x射線數(shù)字成像系統(tǒng)構成

x射線數(shù)字成像技術，又稱為DR技術，數(shù)字射線成像技術等，下文將介紹一下X射線數(shù)字成像技術的基本概念和優(yōu)缺點。

X射線機
用于實時成像的射線機與普通X射線機有所不同，它有以下特點：
(1) 小焦點
由于X射線成像系統(tǒng)設備的特性和成像方法所決定，檢測圖像是放大圖像。如果射線機的焦點較大，則隨著放大倍數(shù)的增大，幾何不清晰度也將增大，將導致圖像不清晰度的增大，影響圖像的質量。為了降低幾何不清晰度，射線機必須選用小焦點。通常認為，焦點尺寸≤1.0×1.0mm為小焦點，≤0.1×0.1mm為微焦點。焦點與管電壓之間有以下關系:

管 電 壓 ≤ kV 160 225 320 450
焦點尺寸 ≤ mm 0.4×0.4 0.6×0.6 0.8×0.8 1.0×1.0

(2) 恒電位
由于計算機處理需要求恒定的圖像，且要求重復性好，普通的半波整流X射線機已不能適應，因此，要求采用恒電位X射線機，管電壓峰差≤1％。

(3) 連續(xù)工作
由于X射線數(shù)字成像多用于連續(xù)檢測，因此要求X射線機具有較長時間連續(xù)工作的功能?？蛇x用金屬陶瓷X射線管，雙小焦點，強制水循環(huán)冷卻。
工藝對比試驗表明: 對于相同透照厚度并得到相同的對比度，X射線數(shù)字成像所需要的管電壓僅是膠片照相方法的80～90％。

圖像增強器
X射線數(shù)字成像技術采用圖像增強器作為光-電-光轉換系統(tǒng)。圖像增強器輸入屏直徑對成像質量有較大的影響，直徑較小，則分辨率較高，圖像較清晰，且價格較低，焊縫探傷工藝試驗表明，直徑150mm圖像增強器的分辨率比直徑230mm的高。圖像增強器的中心分辨率要求不低于4.5LP/mm。圖像增強器一般都配有光學鏡頭和電視攝像機。

攝像機和光學鏡頭
圖像增強器輸出端配有一組高清晰度的光學鏡頭，鏡頭后面配高清晰度的攝像機。攝像機的分辨率要求不低于800×600線，采用PAL制。

計算機系統(tǒng)
如今計算機技術發(fā)展日新月異，價格低廉，為X射線數(shù)字成像技術的發(fā)展帶來了全新的機遇。X射線數(shù)字成像技術用的計算機可選用“奔騰”586型PC機，推薦使用工業(yè)控制用微機；軟件要求在DOS或Windows環(huán)境下，支持中文實時成像系統(tǒng)和圖像輔助評定程序運行。計算機的基本配置如下:

主機
(1)主機
586主板 166CPU 32M內存 2.0G硬盤 15" 0.25逐行直角平面彩顯 1.44M軟驅 PCI總線 PCI彩卡 104鍵盤 光電鼠標。
(2)圖像采集卡
在主機箱內裝圖像采集卡。由于攝像機攝取的圖像是模擬視頻，模擬視頻是不能存入計算機的，因此，無法運用計算機對圖像進行處理。通過圖像采集卡可以將模擬視頻轉換為數(shù)字視頻，數(shù)字視頻可以像普通文件一樣存儲在計算機硬盤中，這樣就可以通過計算機對采集來的數(shù)字視頻進行各種處理，以達到提高圖像質量之目的。圖像采集卡具有活動或靜止圖像實時采集和回放功能。用于實時成像技術的圖像采集卡其分辨率應不低于768×576線，按PAL制形式，采集速度為25幀/秒，位數(shù)為8位，即256級灰度。
(3) 光盤刻錄機與光盤
計算機外部或內部配置光盤刻錄機，將檢測圖像刻錄到CD光盤中，以便長期保存?？啼洐C除具有刻錄光盤作用之外，還具有普通光盤驅動器的功能。Ｘ射線數(shù)字成像檢測圖像保存的媒體是CD光盤，其工作原理是：經(jīng)處理的檢測圖像暫時儲存在計算機硬盤中，待儲存到足夠數(shù)量后，再轉儲到CD光盤上；當需要調用時再從光盤回放到顯示器上，或由光盤調入硬盤，在顯示器上顯示出來。

顯示器
顯示器是圖像的顯示媒體，如同X光底片一樣，檢測的各種信息將由它顯示出來。顯示器的分辨率要求不大于0.28mm，以保證有足夠的清晰度。顯示屏的長寬比為４：３。圖像可以正像、負像、黑白、彩色方式顯示。

圖像輔助評定系統(tǒng)
通常在圖像攝像系統(tǒng)之外，另配一臺圖像評定系統(tǒng)(計算機)，用于圖像的計算機輔助評定，通過導線將攝像和評定兩系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

圖像的打印
配激光打印機，即時打印檢測圖像，用于檢測結果的現(xiàn)場處理。

X射線數(shù)字成像檢測軟件
根據(jù)X射線數(shù)字成像檢測的實際情況，開發(fā)檢測應用軟件。軟件應具有圖像采集、圖像處理、圖像分析、圖像測量、圖像儲存、圖像轉錄、圖像打印、輔助評定、打印報告、檢測數(shù)據(jù)庫管理等功能。為了適應我國無損檢測人員的工作習慣，軟件在中文程序環(huán)境下工作，人機對話，界面友好，操作簡便，易學易記。
應用計算機圖像處理技術后，圖像質量提高，檢測圖像能長期保存，圖像檢索、資料查詢、報告打印、資料保管都比膠片照相方法簡單、方便、準確，且效率大大提高。

設備系統(tǒng)分辨率
系統(tǒng)分辨率是整個設備系統(tǒng)組成后重要的綜合性能指標，對成像技術和圖像質量有很大影響。目前國產(chǎn)設備的系統(tǒng)分辨率能夠達到1.4LP/mm，若配置部份進口設備，系統(tǒng)分辨率可達到1.6～1.8 LP/mm。

檢測工裝
為了提高檢測工作效率和檢測準確的程度，需要借助于自動化程度較高的檢測工裝來實現(xiàn)。對于小型工件的檢測，如果形狀較簡單，具有一個自由度即可；對于較大型或較復雜的工件，則要求工裝應具有兩個或兩個以上自由度，或者做成各具一個自由度的多個工裝。工裝應具有較高的精度，要求每檢測一幅圖像工件所移動或轉動距離的偏差不大于2.0mm。

圖像處理技術
圖像處理是將攝取的原始圖像經(jīng)計算機數(shù)字化處理后，按一定規(guī)則存貯在計算機內，利用數(shù)字處理技術，將圖像對比度和清晰度進行增強，以獲得良好的圖像質量。圖像處理方法有多種，連續(xù)幀疊加和勾邊處理對提高圖質量有良好作用。

圖像質量指標
與射線膠片照相技術一樣，X射線數(shù)字成像技術以像質計靈敏度作為圖像質量的主要控制指標，要求達到的像質指數(shù)與GB3323-87或JB4730-94標準相應的質量級別等同。只有像質計靈敏度達到規(guī)定要求的圖像，才能進行焊縫質量評定。像質計靈敏度是設備系統(tǒng)性能和成像技術的綜合反映。
圖像質量還有兩個衡量指標，即圖像對比度和圖像不清晰度，它們與成像技術有更直接的關系。

成像技術

成像技術受設備系統(tǒng)性能和人員操作技能的制約，并作用于圖像質量。

成像技術以圖像對比度和不清晰度為考核指標。