x射線數(shù)字成像系統(tǒng)構(gòu)成

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

X射線機(jī)
用于實(shí)時(shí)成像的射線機(jī)與普通X射線機(jī)有所不同，它有以下特點(diǎn)：
(1) 小焦點(diǎn)
由于X射線成像系統(tǒng)設(shè)備的特性和成像方法所決定，檢測(cè)圖像是放大圖像。如果射線機(jī)的焦點(diǎn)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(dǎo)致圖像不清晰度的增大，影響圖像的質(zhì)量。為了降低幾何不清晰度，射線機(jī)必須選用小焦點(diǎn)。通常認(rèn)為，焦點(diǎn)尺寸≤1.0×1.0mm為小焦點(diǎn)，≤0.1×0.1mm為微焦點(diǎn)。焦點(diǎn)與管電壓之間有以下關(guān)系:

管 電 壓 ≤ kV 160 225 320 450
焦點(diǎn)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(jì)算機(jī)處理需要求恒定的圖像，且要求重復(fù)性好，普通的半波整流X射線機(jī)已不能適應(yīng)，因此，要求采用恒電位X射線機(jī)，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(cè)，因此要求X射線機(jī)具有較長時(shí)間連續(xù)工作的功能?？蛇x用金屬陶瓷X射線管，雙小焦點(diǎn)，強(qiáng)制水循環(huán)冷卻。
工藝對(duì)比試驗(yàn)表明: 對(duì)于相同透照厚度并得到相同的對(duì)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(qiáng)器
X射線數(shù)字成像技術(shù)采用圖像增強(qiáng)器作為光-電-光轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。圖像增強(qiáng)器輸入屏直徑對(duì)成像質(zhì)量有較大的影響，直徑較小，則分辨率較高，圖像較清晰，且價(jià)格較低，焊縫探傷工藝試驗(yàn)表明，直徑150mm圖像增強(qiáng)器的分辨率比直徑230mm的高。圖像增強(qiáng)器的中心分辨率要求不低于4.5LP/mm。圖像增強(qiáng)器一般都配有光學(xué)鏡頭和電視攝像機(jī)。

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

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
如今計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展日新月異，價(jià)格低廉，為X射線數(shù)字成像技術(shù)的發(fā)展帶來了全新的機(jī)遇。X射線數(shù)字成像技術(shù)用的計(jì)算機(jī)可選用“奔騰”586型PC機(jī)，推薦使用工業(yè)控制用微機(jī)；軟件要求在DOS或Windows環(huán)境下，支持中文實(shí)時(shí)成像系統(tǒng)和圖像輔助評(píng)定程序運(yùn)行。計(jì)算機(jī)的基本配置如下:

主機(jī)
(1)主機(jī)
586主板 166CPU 32M內(nèi)存 2.0G硬盤 15" 0.25逐行直角平面彩顯 1.44M軟驅(qū) PCI總線 PCI彩卡 104鍵盤 光電鼠標(biāo)。
(2)圖像采集卡
在主機(jī)箱內(nèi)裝圖像采集卡。由于攝像機(jī)攝取的圖像是模擬視頻，模擬視頻是不能存入計(jì)算機(jī)的，因此，無法運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理。通過圖像采集卡可以將模擬視頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻，數(shù)字視頻可以像普通文件一樣存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)硬盤中，這樣就可以通過計(jì)算機(jī)對(duì)采集來的數(shù)字視頻進(jìn)行各種處理，以達(dá)到提高圖像質(zhì)量之目的。圖像采集卡具有活動(dòng)或靜止圖像實(shí)時(shí)采集和回放功能。用于實(shí)時(shí)成像技術(shù)的圖像采集卡其分辨率應(yīng)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(jí)灰度。
(3) 光盤刻錄機(jī)與光盤
計(jì)算機(jī)外部或內(nèi)部配置光盤刻錄機(jī)，將檢測(cè)圖像刻錄到CD光盤中，以便長期保存?？啼洐C(jī)除具有刻錄光盤作用之外，還具有普通光盤驅(qū)動(dòng)器的功能。Ｘ射線數(shù)字成像檢測(cè)圖像保存的媒體是CD光盤，其工作原理是：經(jīng)處理的檢測(cè)圖像暫時(shí)儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)硬盤中，待儲(chǔ)存到足夠數(shù)量后，再轉(zhuǎn)儲(chǔ)到CD光盤上；當(dāng)需要調(diào)用時(shí)再從光盤回放到顯示器上，或由光盤調(diào)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(cè)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(fù)像、黑白、彩色方式顯示。

圖像輔助評(píng)定系統(tǒng)
通常在圖像攝像系統(tǒng)之外，另配一臺(tái)圖像評(píng)定系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))，用于圖像的計(jì)算機(jī)輔助評(píng)定，通過導(dǎo)線將攝像和評(píng)定兩系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

圖像的打印
配激光打印機(jī)，即時(shí)打印檢測(cè)圖像，用于檢測(cè)結(jié)果的現(xiàn)場(chǎng)處理。

X射線數(shù)字成像檢測(cè)軟件
根據(jù)X射線數(shù)字成像檢測(cè)的實(shí)際情況，開發(fā)檢測(cè)應(yīng)用軟件。軟件應(yīng)具有圖像采集、圖像處理、圖像分析、圖像測(cè)量、圖像儲(chǔ)存、圖像轉(zhuǎn)錄、圖像打印、輔助評(píng)定、打印報(bào)告、檢測(cè)數(shù)據(jù)庫管理等功能。為了適應(yīng)我國無損檢測(cè)人員的工作習(xí)慣，軟件在中文程序環(huán)境下工作，人機(jī)對(duì)話，界面友好，操作簡便，易學(xué)易記。
應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)后，圖像質(zhì)量提高，檢測(cè)圖像能長期保存，圖像檢索、資料查詢、報(bào)告打印、資料保管都比膠片照相方法簡單、方便、準(zhǔn)確，且效率大大提高。

設(shè)備系統(tǒng)分辨率
系統(tǒng)分辨率是整個(gè)設(shè)備系統(tǒng)組成后重要的綜合性能指標(biāo)，對(duì)成像技術(shù)和圖像質(zhì)量有很大影響。目前國產(chǎn)設(shè)備的系統(tǒng)分辨率能夠達(dá)到1.4LP/mm，若配置部份進(jìn)口設(shè)備，系統(tǒng)分辨率可達(dá)到1.6～1.8 LP/mm。

檢測(cè)工裝
為了提高檢測(cè)工作效率和檢測(cè)準(zhǔn)確的程度，需要借助于自動(dòng)化程度較高的檢測(cè)工裝來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于小型工件的檢測(cè)，如果形狀較簡單，具有一個(gè)自由度即可；對(duì)于較大型或較復(fù)雜的工件，則要求工裝應(yīng)具有兩個(gè)或兩個(gè)以上自由度，或者做成各具一個(gè)自由度的多個(gè)工裝。工裝應(yīng)具有較高的精度，要求每檢測(cè)一幅圖像工件所移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)距離的偏差不大于2.0mm。

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

圖像質(zhì)量指標(biāo)
與射線膠片照相技術(shù)一樣，X射線數(shù)字成像技術(shù)以像質(zhì)計(jì)靈敏度作為圖像質(zhì)量的主要控制指標(biāo)，要求達(dá)到的像質(zhì)指數(shù)與GB3323-87或JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的質(zhì)量級(jí)別等同。只有像質(zhì)計(jì)靈敏度達(dá)到規(guī)定要求的圖像，才能進(jìn)行焊縫質(zhì)量評(píng)定。像質(zhì)計(jì)靈敏度是設(shè)備系統(tǒng)性能和成像技術(shù)的綜合反映。
圖像質(zhì)量還有兩個(gè)衡量指標(biāo)，即圖像對(duì)比度和圖像不清晰度，它們與成像技術(shù)有更直接的關(guān)系。

成像技術(shù)

成像技術(shù)受設(shè)備系統(tǒng)性能和人員操作技能的制約，并作用于圖像質(zhì)量。

成像技術(shù)以圖像對(duì)比度和不清晰度為考核指標(biāo)。