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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。输入 转换屏吸收入射的射线，将其能量转换为可见光发射，光 电层将可见光发射能量转换为电子发射，通过加有 图像增强器结构示意图 25~30KV 高压的聚焦电极加速电子并将其聚集到输出屏， 再由输出屏将电子能量转换为光发射，大大提高了输出光强，得到大大增强的图像亮度、动 态范围以及分辨力。亦即在图像增强器内实现的转换过程是：射线→可见光→电子→可见光。 图像增强器输出屏后面是光学聚焦镜头等组成的光路系统，再由CCD （Charge Coupled Device 的缩写，电荷耦合器件）或CMOS （Complementary Metal Oxide Silicon 的缩写，互 补金属氧化硅）摄取可见光模拟图像，经过模拟/数字转换（A/D 转换）成电子信号后进入 图像处理工作站，引入图像处理技术进行各种图像增强处理，改善图像质量，最后送入监视 器显示。经过图像增强器以及图像处理后，在显示器上所得到的图像的图像灰度、亮度、对 比度、清晰度都得到了极大的提高。 3 采用成像板（IP 板）的模拟数字照相成像（CR ） CR 方式属于非直接读出方式，其物理基础是 X 射线的电离作用及光激励发光，其主要 效用是以可反复使用高达数千次的成像板（简称 IP 板）取代传统的 X 射线胶片。IP 板有刚 性的也有柔性的，可以与普通胶片一样分成各种不同大小规格以满足实际应用需要。CR 的 装置包括影像采集部分（IP 板）、影像扫描部分（读出器）及影像后处理和记录部分（计算 机、打印机和其他存储介质）。 CR 的成像过程如下：透过物体的X 射线投射到 IP 板上，IP 板感光后在荧光物质中把 X 射线的能量以潜影的方式储存下来，完成影像信息的记录，再将这种带有潜影的 IP 板置入 专用的读出器中用激光束进行精细扫描读取，荧光物质被激励，释放其储存的能量，发出的 荧光被集光器收集送到光电倍增管，由光电倍增管将其放大并转换成电信号，经 A/D 转换 器转换成数字图像，再经由