专利名称：工业数字射线成像检测最优透照参数系统建立方法
技术领域：
本发明涉及一种最优透照参数系统建立方法，尤其涉及一种工业数字射线成像检测最优 透照参数系统建立方法。
背景技术：
在工业x-射线检测领域， 一直使用传统的胶片检测系统，所以最优透照参数的选择方法
都是基于胶片系统存在的，众多参数的选择方法，如透照电压和电流及透照时间都为胶片检
测系统设置。随着技术的发展，基于数字探测器成像的检测系统已经在x-射线检测领域得到
应用。这种数字探测器系统是完全不同于胶片，因此基于胶片的最优透照参数选择方法已不
适用于目前的x-射线数字成像检测系统。
数字检测中最优透照参数系统建立方法的缺乏，使用者只能盲目的选择透照参数，很难 找到最优的参数，降低了技术的适用性，限制了技术的发展。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有x-射线数字成像检测中最优系统透照参数系统建立方法
的缺乏，导致不能正确进行工业数字射线成像检测等问题，提供一种工业数字射线成像检测 最优透照参数系统建立方法，使工业数字射线成像检测具备一个可靠有效的最优参数选择系 统。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案
一种工业数字射线成像检测最优透照参数系统建立方法，它的方法为，
(1) 确定要在数字射线检测系统上进行检测的工件厚度d，单位为mm，若不是钢，则 进行等效钢厚转换；
(2) 在成像系统上，以被检测工件厚度d为自变量，建立横坐标轴；以透照电压U即 X-射线机电压为因变量，建立纵坐标轴，形成形式为U (Kv) ~d (mm)关系的曲线；该曲 线中每一个数据对(u， d)处，皆根据试验获取软射线滤波参数、散射线屏蔽、透照电流、 焦距、校正参数、透照时间的最佳值，要求在成像系统上按照上述参数对工件进行透照检测， 可使被检测工件的成像质量达到胶片照相的最高级B级；
(3) 以该系统上当前被检测物体的厚度d，按照(2)获得对应的透照电压U，以U为 自变量建立横坐标轴；再根据数字探测器亮场建模所规定的灰度阈值，利用(2)中对应的软 射线滤波参数、透照时间、焦距，在探测器空屏透照下根据试验获得系统建模电流Im，以Im
为因变量建立纵坐标轴，形成成像系统建模透照参数选择参考曲线U (Kv) ~Im (mA);
(4) 拟合(2)和(3)中的曲线，获得相应的最优透照参数和建模参数数学表达式；
(5) 根据(2)和(3)建立的最优透照参数，成像系统在对工件进行数字成像检测前， 首先根据被检测工件的厚度d，按照(2)确定透照电压、软射线滤波参数、焦距参数值，被 调整到待准备校正状态；再通过d对应的透照电压U，根据(3)中的建模透照电流Im，对处 于待校正的成像系统进行校正并建立校正模型；
(6) 对处于已被校正状态的系统，在探测器前放置被检测工件，并按照(2)中的射线 屏蔽参数、透照时间参数、透照电流参数对工件进行透照成像，得到的即为符合B级检测质 量要求的工件数字图像。
所述步骤(2)中透照电流取当前电压下的接近饱和值；透照时间由探测器规定的帧频和 图像叠加平均的次数以及检测效率要求共同决定；系统建模得到的图像灰度要满足阈值要求。 所述步骤(3)中，对系统进行建模校正时，系统上不放置被检测工件。 本发明中
1) 确定最优透照参数系统建立原则以工业X-射线检测中表征检测质量最重要的指标-像质 计IQI灵敏度为目标。采用JB4730-2005和国军标GJB1187A-2001中规定的丝型像质计。
2) 确定被检测工件的等效钢厚(若工件材料不是钢，则按照GJB1187A-2001中附录F进行 厚度转换)为自变量(横坐标轴)，以各个等效钢厚下，达到B级要求的透照电压为因变量
(纵坐标轴)，建立U (Kv) ~d (mm)关系曲线。
3) 在曲线的每一对(或是每一段)(U， d)上，通过理论分析和试验数据，提供软射线滤波 (包括滤波材料和滤波板厚)、散射线屏蔽、焦距、透照电流、透照时间、探测器校正等关键
参数的设置参考。其中透照电流取当前电压下的接近饱和值；透照时间由探测器规定的帧频 和图像叠加平均的次数以及检测效率要求共同决定；系统建模得到的图像灰度要满足阈值要 求。
4) 建立最优系统校正参数参考。以当前厚度下的透照电压U为自变量(横坐标轴)，基于探 测器规定的亮场灰度阈值，采用曲线中的滤波参数、透照时间、焦距，通过试验获得建模电 流，作为因变量(纵坐标轴)。建立校正模型参数设置参考中，屏前不放置工件。
5) 拟合X-射线数字成像检测系统的透照参数参考曲线和建模参数参考曲线的数学表达式， 便于软件编程，使在检测系统的软件中可以自动获取透照参数只需输入被检测物体的等效 钢厚，就可通过注入软件中的数学表达式给出相关透照参数。
本发明的有益效果给出了数字射线检测中最优透照参数系统建立的方法、最优参数参
考曲线模型和数学表达式，把关键参数集中在一条曲线或一组数学表达式中，从使用角度上， 快捷简单，为使用者提供了可靠有效的参考，可以很快地熟悉和掌握不同于胶片检测的数字 射线成像检测系统，提高检测效率和质量，促进技术进步。
图1是基于非晶硅面阵探测器Paxscan2520的X-射线数字成像检测的最优透照参数参考 曲线及数学表达式；
图2是基于非晶硅面阵探测器Paxscan2520的X-射线数字成像检测的最优系统校正参数 参考曲线及数学表达式；
图3是上述在非晶硅面阵探测器Paxscan2520成像系统中，根据建立的最优透照参数系 统确定的透照参数，获得的被检测焊缝数字图像。 具体实施例
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1所代表的数字射线检测系统所用射线机为德国YXLON公司的MCG320型号的机器， 最大透照电压320Kv， 0.8/1.8双焦点，本系统采用大焦点1.8;数字成像板为美国Varian公司 的PS2520型号；系统焦距固定为1100mm;被检测物体为钢材料作成的阶梯试块；滤波材料 选用黄铜；图中每一个电压位置下的电流为当前电压下射线机允许的最大电流；图像透照叠 加帧数为16。
图2所代表的数字射线检测系统建模过程中设置的参数，其中模型图像按128帧叠加， 帧频为2帧/秒，焦距为1100mm，滤波材料为黄铜，选用射线机的大焦点。
在实际工程应用中，首先确定被检测物体的材料及厚度d'，若不是钢，则进行等效钢厚 转换；在最优透照参数的参考曲线的横坐标轴上定位d'的位置，沿纵轴读出d'对应的达到B 级检测质量的电压U'，同时在(U'， d')的对应区域读出软射线滤波参数、散射线屏蔽参数、 焦距、透照时间、透照电流值等其它需要确定的透照参数值；还要根据U',在最优校正模型 参数曲线上读出建模电流Im，和其它建模时需要确定的参数。例如在对焊缝进行数字成像检测 时，确定了上述参数后，首先根据最优建模系统的校正模型参考曲线上的(U'， Im')和其它 相关参数建立系统校正模型，然后依据最优透照参数系统的透照参数参考曲线提供的参数对 焊缝进行X-射线透照，则得到的即为符合B级检测质量要求的图像。确定被检测物体的材料 及厚度d'，若不是钢，则进行等效钢厚转换；最优透照参数的参考曲线的横坐标轴上定位d' 的位置，沿纵轴读出d'对应的达到B级检测质量的电压U'，同时在(U'， d')的对应区域读 出软射线滤波参数、散射线屏蔽参数、焦距、透照时间、透照电流值等其它需要确定的透照
参数值还要根据U'，在最优校正模型参数曲线上读出建模电流Im'和其它建模时需要确定
的参数。
在对焊缝进行数字成像检测时，首先根据最优建模系统的校正模型参考曲线上的(U'，L') 和其它相关参数建立系统校正模型，然后依据最体透照参数系统的透照参数参考曲线提供的 参数对焊缝进行X-射线透照，则得到的即为符合B级检测质量要求的图像。 实施例1:
图1中，给出了 Paxscan2520的X-射线数字成像检测系统的曝光曲线及数学表达式及其 图像
4"100 0<d<20
4^ + 120 20^^<35 d:物体厚度/ww; t/:透照电压i:F 4d + 140 35W"0
图2给出了 Paxscan2520的X-射线数字成像检测系统的校正模型参数曲线，图3为基于 Paxscan2520的最优透照参数系统的17.5mm焊缝图像。
焊缝材料钢；最优透照参数电压170Kv，电流llmA，滤波参数lmm黄铜，屏 蔽参数焊缝周围4mm铅窗口，焦距1100mm，透照时间8s;最优建模参数电压170Kv， 电流0.9mA，滤波参数lmm黄铜，焦距1100m透照时间8s;其中第13号丝为机械行 业标准JB4730-2005中规定的B级要求。
权利要求
1、一种工业数字射线成像检测最优透照参数系统建立方法，它的方法为，(1)确定要在数字射线检测系统上进行检测的工件厚度d，单位为mm，若不是钢，则进行等效钢厚转换；(2)在成像系统上，以被检测工件厚度d为自变量，建立横坐标轴；以透照电压U即X-射线机电压为因变量，建立纵坐标轴，形成形式为U(Kv)～d(mm)关系的曲线；该曲线中每一个数据对(U，d)处，皆根据试验获取软射线滤波参数、散射线屏蔽、透照电流、焦距、校正参数、透照时间的最佳值，要求在成像系统上按照上述参数对工件进行透照检测，可使被检测工件的成像质量达到胶片照相的最高级B级；(3)以该系统上当前被检测物体的厚度d，按照(2)获得对应的透照电压U，以U为自变量建立横坐标轴；再根据数字探测器亮场建模所规定的灰度阈值，利用(2)中对应的软射线滤波参数、透照时间、焦距，在探测器空屏透照下根据试验获得系统建模电流Im，以Im为因变量建立纵坐标轴，形成成像系统建模透照参数选择参考曲线U(Kv)～Im(mA)；(4)拟合(2)和(3)中的曲线，获得相应的最优透照参数和建模参数数学表达式；(5)根据(2)和(3)建立的最优透照参数，成像系统在对工件进行数字成像检测前，首先根据被检测工件的厚度d，按照(2)确定透照电压、软射线滤波参数、焦距参数值，被调整到待准备校正状态；再通过d对应的透照电压U，根据(3)中的建模透照电流Im，对处于待校正的成像系统进行校正并建立校正模型；(6)对处于已被校正状态的系统，在探测器前放置被检测工件，并按照(2)中的射线屏蔽参数、透照时间参数、透照电流参数对工件进行透照成像，得到的即为符合B级检测质量要求的工件数字图像。
2、 根据权利要求1所述的一种工业数字射线成像检测最优透照参数系统建立方法，其特征是所述步骤(2)中透照电流取当前电压下的接近饱和值；透照时间由探测器规定的帧频和 图像叠加平均的次数以及检测效率要求共同决定；系统建模得到的图像灰度要满足阈值要求。
3、 根据权利要求1所述的一种工业数字射线成像检测最优透照参数系统建立方法，其特 征是所述步骤(3)中的对系统进行建模校正时，成像系统上不放置被检测工件。
全文摘要
本发明公开了一种工业数字射线成像检测最优透照参数系统建立方法。它解决了现有X-射线数字成像检测中最优系统透照参数系统建立方法的缺乏，导致不能正确进行工业数字射线成像检测等问题，提供了一种使工业数字射线成像检测具备一个可靠有效的最优参数选择系统。其方法为(1)确定待检测工件厚度；(2)在成像系统上建立U(Kv)～d(mm)关系的曲线；(3)形成成像系统建模透照参数选择参考曲线U(Kv)～I<sub>m</sub>(mA)；(4)拟合(2)和(3)中的曲线，获得相应的最优透照参数和建模参数数学表达式；(5)根据(2)和(3)建立的最优透照参数；(6)得到的即为符合B级检测质量要求的工件数字图像。
文档编号G01T1/29GK101109627SQ20071001467
公开日2008年1月23日 申请日期2007年5月25日 优先权日2007年5月25日
发明者孔凡琴 申请人:孔凡琴;陈仁富