基于x射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，包括：X射線成像設(shè)備，其接收穿透待檢工業(yè)部件的X射線，所述X射線成像設(shè)備設(shè)置有相互連接的信號探測部件和成像部件；圖像增強部件，其實時接收所述X射線成像設(shè)備生成的原始圖像信號，并對所述原始圖像信號進行信號加強處理后得到增強圖像信號；圖像采集卡，其與所述圖像增強部件連接；以及圖像工作站，其設(shè)置有相互連接的緩沖部和缺陷識別部，所述圖像采集卡將采集到的所述增強圖像信號傳送到所述緩沖部。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺陷探測效率低下、可重復性差、且極易出現(xiàn)差錯的技術(shù)問題。
【專利說明】
基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及工業(yè)品檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]射線檢測是常規(guī)無損檢測的重要方法之一，廣泛應(yīng)用于航空、航天、核電、國防以及其它工業(yè)部門，在工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟中發(fā)揮了重要作用。目前，在生產(chǎn)實際中，射線檢測普遍使用膠片照相法。X射線膠片照相的成像質(zhì)量較高，能正確提供被測試件缺陷真實情況的可靠信息，但是，它具有操作過程復雜、運行成本高、結(jié)果不易保存且查詢攜帶不便以及評片人員眼睛易受強光損傷等缺點。
[0003]為了解決上述問題，20世紀90年代末出現(xiàn)了X射線數(shù)字照相(DigitalRad1graphy，DR)檢測技術(shù)。X射線數(shù)字照相系統(tǒng)中使用了平板探測器(flat paneldetector)，其像元尺寸可小于0.1mm，因而其成像質(zhì)量及分辨率幾乎可與膠片照相媲美，同時還克服了膠片照相中表現(xiàn)出來的缺點，也為圖像的計算機處理提供了方便。因此，基于平板探測器的X射線數(shù)字成像系統(tǒng)在無損檢測和評價(NDT/NDE)、集裝箱掃描、電路板檢查以及醫(yī)療應(yīng)用等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]然而，由于射線源、工件、成像系統(tǒng)、成像工藝等多因素的影響，得到的圖像的質(zhì)量有時會達不到規(guī)定的質(zhì)量標準，導致圖像細節(jié)信息被掩蓋，影響對結(jié)果的判斷。同時，現(xiàn)有的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)通過X射線對被檢測的工業(yè)部件進行成像，成像后的圖像通常不經(jīng)過任何處理步驟，直接在顯示終端進行顯示，通過純?nèi)斯ぷx圖的方式進行工業(yè)部件的缺陷篩選和判定，效率低下，可重復性差，且極易出現(xiàn)差錯。
[0005]目前，針對于X射線的工業(yè)部件缺陷無損檢測系統(tǒng)，一般基于圖像梯度或Hessian矩陣來檢測工業(yè)部件中缺陷的位置和形貌，這種檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果易受圖像噪點和圖像灰度分布不均的影響，導致探測效率和正確率不高，且穩(wěn)定性較差。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述技術(shù)問題，本實用新型中提出了一種基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)及，該系統(tǒng)基于X射線成像技術(shù)，使用X射線圖像智能處理技術(shù)和圖像增強部件，用于無損檢測工業(yè)器件的內(nèi)部缺陷，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺陷探測效率低下、可重復性差、且極易出現(xiàn)差錯的技術(shù)問題。
[0007]為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，包括:
[0008]X射線成像設(shè)備，其接收穿透待檢工業(yè)部件的X射線，所述X射線成像設(shè)備設(shè)置有相互連接的信號探測部件和成像部件；
[0009]圖像增強部件，其實時接收所述X射線成像設(shè)備生成的原始圖像信號，并對所述原始圖像信號進行信號加強處理后得到增強圖像信號；
[0010]圖像采集卡，其與所述圖像增強部件連接;以及
[0011]圖像工作站，其設(shè)置有相互連接的緩沖部和缺陷識別部，所述圖像采集卡將采集到的所述增強圖像信號傳送到所述緩沖部。
[0012]優(yōu)選的，所述信號探測器部件對準X射線發(fā)射器的發(fā)射面。
[0013]優(yōu)選的，基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)還包括預信號預處理單元，其連接在所述成像部件和所述圖像增強部件之間。
[0014]優(yōu)選的，所述圖像工作站還包括儲存器、服務(wù)器以及顯示器，所述儲存器、服務(wù)器以及顯示器分別與所述缺陷識別部連接。
[0015]本實用新型至少包括以下有益效果:
[0016]1、本實用新型的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了在線連續(xù)檢測采集到的圖像，提高了檢測速度和智能化程度；
[0017]2、自動檢測圖像中顯示的缺陷，減少工作人員的工作量，提高檢測效率和正確率；
[0018]3、檢測過程中的生成的處理中間結(jié)果實時輸出，通過圖像處理的多個結(jié)果同時輸出到顯示端，利于觀察分析和及時進行人工干預，提高檢測的正確率；
[0019]4、將處理的最終結(jié)果信息以及中間結(jié)果信息備份到服務(wù)器，方便保存和調(diào)??；
[0020]5、本實用新型中，對X射線源成像和探測器獲取圖像的參數(shù)進行控制調(diào)整，并可以對實時采集的圖像進行優(yōu)化處理，有效提高圖像的清晰度和對比度，突出了缺陷，便于后續(xù)對圖像中缺陷細節(jié)的分析；
[0021]6、本實用新型解決了現(xiàn)有檢測系統(tǒng)中檢測結(jié)果易受圖像噪點和圖像灰度分布不均的影響，造成檢測結(jié)果穩(wěn)定性差的問題，提高了檢測穩(wěn)定性和正確率。
[0022]本實用新型的其它優(yōu)點、目標和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本實用新型的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)的框架示意圖；
[0024]圖2為所述圖像工作站的框架示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0026]應(yīng)當理解，本實用新型所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0027]如圖1-2所示，本實用新型提供了一種基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，
[0028]包括:X射線成像設(shè)備，其接收穿透待檢工業(yè)部件的X射線，所述X射線成像設(shè)備設(shè)置有相互連接的信號探測部件和成像部件，X射線源的出射線穿過待檢工業(yè)部件后，信號探測部件實時捕獲穿過待檢工業(yè)部件后的X射線信號，成像部件接收該X射線信號后產(chǎn)生圖像流數(shù)據(jù)，并生成原始圖像信號；
[0029]圖像增強部件，其實時接收所述X射線成像設(shè)備生成的原始圖像信號，并對所述原始圖像信號進行信號加強處理后得到增強圖像信號，圖像增強部件可對X射線成像設(shè)備采集到的圖像進行實時增強，且依據(jù)目標對象的不同具備多種可選圖像增強算法，可依據(jù)需求進行不同算法的組合增強，使用者可實時得到增強后的X射線圖像對加快對象缺陷檢測速度具有重要作用；
[0030]圖像采集卡，其與所述圖像增強部件連接，用于采集所述增強圖像信號；以及
[0031]圖像工作站，其設(shè)置有相互連接的緩沖部和缺陷識別部，所述圖像采集卡將采集到的所述增強圖像信號傳送到所述緩沖部，增強圖像信號經(jīng)過緩沖部緩沖后，進入缺陷識別部，缺陷識別部中裝有分析軟件，其根據(jù)所述增強圖像信號分析出待檢工業(yè)部件的缺陷位置及形貌，并顯示出來。
[0032]上述技術(shù)方案中，所述信號探測器部件對準X射線發(fā)射器的發(fā)射面，從而便于信號探測部件實時接收穿過待檢工業(yè)部件的X射線。
[0033]另一種實施例中，所述基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)還包括預信號預處理單元，其連接在所述成像部件和所述圖像增強部件之間，用于對原始圖像信號進行預處理，取出噪聲和干擾。
[0034]另一種實施例中，所述基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)中，所述圖像工作站還包括儲存器、服務(wù)器以及顯示器，所述儲存器、服務(wù)器以及顯示器分別與所述缺陷識別部連接，原始圖像信號、增強圖像信號、最后處理后的圖像信號以及其他中間圖像信號被儲存在所述儲存器中，以及備份在所述服務(wù)其中，顯示器可顯示上述原始圖像信號、增強圖像信號、最后處理后的圖像信號以及其他中間圖像信號。
[0035]最后，將處理的最終結(jié)果以及中間結(jié)果備份到服務(wù)器，方便保存和調(diào)取。
[0036]上述技術(shù)方案中，基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)的檢測方法，具體包括以下步驟:
[0037]步驟I)用X射線發(fā)射器探照待檢工業(yè)部件，信號探測部件實時接收穿透待檢工業(yè)部件的X射線，該X射線中攜帶有待檢工業(yè)部件缺陷位置及形貌的信息，成像部件接收到該X射線后，生成原始圖像信號；
[0038]步驟2)圖像增強部件實時接收所述原始圖像信號，得到灰度圖像，并進行圖像預處理;對預處理后的圖像進行多尺度處理，得到原始圖像在不同尺度下的下采樣圖像，構(gòu)造灰度圖像中每個像素位置的多尺度相似函數(shù)，計算每個像素對應(yīng)的相似函數(shù)在多尺度因子中的最大輸出響應(yīng)，得到增強圖像信號；
[0039]步驟3)圖像采集卡實時采集所述增強圖像信號，并傳送到圖像工作站的緩沖部，由圖像工作站將增強圖像信號顯示在顯示器上；
[0040]步驟4)根據(jù)增強圖像信號構(gòu)造待檢工業(yè)部件中缺陷在灰度圖像中的輪廓曲線，進行缺陷區(qū)域的初定位;根據(jù)所述輪廓曲線構(gòu)造帶符號的距離函數(shù)，求解每個像素對缺陷輪廓曲線的最近距離；
[0041]步驟5)根據(jù)所述距離函數(shù)，構(gòu)造圖像中缺陷的混合能量函數(shù)，最大化已構(gòu)造的混合能量函數(shù)，并計算所述距離函數(shù)對時間的偏微分方程，得到缺陷所在區(qū)域在圖像中的分割曲線Cf，完成區(qū)域識別；
[0042]步驟6)圖像融合和缺陷位置判定，即可分析出缺陷的位置及形貌，實現(xiàn)了在線連續(xù)檢測采集到的圖像，在工業(yè)應(yīng)用中，可以通過流水線的模式，快速的檢測中每個待檢工業(yè)部件內(nèi)部的缺陷，實現(xiàn)無損探傷，提高了檢測速度和智能化程度；同時，該檢測系統(tǒng)自動檢測圖像中顯示的缺陷，實時將圖像信息顯示出來，便于分析對比，減少工作人員的工作量，提高檢測效率和正確率。
[0043]由上所述，現(xiàn)有的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)通過X射線對被檢測的工業(yè)部件進行成像，成像后的圖像通常不經(jīng)過任何處理步驟，直接在顯示終端進行顯示，通過純?nèi)斯ぷx圖的方式進行工業(yè)部件的缺陷篩選和判定，效率低下，可重復性差，且極易出現(xiàn)差錯。并且，目前針對于X射線的工業(yè)部件缺陷無損檢測系統(tǒng)一般基于圖像梯度或Hessian矩陣，檢測結(jié)果易受圖像噪點和圖像灰度分布不均的影響，穩(wěn)定性較差。
[0044]為此，本實用新型基于X射線成像技術(shù)，使用X射線圖像智能處理技術(shù)，用于無損檢測工業(yè)器件的內(nèi)部缺陷，解決了現(xiàn)有技術(shù)中缺陷探測效率低下、可重復性差、且極易出現(xiàn)差錯的技術(shù)問題。
[0045]具體，本實用新型的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)實現(xiàn)了在線連續(xù)檢測采集到的圖像，提高了檢測速度和智能化程度；同時，本實用新型的檢測系統(tǒng)自動檢測圖像中顯示的缺陷，減少工作人員的工作量，提高檢測效率和正確率；
[0046]進一步的，在檢測過程中的生成的處理中間結(jié)果實時輸出，通過圖像處理的多個結(jié)果同時輸出到顯示端，利于觀察分析和及時進行人工干預，提高檢測的正確率；
[0047]進一步的，將處理的最終結(jié)果以及中間結(jié)果備份到服務(wù)器，方便保存和調(diào)取；
[0048]進一步的，本實用新型中，對X射線源成像和探測器獲取圖像的參數(shù)進行控制調(diào)整，并可以對實時采集的圖像進行優(yōu)化處理，有效提高圖像的清晰度和對比度，突出了缺陷，便于后續(xù)對圖像中缺陷細節(jié)的分析；
[0049]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括: X射線成像設(shè)備，其接收穿透待檢工業(yè)部件的X射線，所述X射線成像設(shè)備設(shè)置有相互連接的信號探測部件和成像部件； 圖像增強部件，其實時接收所述X射線成像設(shè)備生成的原始圖像信號，并對所述原始圖像信號進行信號加強處理后得到增強圖像信號； 圖像采集卡，其與所述圖像增強部件連接；以及 圖像工作站，其設(shè)置有相互連接的緩沖部和缺陷識別部，所述圖像采集卡將采集到的所述增強圖像信號傳送到所述緩沖部。2.如權(quán)利要求1所述的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述信號探測器部件對準X射線發(fā)射器的發(fā)射面。3.如權(quán)利要求2所述的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括預信號預處理單元，其連接在所述成像部件和所述圖像增強部件之間。4.如權(quán)利要求3所述的基于X射線的工業(yè)部件缺陷的無損檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像工作站還包括儲存器、服務(wù)器以及顯示器，所述儲存器、服務(wù)器以及顯示器分別與所述缺陷識別部連接。
【文檔編號】G01N23/04GK205643198SQ201521127135
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】王慧明, 劉東華, 周志勇, 戴亞康, 鄭健
【申請人】蘇州科耐視智能科技有限公司