术做到完善。
参考文献
[1]王小永,钱华.先进复合材料中的主要缺陷与无损检测技术评价[J].无损探伤,2012(04).
[2]吴东流,郭伟明.复合材料计算机层析照相检测及应用[J].无损检测,2011(04).
[3]J.Kosanetzky, G.Harding, K.H.Fischer,孔凡庚.用康扫描(ComScan)系统对低原子序数材料进行康普顿背散射层析X射线照相[J].无损检测,2010(09).
[4]徐丽,张幸红,韩杰才.射线检测在复合材料无损检测中的应用[J].无损检测,2011(09).
[5]俊山,许正辉,黄葛伟,等.用CT图像分析C/C复合材料的内部缺陷[J].宇航材料工艺,2011,28(6).。