Приборы и оборудование
неразрушающего контроля

Санкт-Петербург

8(800) 775-97-61 +7 812 313-96-75

Цифровая (компьютерная) радиография

01.09.2016

Цифровая радиография - это один из самых популярных методов неразрушающего контроля, при котором изображение изучаемого объекта (полученное при помощи ионизирующего излучения) преобразуется в цифровой сигнал. Далее этот цифровой сигнал при помощи специализированного ПО (программного обеспечения) преобразуется в двухмерный массив данных, которые изучаются и анализируются.

Принцип действия систем цифровой радиографии основан на физическом эффекте фотостимулируемой люминесценции. Метод основан на получении рентгеновского изображения на экране, покрытом специальным люминофорным веществом.

Суть метода цифровой радиографии – использование способности некоторых люминофоров формировать изображение на кристаллах, образующих покрытие пластины. Во время экспозиции экран накапливает энергию ионизирующего излучения, в результате чего формируется скрытое изображение, способное сохраняться в течение продолжительного времени. После завершения экспонирования экран помещается в сканер, считывающий скрытое в пластине изображение с помощью инфракрасного лазера. Лазер стимулирует свечение люминесцентного вещества вследствие высвобождения накопленной энергии в виде световых вспышек. Свечение пропорционально количеству квантов, поглощенных люминофором при контроле материала. Вспышки видимого света преобразуются с помощью фотоэлектронного умножителя в электрические сигналы с последующим формированием с помощью АЦП (аналого-цифрового преобразователя) цифровых данных, которые образуют матрицу с яркостными показателями всех пикселей.

Регистрация изображения в цифровой рентгенографии представлена тремя основными методами:
  1. Метод оптического переноса рентгеновского изображения с люминесцентного экрана на ПЗС-матрицу (непрямая цифровая рентгенография)
  2. Использование стимулируемых люминофоров с последующим сканированием рентгеновского изображения
  3. Использование полупроводниковых детекторов (прямая цифровая рентгенография)

Важные показатели систем цифровой радиографии:

  1. Пространственное разрешение (на современных системах удается достигать значения 30 мкм - например, сканер HD-CR 35 NDT Plus)
  2. Шкала градаций серого (до 65536 градаций серого в современных сканерах)
  3. Число рабочих циклов пластины (обычно это значение 3000 циклов, но при использовании, например, сканера  HD-CR 43 NDT со специализированными гибкими кассетами это значение может вырастать до 25000 циклов)

Отсюда и происходит название - цифровая (компьютерная) радиография невозможна без наличия в составе системы современной компьютерной техники.

Еще одно принципиальное отличие цифровой радиографии – в использовании многоразовых запоминающих пластин (в отличие от традиционной радиографии, где для получения результата в качестве промежуточного носителя используются рентгеновские пленки).

То есть по сути получается следующее, если сформулировать тезисно: классическая радиография на пленку, цифровая радиография  на пластину.

На сегодняшний день цифровая радиография является самым технологичным и эффективным методом радиографии.

Преимущества метода компьютерной радиографии:

  1. Позволяет избежать «человеческого фактора» (ошибок при проявке, хранении и обработке пленочных носителей). Раньше были нередки случаи, когда в процессе проявки на пленке появлялись царапины, тени и прочие артефакты, теперь этого можно избежать. Цифровой формат полученных изображений дает большие возможности для анализа (изменение масштаба выделенной области, контрастности; применение цифровых фильтров и т.д.)
  2. Значительно упрощает хранение и обработку цифровых носителей, повышает сохранность носителей - в процессе длительного хранения пленки могли терять цвет, тускнеть и пр., использование пластин позволяет этого избежать
  3. Позволяет получать как аналоговые, так и цифровые изображения. Особенности получения разберем чуть ниже
  4. Позволяет снизить расходы на проведение исследования (за счет отсутствия проявки пленок)
  5. Дает возможность пересылать данные исследований без потери качества
  6. Позволяет уменьшать дозы облучения, необходимые для экспонирования (в отличие от пленочного метода)
  7. Высокая чувствительность к ионизирующему излучению, а, следовательно, малое время экспозиции (в 2-20 раз ниже по сравнению с пленкой)
  8. Возможность многоразового использования пластин

Наряду с преимуществами, компьютерная радиография обладает и рядом недостатков:

  1. самопроизвольное стирание изображения со временем за счет тепловых процессов. В некоторых пластинах уже за 2 часа количество центров окраски уменьшается в 2 раза. Т.е., проведя экспонирование, лучше сразу осуществить оцифровку изображения
  2. Качество изображений, полученных с помощью запоминающих экранов, приблизительно соответствует качеству фотографических изображений, полученных с помощью среднезернистой высокочувствительной пленки типа D7, что сужает сферу применения данного метода
  3. Наблюдается «ход с жесткостью» - зависимость чувствительности от энергии («жесткости») излучения. По мере увеличения энергии ионизирующего излучения время экспозиции возрастает, а чувствительность снижается

Методом цифровой радиографии можно получить как аналоговое, так и цифровое изображение. Примеры аналогового изображения: на флуоресцентном экране, на сцинтилляционном экране, на рентгеновском электронно-оптическом преобразователе, на радиографическом снимке.

Аналоговые изображения могут служить базой для получения цифрового изображения. Для этого необходимо:

  1. Проквантовать изображение по яркости. Сначала устанавливаются верхний и нижний пороги интенсивности (белый и черный цвет)
  2. Образованный диапазон яркости квантуется на необходимое количество областей
Цифровая радиография обеспечивает пространственное разрешение 10-12 линий на 1 мм. По этому показателю цифровое изображение несколько уступает аналоговому, однако обладает рядом важных преимуществ. Главное из них – высокое контрастное разрешение в расширенном динамическом диапазоне, что обеспечивается многократным масштабированием оцифрованного изображения.

Для получения изображения в комплексах цифровой радиографии используются флуоресцентные запоминающие пластины следующих размеров: 6*24 см, 6*48 см, 10*24 см, 10*48 см, 18*24 см, 24*30 см, 30*40 см, 35*43 см. В случае необходимости можно использовать и нестандартные размеры, для этого пластины разрезаются на куски требуемых размеров.

    По своей структуре запоминающие пластины представляют собой «многослойный пирог» (см. рисунок) и непрофессиональная нарезка может привести к тому, что края пленки разлохматятся и рабочая область будет уменьшена. Производители пластин осуществляют нарезку лазером со спеканием края пластины и такого дефекта удается избежать.

    Структура флуоресцентной запоминающей пластины

    Комплекс цифровой радиографии

    Комплекс цифровой радиографии включает в себя: рентгеновскую установку, детектор и компьютер для обработки полученного изображения.

    В зависимости от стоящих перед вами условий и значений качества получаемых изображений вы можете как собрать комплекс цифровой радиографии из компонентов (в зависимости от поставленных задач можно менять модель оцифровщика, модель комьютера, который будет отвечать за обработку изображений в комплексе, а также выбирать ПО), так и приобрести готовое решение - систему цифровой радиографии, благо предложений на рынке более чем достаточно. В зависимости от выбора сканера в системе цифровой радиографии (стандартного разрешения или высокого разрешения, где значения базового пространственного разрешения могут варьироваться в диапазоне от 30 до 10 мкм) цена за готовую систему может различаться достаточно существенно.

    "Альфа-Тест" предлагает модельный ряд комплексов цифровой радиографии "Карат КР". Это современные, высокотехнологичные системы, которые можно использовать практически на любых объектах контроля.

    Преимущества комплексов компьютерной радиографии "Карат КР":

    1. подходят для реализации программы импортозамещения и внесены в реестр средств измерений РФ(Свидетельство об утверждении типа средства измерения RU.C.27.541.A №63103, зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений под №64699-16)
    2. предустановленные размеры лазерного пятна, возможность подстройки под максимальное разрешение всех представленных на рынке запоминающих пластин
    3. регулировка размера лазерного пятна, напряжения на ФЭУ, мощности лазера и размера пикселя - возможность задавать оптимальные параметры сканирования
    4. регулировка разрешения сканирования в диапазоне 12,5–500 мкм;
    5. увеличенное в 2–3 раза соотношение сигнал/шум;
    6. совместимость с запоминающими пластинами разного разрешения;


    Перейти к выбору приборов для компьютерной радиографии

К списку статей
Наверх

Уточните стоимость у наших специалистов

я даю согласие на обработку персональных данных