CMOS探測器在射線檢測中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

平動(dòng)成像中的移動(dòng)速度V與探測器的曝光時(shí)間T、成像精度P、透照放大倍數(shù)M和重復(fù)掃描次數(shù)N有關(guān)：

對(duì)于旋轉(zhuǎn)方式，還需要考慮工件內(nèi)徑進(jìn)行計(jì)算。

2.6 檢測參數(shù)優(yōu)化
最佳放大倍數(shù)Mopt與探測器的固有不清晰度Us、射線焦點(diǎn)尺寸d有關(guān)[2]:

經(jīng)計(jì)算，最佳放大倍數(shù)Mopt=1，即成像時(shí)探測器盡量貼近被檢測工件。此外，成像質(zhì)量還與選用的透照電壓、電流、焦距和焦點(diǎn)等參數(shù)有關(guān)。
掃描圖像的清晰度與重復(fù)掃描次數(shù)有關(guān)，圖像掃描時(shí)采用Double Graylevel選項(xiàng)，類似于實(shí)時(shí)成像檢測中的4幀圖像疊加(N=4)。進(jìn)行檢測的速度降低了4倍，但圖像卻有比較大的改善，噪聲明顯降低，更有利于缺陷的檢出與識(shí)別。檢測圖像能夠滿足GB 3323―1987標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的AB級(jí)要求。

2.7 缺陷定量分析
在進(jìn)行圖像尺寸測量時(shí)，需要將經(jīng)過計(jì)量或已知精確尺寸的試件緊貼在被檢焊縫的一側(cè)與焊縫同時(shí)成像。每次評(píng)定前，應(yīng)作一次標(biāo)定，缺陷測量時(shí)進(jìn)行對(duì)比或通過公式將圖像尺寸轉(zhuǎn)化為真實(shí)尺寸。為此，設(shè)計(jì)了專用的測量評(píng)片用試片(圖3)，試片也可用于檢測相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度是否匹配。

圖3 缺陷定量分析用試片

尺寸標(biāo)定完成后，通過圖像處理方法實(shí)現(xiàn)缺陷定量分析。選用Canny邊緣檢測算法進(jìn)行缺陷邊緣定位。接著對(duì)檢測出的邊緣進(jìn)行細(xì)線化處理。然后通過搜索每條邊緣線端點(diǎn)為中心的5×5或更大的鄰域，找出其它端點(diǎn)并進(jìn)行填充，完成邊緣點(diǎn)連接，去除邊緣檢測圖像中的間隙。再應(yīng)用像素標(biāo)記的方法，檢查每一目標(biāo)像素相鄰點(diǎn)的連通性，進(jìn)行閉合曲線內(nèi)的目標(biāo)標(biāo)記。通過上述操作即可將不同缺陷標(biāo)記出來以供測量用，最后完成缺陷參數(shù)計(jì)算[3]。

2.8 圖像存檔管理
檢測結(jié)果以數(shù)字圖像形式存放在計(jì)算機(jī)上，為便于對(duì)檢測圖像進(jìn)行統(tǒng)一管理，筆者自行設(shè)計(jì)了圖像文件的管理數(shù)據(jù)庫，記錄檢測信息(工件名、檢測日期等)、成像參數(shù)和檢測評(píng)定結(jié)果等。
3應(yīng)用結(jié)論及問題分析
CMOS射線探測器具有較高的空間分辨率(61p/mm，固有不清晰度0.2 mm)，檢測靈敏度高(4096灰度級(jí))。成像質(zhì)量優(yōu)于采用增強(qiáng)器的實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)，接近或達(dá)到膠片照相的水平；在圖像的對(duì)比度方面優(yōu)于膠片照相方法和實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)。
通過試驗(yàn)優(yōu)化等方法，成功地將探測器應(yīng)用于平板焊縫、環(huán)焊縫和縱焊縫等大多數(shù)產(chǎn)品零部件的射線檢測，提高了檢測效率，降低了檢測成本。為更好地促進(jìn)數(shù)字化射線檢測技術(shù)的應(yīng)用，有必要在下列方面開展研究工作：
(1)復(fù)雜工件的最優(yōu)化檢測及仿真[4]，為檢測結(jié)果的解釋提供理論支撐。
(2)大容量圖像文件的快速讀取、處理及分析，缺陷定量分析的自動(dòng)化、半自動(dòng)化方法的研究。
(3)圖像文件的管理、傳輸(引入PACS模式)[5]。
(4)建立新的數(shù)字化射線檢測標(biāo)準(zhǔn)。