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1、第卷第期光电工程,一年月最佳无损检测手段工业技术的发展‘—先武国家教委光电技术与系统开放实验室,重庆大学,重庆,李时光王压,,重庆大学无损检测工程研究中心重庆摘要介绍了工业的基本原理、来统组成、国外的发展情况及我国研。、,制现状还重资介绍了一型我国首台丫射线工业机的实际应用情泥最。后提出了关于开发我国产业的对策建议和展望主题词无损检,计算机层析射线照相米,工业仅表,工业应用。,,卿,,舒匀入,,,,,,,,·。一。、,,,,,,刀夕,贷,,,,一一国家科委火炬计划预备项目。先武男年月生年毕业于重庆大学机械系年毕业于重庆大学机床专业研究生。教授主要从事图象识别、机
2、器视觉研究,主持国家科委“六五”科研项目“光学文字识别机研究”,一型光学字符识别机获。。年四川省科技进步奖二等奖年为重庆大学工业丁科研课题组组长任西南工业研究开发中心副总工程师李时光男,年月生,年毕业于重庆大学电机系。电子信息学院教授,主要从事图象处理技术与医疗电子仪器研究,现任无损俭测工程研究中心主任。王压男,年月生年毕业于重庆大学自动控制仪表专业启年毕业于重庆大学智能控制理论与应用专业工硕士。电子信息学院副研究员主要从事智能控制方面的研究现任无损检测工程研究中心副主任。收稿日期一一光电工程第卷第期,,,工业技术是国际上无损检测界公认的最佳技术年英国电气工程师
3、博士首次把即计算机断层成象,技术,,用于医学诊断并获得了人体清晰的断层图象为此他获得了年医学生物学的诺贝尔奖金。年代末技术不仅在医学上得到了广泛的应用,而且科学家和工。,。程专家们还把这种技术用于产品内部结构的无损检测用于医学者称医用,用于工业者称为工业耐。与其基本原理是一致的是基于射线与物质的相互作用。当一束射线穿越,,物质时部分入射光子被吸收若物质是均匀的则穿过物质并经衰减后的射线强度可按比尔定理表示为“”式中几为入射射线的初始强度,户为所穿过物质的密度产为物质的吸收系数,它与物质种类和射线能量有关为射线在物质中的穿越长度。对一般的非均匀物质,式可写为”,一
4、二一显然射线的衰减值为穿越各不同物质吸收作用的指数和。数学家年已证明“”因,一幅图象是由它的所有线积分所确定此对而言仅取得一个方向上射线衰减后的投影值是不可能得到被测物所测断层图象的而是需要多个方向且数据量足够的投影值。若一个。断层很薄可以近似认为是一个截面考虑为由义个质点面素组成要得到该断面质量较好的图象一般需要有在各个方向上所有射线穿越被测物并形成义个射线投影值组成的集合。按照一定的投影重建算法在计算机内运算就可以重建出包含着象素的二维灰度图象来。该图象的灰度变化直接反映被检物密度和吸收特性的变化,从而帮助我们判别被检物的物质组成。由于图象比一般透图成象数据
5、量大得多即包含信息量多得多,而且不产生三维信息压缩在二维所形成的信息混迭,因此图象也更清晰。分析了射线图象的检测灵敏度并用损伤引起透射系数的相对变化△衡量‘。在相同损伤条件下,一般透射图象上△一。,而图象上△,显然技术比一般透射技术有高得多的检测灵敏度。若测得多个断面图象还可进行三维重建,获得三维空间图象。故此国际无损检测界把技术视为是最佳的无损检测手段。就工业与医用比较,因工业需检测的产品结构形式多样材质密度与尺寸变化大且检测精度要求高,其技术难度远大于医用由于同样涉及学科多、难度大故它也是一个典型的高科技产品。工业系统的组成一般的工业都由以下六大部分组成,参
6、见图。。‘‘’。辐射源塔一一可以用源如℃也可以是射线源或中子源等等探测与数据采集传输系统实现对投影数据的检测与传输处理包括探测器与数据。—处理电路年月先武等最佳无损检测手段工业技术的发展—己吧曰口云玄五田日口七口悦昌花尽日图七切臾’三匀丽份口卜口叫旧霆量壁图工业系统组成原理框图一乏一机械扫描系统用以实现被检测物、辐射源、探测器阵列间不同方式的相对运动。自动控制单元—实现各种运动的自动协调控制与驱动。主计算机系统——负责整个系统的管理监控数据校正与处理等。图象重建与处理单元对经过校正的数据按投影重建算法实现快速准确的断层图象的重建并对重建出的图象进—行后期的处理、
7、分析、测量等。国外的发展简况年代末到年代中期,在美国,由教授为首的一批科学家担任技术负责人的公司和公司先后推出两个系列的工业产品系列和系列进入了美国无损检测市场。现在,美国公司则推出了、、一系列的射线产品加拿大原子能公司推出系列产品德国西门子公司也推出了他们的产品,苏联俄罗斯公司推出了系列的一产品,日本东芝公司推出了一、、以及系歹」旧立公司已推出了一产品。由此表明了这一高科技产业的迅猛发展,显示了它的勃勃生机。在的应用方面现已广泛地应用于航夭、航空、核工业、军事工业、石油地质、钢铁、化工、机械、电力工业等领域。目前已不仅用在和的离线检测,而且已逐步扩展。。应用于
8、在线的无损检测和监控上如
