螺旋焊管焊縫X射線實(shí)時(shí)數(shù)字成像系統(tǒng)研究.pdf

1、石油管線的建設(shè)是關(guān)系到國計(jì)民生的重大工程，實(shí)現(xiàn)螺旋焊管無損檢測的高質(zhì)量、高效率，保證焊管的安全使用，具有十分重要的意義。目前，國內(nèi)針對螺旋焊管管端焊縫的檢測仍主要采用膠片照相法，不但制約著焊管的生產(chǎn)效率，在圖像成像質(zhì)量、缺陷識(shí)別、存檔等方面也存在其先天的不足。隨著光電成像技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)的日趨成熟，X射線實(shí)時(shí)數(shù)字成像檢測技術(shù)得到了巨大發(fā)展，其應(yīng)用提高了工業(yè)自動(dòng)化和檢測智能化的程度，具有十分重要的實(shí)踐意義。 本文針對

2、螺旋焊管管端焊縫的檢測，以線陣成像器為核心，研制了一套X射線實(shí)時(shí)數(shù)字成像系統(tǒng)。論文詳細(xì)分析了線陣成像器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理；基于線陣成像器工作原理和檢測要求，研制了一套掃描機(jī)械裝置。掃描機(jī)械裝置由三個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有六個(gè)自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)整套裝置的前后移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)動(dòng)力頭的升降以及搖臂旋轉(zhuǎn)動(dòng)作；選用原德國Seifert公司MF2系列ERESCO 65MF2300KV便攜式定向高頻恒壓大焦點(diǎn)X射線機(jī)作為射線源；控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)和PLC聯(lián)合控

3、制。PLC控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，計(jì)算機(jī)控制檢測速度和位置；根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)字成像系統(tǒng)的特點(diǎn)，以Virual C++為平臺(tái)，編寫了一套了系統(tǒng)成像軟件。軟件通過軟件接口實(shí)現(xiàn)了對機(jī)械系統(tǒng)和圖像采集的控制。系統(tǒng)采用純軟件的方式實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，采用直接顯存操作技術(shù)(DirectDrow)解決了圖像顯示的抖動(dòng)問題。軟件的圖像變換處理插件實(shí)現(xiàn)了空域變換、頻域變換、點(diǎn)變換、圖像增強(qiáng)、曝光處理、邊緣提取、形態(tài)學(xué)處理等操作。探討了缺陷的快速識(shí)別方法、針對焊

4、縫圖像的預(yù)處理算法、焊縫提取算法以及Roberts、Sobel、Prewitt、Krisch、高斯-拉普拉斯算子等邊緣檢測算子在邊緣檢測中的應(yīng)用效果，總結(jié)出了一套缺陷快速識(shí)別的方法；借鑒醫(yī)學(xué)圖像存儲(chǔ)的方法，結(jié)合X射線檢測實(shí)際，研究了一套射線檢測圖像存儲(chǔ)方法。 初步實(shí)驗(yàn)證明，螺旋焊管管端焊縫X射線實(shí)時(shí)數(shù)字成像系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)分辨率達(dá)到4～5Lp/mm，靈敏度0.8～2％，圖像動(dòng)態(tài)范圍4096：1。具有軟件界面友好、