Цифровая (компьютерная) радиография
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:- Метод оптического переноса рентгеновского изображения с люминесцентного экрана на ПЗС-матрицу (непрямая цифровая рентгенография)
- Использование стимулируемых люминофоров с последующим сканированием рентгеновского изображения
- Использование полупроводниковых детекторов (прямая цифровая рентгенография)
Важные показатели систем цифровой радиографии:
- Пространственное разрешение (на современных системах удается достигать значения 30 мкм - например, сканер HD-CR 35 NDT Plus)
- Шкала градаций серого (до 65536 градаций серого в современных сканерах)
- 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:
- 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.)
- 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
- Позволяет получать как аналоговые, так и цифровые изображения. Особенности получения разберем чуть ниже
- Позволяет снизить расходы на проведение исследования (за счет отсутствия проявки пленок)
- Дает возможность пересылать данные исследований без потери качества
- Позволяет уменьшать дозы облучения, необходимые для экспонирования (в отличие от пленочного метода)
- Высокая чувствительность к ионизирующему излучению, а, следовательно, малое время экспозиции (в 2-20 раз ниже по сравнению с пленкой)
- Возможность многоразового использования пластин
Наряду с преимуществами, компьютерная радиография обладает и рядом недостатков:
- 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
- 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
- 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:
- Проквантовать изображение по яркости. Сначала устанавливаются верхний и нижний пороги интенсивности (белый и черный цвет)
- Образованный диапазон яркости квантуется на необходимое количество областей
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.
- 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)
- предустановленные размеры лазерного пятна, возможность подстройки под максимальное разрешение всех представленных на рынке запоминающих пластин
- регулировка размера лазерного пятна, напряжения на ФЭУ, мощности лазера и размера пикселя - возможность задавать оптимальные параметры сканирования
- регулировка разрешения сканирования в диапазоне 12,5–500 мкм;
- увеличенное в 2–3 раза соотношение сигнал/шум;
- совместимость с запоминающими пластинами разного разрешения;
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.
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":
Перейти к выбору приборов для компьютерной радиографии