焊缝X射线底片数字化技术及其应用

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1、2010牟航天先适焊接技术交流会专栏航天制造技术-晖缝X射线底片数字化技术及其应用闰志鸿刘阳李元香宋永伦(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124)摘要：建立了针对焊缝x射线底片的数字化系统，实现了焊缝X射线底片的快速数字化和高分辨细节观察。同时，开发了x射线数字化系统软件，采用数字图像增强技术弥补了人眼观察底片的不足。该系统在航天产品中得到了初步应用。关键词：焊缝x射线底片；数字化；多分辨观察；数字图像增强StudyandApplicationofDigitalizedTechnologyforX—RayFilmofWeldingSeamYanZhihongLi

2、uYangLiYuanxiangSongYonglun(CollegeofMechanicalEngeneeringandAppliedElectronicsTechnology,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100124)Abstract：Inthispaper,adigitalizedsystemforX-rayfilmofweldingsealllisestablished，andfastdigitalizingandhighresolvingimagingforX—rayfilmofweldingseanlisrealized．

3、Meanwhile，thesoftwareforthissystemisdeveloped，andthedigitalimageenhancedprocesssoftwareovercomesthedefaultofobservationwitheyes．Thissystemhasbeenappliedinsomeastronauticproducts．Keywords：X··rayfilmofweldingseam；digitalizing；imaginginmulti·-resolution；digitalimageenhancement1引言X射线探伤技术是目前航天产品中采

4、用的最主要的焊后无损检测方式之一。从信息载体上来分，焊缝X射线无损检测主要方法包括DR(DirectRadiography)、CR(ComputerRadiography)和X射线胶片成像等【1~3】，虽然DR和CR可以直接实现焊缝信息的数字化，但无论从分辨率、动态范围等指标衡量，还是从成本上来说，X射线胶片成像方法优势较大14J，也是目前航天产品中采用最为广泛的x射线探伤技术。x射线胶片成像方法也存在明显的不足：底片无法长时间保存，一般可保存的期限为5-．一7年，这已不能满足某些产品长期服役，质量长期监控的要求；底片和底片评定结果的管理与调阅不方便，耗时耗费；底片只能采用人工评

5、定的方法，对评定人员依赖性强，客观性差，劳动强度大。解决这一问题的关键技术便是底片的数字化，国内外市场上针对底片数字化的成熟设备已有很多，遗憾的是这些设备绝大多数是针对摄影底片或医用底片的。工业底片片基厚，光学密度大，采用以上通用的设备已不能满足其数字化的要求，所以焊缝X射线底片的数字化需要采用专用的设备。美国的GE公司、台湾的中晶公司等均开发了相应的扫描仪，用于工业底片的数字化，但其设备昂贵，当底片光学密度大、尺寸大时，还存在扫描速度慢的问题。本文自主研发了针对焊缝x射线底片的数字化系统，该系统在航天产品中得到了初步的工程应用。2焊缝X射线底片的数字化系统依据扫描的方式，工业底

6、片的数字化设备可分为点扫描式、线扫描式和面阵成像式，表1列出了这些扫描方式各自的优缺点。作者简介：闫志鸿(1975一)，博士，材料加SET程专业；研究方向：焊接自动化、焊接检验、机器视觉。收稿日期：2010_03—25152010牟航天先遵焊接技术交流会专栏2010年4月第2期表1工业底片数字化方法比较毛要指标点扫描线扫描面阵成像分辨率较低高底片最人光学密度高较高高动态范围(宽容度)大较大大扫描速度慢快扫描尺寸大小点扫描方式的工业底片数字化系统采用较强的点光源，如He．Ne激光光源等透射底片，然后通过光电传感器件收集透射光。由于激光光斑大小的影像，该类数字化设备的分辨率受到一定限

7、制，扫描速度也较慢，在大底片、高分辨条件下扫描时这一缺点尤为明显，如美国GE公司生产的该类扫描仪最高分辨率为0．05mm，而在此分辨率下，对于356mmx432mm的底片，扫描时间为120s。本文针对焊缝X射线底片，分别采用线扫描和面阵成像的方式建立了不同的底片数字化系统，实现了焊缝x射线底片的快速数字化和高分辨细节观察。开发了X射线数字化系统软件，采用数字图像增强技术弥补了人眼观察底片的不足。2．1基于线扫描方式的底片数字化系统该系统采用长阵列线阵CCD作为传感器件，对应采用线