一、引言

在八十年代后期，我国与英美等发达工业国家几乎是同时研发出了X射线数字成像这门无损检测技术，我国是首先将这么技术运用于压力容器、管道、锅炉焊缝的无损检测。并且在改革开放后我国开展市场经济体制，在九十年代支持有条件的企业应用该技术，并且更深入的研究和应用X射线数字成像技术。

二、X射线数字成像技术

伴随着X射线数字成像技术的发展，它可以应用于金属材料的无损检测。其基本原理可以用两个“转换”来归纳。射线穿过金属材质后，被图像增强器接受，图像增强器将不可见的辐射源图像转化成电子计算机上的可视图像。就信息媒介(称之为‘光电转换’)来讲，由此可见图像媒介是仿真模拟的，计算机无法识别。要插入和计算机处理，必须将模拟量转化成数据量，并开展“模数转换”。用计算机将可视图像转化成数据图像的方式，用高分辨率电视摄像机拍摄可见图像，输入计算机，随后是“模数转换”。变换后的数据图像可以由计算机解决处理。提高图像的精确度和画面质量，解决过的图像的表明可以为显示屏给予例如测试原材料中缺点的特性、规格和部位的信息。监管工作人员可以在显示屏幕上立即观察测试结果，并按照有关规范评定测试结果的缺点水平，可以很好的实现检测的目的。图像的生成有短延迟，延迟时间根据计算机处理的速度检测结果暂时存储在计算机硬盘内，最终传送到光盘，检测结果用计算机程序对其进行辅助评估，进一步提高了检测速率，使射线无损检测技术的智能化。X射线数据三维成像检测技术性可以替代传统的的射线检测方式。检测图像可以根据电脑互联网技术远程控制传输。从某种程度上说，X射线数据影像技术性是无损检测技术的改革。

三、X射线数字成像工作原理图

图一 X射线数字成像工作原理图

四、X射线数字成像的优点

X射线数字成像检测技术替代了传统的射线拍照检测技术，可以根据电脑的使用和操做更改长久的工作习惯，因而培训针对检验工作人员而言是不可缺少的。反过来，X射线数据成像检测技术的基础知识繁杂，必须长期性学习培训。但曝光时间短，工作效能高，摄像质量好。传统的散热器选用胶片成像，成像品质差，受各种原因危害影响。当使用胶片摄影技术看照片时，质量要求高，工作人员需要丰富的现场经验。同时，他们要对设备非常熟悉，需要焊接知识。底片的拍摄质量也有要求。X射线成像检测技术的极限评估膜不仅可以人工评估，还可以通过计算机自动评估。通过在计算机上执行缺陷评估软件，可以对数字化图像中的所有指标高客观地评估缺陷，并进行数字化处理。

4.1和传统的X射线工业电视进行对比

X放射线工业电视只实现了“光电转换”，没有实现“模数转换”。九十年代末登场的放射线工业电视成像技术，由于系统设备条件和图像处理技术的限制，检测灵敏度低，未能达到规定的要求而被搁置。基于此发展的射线数字成像技术主要是由于计算机图像处理技术的发展和微焦点放射线机的出现。

（1）工业电视表明的图像是初始的没经加工处理的图像，有噪音，灵敏度差，相对灵敏度比较有限，不符合要求规定，沒有实际意义。但在X射线数字成像技术性的帮助下，X射线数字成像技术性减少了图像的噪音，进一步提高了图像的灵敏度、亮度对比度和画面质量，使图像质地与放射性物质品质非常，从而进入了具体使用的新阶段。

（2）工业电视一般不保留图像只作为生产过程的一般普查手段，X射线数字成像技术生成的图像是通过电脑解决变换的数字量。它可以保存到电脑磁盘或传输到光盘驱动器。可以长期保存图像，不失帧，不损害保存实际效果，比照片胶片更强。

（3）工业电视图像为动态图像，其缺陷尺寸难以测量，因此无法有效地评价检测结果，X射线数字成像可以获得一张张静止的图像，能够精准测量其精度，精准到毫米，计算机程序检测出的缺陷比胶片摄影法更准确。通过对检测结果进行计算机辅助评价，可以大幅提高检测精度和工作效率。

4.2和传统胶片照相检测进行对比

（1）X射线数字成像技术的基本概念与X射线胶片成像技术同样。胶片成像法是射线透过产品工件，一部分射线能量被原材料消化吸收，剩下的射线能量根据产品工件使胶片光感应，在胶片上出现不一样光度的图像，做到检测的目地。X射线数字成像就是指射线透过产品工件，一部分能量被原材料消化吸收，射线剩下的热量被图像增强器转化成能见光图像。检测后，结果可以表明在电脑上。因此他们的基本原理是一样的，仅仅形式不一样。

（2）X射线胶片成像技术的检测向量是胶片，而X射线数字成像技术的检测向量是电子计算机。表明X射线胶片的检测结果，电脑显示屏表明X射线数字成像法的检测结果；胶片拍摄检测到的图像大部分是物品的原尺寸图像，而X射线数字光检测到的图像是被大的；由于当时缺乏设备和技术，胶片摄影的曝光模式是间歇式的，曝光时间不小于间歇性时间，X射线可完成长期持续曝出；实时成像检测方式不用暗室解决，不会因胶片解决和暗室处理而造成胶片品质不过关等缺点，这也是X射线数字化检测的突出优点。胶片拍摄获得的胶片曝光时间一般是数分钟，而且冲洗处理、修复改正和干燥也需要很长时间。x射线数字成像可以完成检测结果的实时数据可视化，收集和处理图像只要几秒。因而检测效率高，合适用于生产流水线上的持续检测。

五、X射线数字成像设备系统

X射线数字成像技术的优点是建立在其设备先进的基础上的，X射线数字成像设备主要是：X射线机、图形增强器、计算机系统和摄像机等设备。

5.1X射线机

用于实时成像的X射线光机不同于普通X光机，主要体现在焦点小、能连续工作和恒电位等处。

5.1.1焦点小

因为X射线数字成像系统机器设备和成像方式的特性，检验到的图像是变大的图像。假如x光机的镜头焦距比较大，几何图形粗糙度也会伴随着变大倍率的增加而增加，进而增加图像的粗糙度，危害图像品质。为了更好地降低几何图形粗糙度，x光机务必选用小聚焦点。。

5.1.2恒电压

由于计算机处理需要良好的重复性和恒定的图像，常规半波整流光机无法适应。因此，需要恒电位机器。

5.1.3连续工作

因为X射线数字成像多用于连续检测，所以和一般的X射线机对比，X射线数字成像的设备需要具备能长时间连续工作的功能。

5.2图形增强器

X射线数字成像技术使用图像增强器作为光电光转换的系统。图像增强器的输入屏幕直径对成像质量有很大影响，直径越小，分辨率高。图像清晰，价格低廉。焊接缺陷检测技术试验表明，直径为150mm的图像增强器的分辨率高于直径为230mm的图像增强器的分辨率。图像增强器的中心分辨率不得小于4.5 LP/mm。图像增强器通常配备光学镜头和电视摄像机。

5.3摄像机

图形增强器的输出端会配备一系列高清光学镜头，镜头后面会配置一台高清摄像机。相机分辨率不得低于800×600，并且采用PAL制。

5.4计算机系统

伴随着网络和计算机的迅猛发展，给X射线数字成像技术性的进步提供了新的机会。建议使用工业控制用微机，需要支持中文实时成像系统和辅助图像评估项目在DOS或Windows环境中的运行。

根据X射线数字图像检测的现状，开发检测应用软件。软件必须具备图像采集、图像储存、图像解析、图像测量、图像处理、图像打印、图像转录、辅助评估、打印报告、检测数据库管理等功能。

应用计算机图像处理技术后，图像质量得到了提高，检测图像可以长期保存。图像检索、数据查询、报告打印和数据存储比胶片照相更简单、更方便、更准确，效率大大提高。

六、数字成像的现状分析

6.1应用范围

目前，该设备适用于检测一些电厂的电网设备和地暖管道。例如电网设备信息管理系统内部结构检测、电源开关合闭情况检测、“三跨”路线品质检测等。针对一些大中型或是繁杂设备的检测，X射线数字图像处理检测的检测范畴非常大，特别适合检测设备内部构造，可以拍摄全体胶片。

6.2运用的现状

普通的胶片成像检测广泛应用于小型工业设备的检测。它的可靠性是比较高的，操作方便，易学。这种方法是最基本和最广泛使用的方法，现状仍有一些企业在使用这种方法，X射线数字成像检测技术还运用了许多其他领域的知识，包括能源、航空航天、石化、制药和其他行业的知识。

6.3外界环境

胶片成像检测技术性在检测全过程中采用了大批量的胶片和一些化学用品，在胶片储存过程中也化费了大批量的财力物力。可是，X射线数字成像检测技术性的设备一开始就需要付出许多，这也是大部分检测技术企业不选用这一技术性的缘故，导成此技术没法获得广泛运用。如今科研单位和一些大企业都是在应用这类成像检测技术。

七、X射线数字成像技术在天然气管道焊接缺陷检测中的应用

在以往，我国采用的管道检测技术一直是胶片摄影检测技术。我国X射线数字成像技术引入时间较短，具体运用时间较短，技术不成熟。但伴随着电子计算机技术的发展迅速，X射线探测仪得出的图象愈来愈清楚，屏幕分辨率远远地超出胶片摄影。现阶段，电子计算机和互联网技术早已十分完善。在它们的帮助下，可以建立动态性持续检测，这说明该技术可以立即使用于管道焊接缺陷的检测。实际上，欧美国家都做过实验：在低曝光条件下，使用X射数字线成像技术可以直接获得更清晰的图像，能准确判断管道是否受损，大大提高检测效率。

7.1利用计算机保存数据

 X射线的首要功能是检测，但数据的分析、解决和储存是由电子计算机进行的。传统的胶卷成像检测技术产生的图象为纸质的，易受湿冷空气氧化、自然退色、清晰度降低等危害。不可以作为创建管道档案资料的根据，也不可以用于纪录管道的破坏和检修状况。只有做为一次性商品应用。而计算机里的图形可以存放很长时间，且不会占据过多空间 。

7.2对人体危害小

应用X射线对管道开展检验时，射线会对身体产生辐射，长期性从业这一工作中的人身体健康水准会减少。根据电子计算机技术和机电一体化的实际操作，可以完成自动式检测，实际操作工作人员没有在辐射源场工作中也不会遭受损害。

7.3减少污染

X射线数字成像技术唯一的伤害便是对人体内的辐射危害。处理这个问题后，环保节能、环境保护、高效。不用清理，无污水和废水，防止了清理胶片时污水出现意外排出的风险性，避免了部分测试件的环境污染。

7.4注意事项

当使用X射线数字成像技术检测天然气管道的焊接时，需要将缺陷检测器放置在爬行器的轨道上，并利用指令源一起操作，以使射线源无偏差地聚焦在焊接上。此外，为了提高结果的可靠性，有必要对每个焊缝进行多次测量，并通过合成获得的数据来判断其是否受损。对于长输管道的焊接检测，可采用车辆输送设备，采用无线传输技术传输信号。

八、结束语

胶片成像检测技术已经不能满足现代工业化社会企业的需求。现代生产过程需要实时图像、快速检测和计算机自动评估。随着新技术的不断发展和应用，X射线数字成像技术早已成为了当代高质量无损检测技术的代表。

九、参考文献

【1】杨柳. X 射线图像传感及数字成像实验的研究. 硕士学位论文. 重庆：重庆大学，2008

【2】于虹．电力设备 X 射线数字图像拼接技术研究[J]．云南电力技术， 2015，43(1)：1-6．

【3】】李向阳，许雯雯．核燃料棒焊缝缺陷数字X射线实时成像检测技术的发展综述[J]．科学与财富，2011(3)：14～15

【4】郑娜,周广言,刘全利,张金喜,黄肖林,白羽,李佳,薛岩.X射线数字成像技术在长输管道中的应用[J]. 管道技术与设备,2015(01):42-43+53

【5】徐永波.X射线数字成像(DR)在天然气管道焊缝探伤中 的研究应用[J].化学工程与装备,2018(06):240-241.