X射線實時成像圖像質量的影響因素
發布時間：2017-09-01
1理論分析
實時成像技術能否代替傳統X射線照相底片,關鍵取決于所采集到的圖像質量,衡量實時成像技術圖像質量的主要指標是圖像清晰度和靈敏度[1]。在影響實時成像圖像質量的各個工藝參數中,圖像放大倍數、焦距、管電壓、管電流和散射線屏蔽等五個參數是可變因素,也是實時成像檢測過程中的主要設置參數[1]。提高放大倍數既可放大顯示缺陷的細節,又不得不考慮其放大后的失真性;焦距、管電壓、管電流影響到圖像的放大倍數和射線強度;散射線將加大圖像的灰霧度及降低圖像的對比度,可見實時成像的圖像質量受到諸多因素的綜合影響。
2工藝試驗及討論
2.1試驗設備
X射線探傷機采用菲利浦MNC65型直流穩壓探傷機,選用0.4mm×0.4mm小焦點。圖像增強器采用法國湯姆遜16XZ45STA型X射線圖像增強器,直徑150mm;其尾部裝有N205BR10A型高清晰度電視攝像機。
2.2工藝試驗
在試驗中,首先使用濾板和光柵對散射線進行屏蔽,所以散射線屏蔽可視為固定參數,只針對其它四個參數分別進行試驗。其中,放大倍數的影響試驗選擇焦距F=1000mm ,管電壓U=70kV ,管電流I= 2mA ;管電壓的影響試驗選擇焦距F=1000mm ,放大倍數M=2.2 ,管電流I=2mA ;管電流的影響試驗選擇放大倍數M= 2.2 ,焦距F=1000mm ,管電壓U= 70kV ;焦距的影響試驗選擇放大倍數M= 2.2 ,管電流I= 2mA ,管電壓U=70kV。試驗用工件采用某衛星鈦合金高壓氣瓶赤道焊縫,透照厚度2.3mm,單面自動氬弧焊。用分辨率測試卡和透度計分別測試不同數值下的圖像分辨率UT和像質指數Z。試驗結果見圖1～圖4。
3分析與討論
1)試驗結果表明,管電壓對圖像分辨率和像質指數的影響極為明顯,但分辨率和像質指數并不是單調隨管電壓增大而提高。在較低管電壓下,射線能量較小,無法有效穿透工件,到達圖像增強器的透射線強度較弱,故圖像質量較差;隨管電壓的逐步升高,射線能量增大,透射線強度增大,成像質量也逐步提高,到某一電壓值達到最佳效果;隨后,隨管電壓的升高,線衰減系數和散射比將增大,反而使圖像質量降低。
2)放大倍數對圖像分辨率和像質指數的影響類似于管電壓。實時成像中圖像都經過了放大,以利于圖像的識別。在較低放大倍數下,由于細節放大不足,此時圖像質量相對較差;隨放大倍數的增大,缺陷和細節的尺寸也將放大,圖像質量也逐步提高,到某一值時達到最佳(從識別缺陷圖像所要求對比度的角度講,這將有利于缺陷圖像的識別);隨后,隨放大倍數的增大,幾何不清晰度將增大,將導致總的射線照相不清晰度的增大,造成圖像質量下降。
3)由圖4可以看到,管電流對圖像質量也有一定的影響。管電流對圖像質量的影響機理限于篇幅所限,不再贅述。
4)透照距離(焦距)對圖像質量也有影響。焦距過小,會使幾何不清晰度增大,導致總的射線照相不清晰度增大,造成圖像質量下降;隨焦距的增大,幾何不清晰度將減小,圖像靈敏度和分辨率也將逐步提高;到某一最佳值后,再隨焦距增大,射線強度衰減也增大,使穿過工件到達圖像增強器用于成像的射線強度不足,圖像對比度減小,影響圖像質量;另外,放大倍數過大也造成圖像失真度增大,影響圖像的清晰度,使圖像質量下降。
可見,四種參數對圖像質量的影響規律基本一致,均存在一個最佳值。管電壓和放大倍數是影響實時成像圖像質量的主要因素,焦距和管電流對圖像質量雖影響較小,但也不容忽視。所以只有當綜合考慮各種因素的影響后,在優化工藝下才能獲得最佳的圖像質量。
摘自：中國計量測控網
