系统主要由X射线机系统、机械工装系统、电器控制系统、现场监视系统和图像处理工作站等组成。
1.X射线机系统
系统部件主要包括:控制单元、高压发生器、X射线管、控制电缆及其他配件。
1)X射线机采用恒压(直流)式双焦点X射线机,可连续工作,保证检验效率。管电压为225kV,最大管电流为13mA(大焦点为5.5mm×5.5mm),小焦点为1.0mm×1.0mm。
2)冷却系统:用水冷却油和油冷却靶的连续流速降温监控温度,保护X射线管。
2.机械工装系统
(1)设备组成
扫描装置安装在检测流水线上的铅房中,机构各种动作全部由计算机控制,自动对焊缝扫描检测。可采用双壁双影椭圆成像透照工艺,此系统用“展开式双壁双影”成像方法,相当于将环焊缝展开后的平板对接焊缝检测。
(2)机械运动装置由平动装置(成像盒)、转动机构、倾斜机构及防护铅房组成
1)平动装置:内装成像器,行程180mm,完成成像器自动对中,也可椭圆成像。
2)转动机构:将被检钢管输送到检测位置,检测完成后输送出去。
3)倾斜机构:可以完成X射线管±30°的偏转,调整透照角度及焦距。
4)设备技术参数:
①检测灵敏度:0.8%~2.0%(Fe);
②系统分辨率:4.0~5.0Lp/mm;
③检测速度:0.1~0.2m/min连续可调;
④灰度等级:4096(12bit);
⑤检测厚度:Fe等效厚度不小于30mm;
⑥尺寸检测准确度:±0.2mm;
⑦图像存储:硬盘、刻录光盘;
⑧软件功能:多种格式存储、亮度对比度调节、正负像显示、动态降噪、图像存储、自动编号、图像标注、图像测量和图像查阅等。
3.电气控制系统
可编程序控制器(PLC)采用循环扫描工作方式,对每一个程序CPU从第一条指令开始,按指令序号做周期性程序循环扫描,如无跳转指令,则从第一条开始逐条执行用户程序,直至遇到结束符号后返回第一条指令,如此循环。
4.X射线实时成像软件
成像软件实现动态降噪、存储、查询、测量等多种功能,计算机辅助评片软件要完成图像评定、打印报告和人机操作界面。
(1)特点
1)动态实时扫描,对产品检验和曝光的同时,即采集图像数据的同时进行评片;
2)成像灵敏度达到或超过普通胶片拍片灵敏度;(www.xing528.com)
3)效率高:实现动态实时成像、扫描评片一体化;
4)检验过程发现问题,退回处理,减少生产线上的逆流程;
5)对缺陷定性、定量准确,精确测量缺陷尺寸、位置和灰度值等,最小测量尺寸为0.08mm;
6)丰富的数字图像处理工具,在检测过程中可清楚发现缺陷。观察缺陷可用亮度/对比度和勾边等图像处理工具;
(2)X射线实时成像软件功能
软件功能有,检测工艺模块、图像采集模块、图像处理模块、图像显示模块、图像测量模块、图像存储模块、图像检索模块、运动控制模块和程序接口等。
(3)图像处理方法
1)动态降噪:在探测器接收端口安装准直窗口,将射线限制在很窄的缝隙中,使本底噪声很低,配合滤波电路进行动态降噪,这样在检测时会得到高清晰度数字图像。
2)图像像素深度变换及线性增强:DR成像器采集到数字图像是12bit灰度图像,目前计算机操作系统只能支持8bit灰度图像,所以把12bit图像转换成8bit才能正常显示。
3)Log变换:数字图像、图像灰度值与穿透厚度成指数关系,使图像整体观察效果变差。通过数字图像进行Log变换,即使灰度值与透照厚度成线性关系,从而改善图像质量。
4)图像锐化及边缘增强:这是一种效果处理方式,特别对裂纹、未焊透等缺陷具有较好的检出效果。
5.现场监视系统
采用彩色图像信号输入,监视铅房内直管运动状态。
6.图像处理工作站
是整个检测系统的控制中心。
完成数字图像扫描采集、动态降噪、实时显示、动态存储、机械装置自动控制等任务。为人工评定焊缝质量提供工具:尺寸测量、亮度/对比度调节、图像变换等。检测图像用硬盘盒刻录光盘存储,每张DVD可存100张图像。
技术特性:
1)动态检测灵敏度:0.8%~1.8%(Fe);
2)人机界面:中文操作界面数字图像,处理软件、动态降噪、动态存储、动态回放;
3)灰度等级:4096(12bit);
4)图像分辨率≥4.5Lp/mm;
5)穿透厚度:0~30mm;
6)检测速度:0.1~2.0m/min;
7)图像采集速度:实时;
8)检测方式:自动/手动;
9)图像存储:刻录光盘、硬盘;
10)图像评级标准:JB/T 4730.2—2005。
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