射线检测技术第7章 数字射线成像检测技术

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(2003109-0468-04DIGITAL RADIOGRAPHIC TECHNOLOGYHAN 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。

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。

数字化X射线照相检测技术作者：高超来源：《硅谷》2011年第07期摘要：主要研究数字化X射线照相检测技术。

首先介绍X射线检测，接着引出数字化X 射线成像检测技术，对其基本原理以及DR系统的组成做较为详细的介绍；然后介绍DR探测器的工作原理；最后简要介绍CR检测技术并将DR检测技术和CR检测技术进行比较，从而得出DR检测技术在无损检测和评估方面将有很好的发展前景。

关键词： DR；射线成像探测器；射线检测；无损检测中图分类号：TG115.28文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0410013－010 引言从1895年德国物理学家伦琴首次发现X射线到现在的110多年的时间里，利用X射线进行检测已经有百余年的历史。

如今X射线已被广泛应用于医学，工业和科学研究等许多领域。

在2009年英国伦敦科学博物馆举办的过去百年内最具意义，能够改变世界的十项发明评选活动中，X射线的发明位居榜首，由此可以看出X射线的发明对人类有着巨大的贡献。

X射线是一种波长很短，频率很高的电磁辐射，X射线检测原理是利用X射线具有较强的穿透能力，穿透被测物的射线带有反映被测物内部结构的信息，通过射线强度的变化来检测与评判材料或工件内部各种宏观或微观缺陷的性质，大小和分布情况。

在工业中，X射线可用来进行探伤，但是长时间受X射线辐射会对人体造成伤害。

X射线可激发荧光，使气体电离，使感光乳胶感光，所以可用电离计，闪烁记数器或感光乳胶片等检测；晶体的点阵结构对X射线能够产生显著地衍射作用，X射线衍射法已成为研究晶体结构和各种缺陷的重要手段。

在X射线无损检测中，数字化X射线照相检测（Digital Radiography，简称DR）技术已经获得了广泛的应用。

为射线实时成像检测和实现待测工件的自动化定量检测与评估提供了有效的手段，DR的基础是射线成像技术，DR检测技术不仅仅指单个系统和单项技术，广义的指整个具有数字图像处理功能的射线成像系统。

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 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。

无损检测之X射线数字成像检测技术无损检测之X射线数字成像检测技术9.X射线数字成像检测技术计算机数字图像处理技术的原理可用两个“转换”来概括：X射线穿金属材料后被图像增强器所接收，图像增强器把不可见的X射线图像转换为可视图像，转换过程实为“光电效应”，称为“光电转换”；可视图像的载体是模拟量，它不能为计算机所识别，如要输入计算机进行处理，则需将模拟量转换为数字量，进行“模数转换”，再经计算机处理将可视图像转换为数字图像，其方法是用高清晰度电视摄像机摄取可视图像，输入计算机，进行“模数转换”，转换为数字图像，再经计算机处理，以提高图像的灵敏度和清晰度，处理后的图像显示在显示器屏幕上，显示的图像能提供检测材料内部的缺陷性质、大小、位置等信息，在显示器屏幕上直接观察检测结果，按照有关标准对检测结果进行缺陷等级评定，从而达到检测的目的。

X射线数字成像方法与X射线胶片照相方法在基本原理上是相同的；胶片照相方法是X射线穿透工件，部分射线能量被材料吸收，其余的射线能量穿过工件后使胶片感光，在底片上产生黑度差异的影像，从而达到检测目的；而X射线数字成像方法同样是X射线穿透工件，部分能量被材料吸收，其余的射线能量则经图像增强器转换为可见图像，经计算处理后，在显示器屏幕上观察检测结果。

可见它们产生的机理是一致的。

但是，在表现形式上却有所不同，主要表现为：（1）检测的载体不同X射线胶片照相方法的检测载体是胶片，而X射线数字成像方法的检测载体则是计算机。

（2）检测结果的显示媒体不同X射线胶片方法检测结果的显示媒体是底片；而X射线数字成像方法检测结果的显示媒体则是计算机的显示器。

（3）检测影像（图像）大小不同X射线胶片照相方法检测的影像基本是实物原样大小的影像；而X射线数字成像检测的图像则是放大的。

（4）X射线曝光方式不同由于设备和工艺方法的原因，X射线胶片照相的曝光方式是间断的，曝光时间与间歇时间比不小于1:1；而X射线数字成像则可以做到较长时间连续曝光。