X射线数字成像检测系统(郑金泉).docx

X射线数字成像检测系统一、目的意义气体绝缘全封闭组合电器（GIS）设备结构复杂，由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，内部充有SF6绝缘气体，给解体检修工作带来很大的困难，且检修工作技术含量高，耗时长，停电所造成的损失大。通过对GIS设备事故的分析发现，大部分严重事故，未能通过现有的检测手段在缺陷发展初期被发现，导致击穿、烧损等严重事故的发生。通过GIS设备局放监测，结合专家数据库和现场经验，可大致判断GIS设备局放类型，进行大致的定位，但无法明确GIS设备内部的具体故障。结合X射线数字成像检测系统，对GIS设备进行多方位透视成像 ，配合专用的图像处理与判读技术，实现其内部结构的“可视化”与质量状态快速诊断，极大地提高GIS设备故障定位与判别的准确性，提高故障诊断效率，为整个设备的运行安全与质量监控提供一种全新的检测手段。对GIS设备局放可能造成的危害及其影响范围和程度，提出相应策略，采取相应的措施，对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。二、系统介绍按照读出方式（即X射线曝光到图像显示过程）不同，可分为：数字射线成像（DR-Digital Radiography ）计算机射线成像（CR-Computed Radiography）图1-1检测原理图2.1 CR技术与DR技术的共同点1、将X射线影像信息转化为数字影像信息，不以X射线胶片为记录和显示信息的载体；2、CR与DR虽在成像原理方面有区别，但是一旦获得了数字化信号图像并经过图像处理系统处理时，就可以在一定范围内任意改变图像的特性，可以根据需要进行各种图像后续处理来实现图像的优化以达到最佳的视觉效果，从而提高图像质量； 3、CR与DR的X射线转换效率高，因此比传统胶片照相检测所需的X射线的剂量要低得多，再通过数字化图像处理技术就能得到高清晰的图像，明显缩短了曝光时间，使操作者减少了受X射线辐射的危害，而且X射线发生器也只需要在较小功率下工作就能满足要求；4、CR与DR技术的应用不需要洗片过程，没有了显影、定影液等化学药品的消耗，不但能节约大量胶片、药水、洗片机、暗室处理的辅助设备等材料及胶片存储等的费用，还能较好的进行质量的控制。 2.2 CR技术与DR技术的不同点计算机射线成像（CR）数字射线成像（DR）成像原理X射线间接转换，利用IP板作为X射线检测器，拍照后需取下IP板进行扫描，成像环节相对于DR较多，工作效率低。X射线直接转换，直接创建有数字格式的图像，利用成像探测器作为X射线检测器，成像环节少，工作效率高。图像分辨率图像分辨率低，图像质量略逊于DR，而且图像为扫描后的图像，容易产生失真。不会产生因为扫描而引起的图像模糊，比CR有更好的图像分辨率和对比度，成像质量高。耗材成本IP成像板为日常耗材，一张片子一般用1000次左右就报废，而且由于使用时要贴紧被检测件，磨损较大，严重影响寿命，耗材成本高无需胶片，成像板正常使用可达3万小时（大概10年），一次性投入成本大，但基本没有日常耗材使用便携性基本类同于常规射线系统，但需要单独的IP板扫描系统与CR相比，少了IP板扫描系统，但成像板的重量比CR系统所采用的IP板重2.3对比分析CR优势分析：CR系统的结构简单，易于操作适用于复杂位置的X拍摄CR劣势分析：CR的成像速度约为5分钟/人，远远低于平板DRCR图像质量相对于DR不佳DR优势分析成像速度快，射线启动10s~15s内成像图像清晰，分辨率高DR劣势分析结构相对复杂，操作相对困难受空间、位置影响大2.4系统组成数字射线成像组成：X射线数字平板探测器X射线源图像处理系统计算机射线成像：IP（Imaging Plate）成像板（数字胶片）成像板扫描仪图像处理系统其他辅助设备：安全防护警戒线；声光报警灯；X射线辐射剂量检测仪；辅助性升降小车；2.5X射线数字平板探测器X射线数字平板探测器主要由闪烁体、以非晶硅为材料的光电二极管电路和底层TFT电荷信号读出电路组成。工作时X射线光子激发闪烁体曾产生荧光，荧光的光谱波段在550nm左右，这正是非晶硅的灵敏度峰值。荧光通过针状晶体传输至非晶硅二极管阵列，后者接受荧光信号并将其转换为电信号，信号送到对应的非晶硅薄膜晶体管并在其电容上形成存储电荷，由信号读出电路并送计算机重建图像。主要技术参数型号：XRD 1621 AN14像素数：2048×2048间距：200μm总面积：409.6×409.6mm动态范围：＞77dB帧速率：15fps@200μm成像滞后：(标准) 8%(1st frame)响应不均匀性：±2%(10% to 90% FSR)辐射能：可承受40 keV-450 keV能量射线直接照射工作电源：100-240VAC,50/60Hz探测器外壳尺寸：672mm×599mm×44mm重