X射线实时成像图像质量的影响因素
发布时间：2017-09-01
1理论分析
实时成像技术能否代替传统X射线照相底片,关键取决于所采集到的图像质量,衡量实时成像技术图像质量的主要指标是图像清晰度和灵敏度[1]。在影响实时成像图像质量的各个工艺参数中,图像放大倍数、焦距、管电压、管电流和散射线屏蔽等五个参数是可变因素,也是实时成像检测过程中的主要设置参数[1]。提高放大倍数既可放大显示缺陷的细节,又不得不考虑其放大后的失真性;焦距、管电压、管电流影响到图像的放大倍数和射线强度;散射线将加大图像的灰雾度及降低图像的对比度,可见实时成像的图像质量受到诸多因素的综合影响。
2工艺试验及讨论
2.1试验设备
X射线探伤机采用菲利浦MNC65型直流稳压探伤机,选用0.4mm×0.4mm小焦点。图像增强器采用法国汤姆逊16XZ45STA型X射线图像增强器,直径150mm;其尾部装有N205BR10A型高清晰度电视摄像机。
2.2工艺试验
在试验中,首先使用滤板和光栅对散射线进行屏蔽,所以散射线屏蔽可视为固定参数,只针对其它四个参数分别进行试验。其中,放大倍数的影响试验选择焦距F=1000mm ,管电压U=70kV ,管电流I= 2mA ;管电压的影响试验选择焦距F=1000mm ,放大倍数M=2.2 ,管电流I=2mA ;管电流的影响试验选择放大倍数M= 2.2 ,焦距F=1000mm ,管电压U= 70kV ;焦距的影响试验选择放大倍数M= 2.2 ,管电流I= 2mA ,管电压U=70kV。试验用工件采用某卫星钛合金高压气瓶赤道焊缝,透照厚度2.3mm,单面自动氩弧焊。用分辨率测试卡和透度计分别测试不同数值下的图像分辨率UT和像质指数Z。试验结果见图1～图4。
3分析与讨论
1)试验结果表明,管电压对图像分辨率和像质指数的影响极为明显,但分辨率和像质指数并不是单调随管电压增大而提高。在较低管电压下,射线能量较小,无法有效穿透工件,到达图像增强器的透射线强度较弱,故图像质量较差;随管电压的逐步升高,射线能量增大,透射线强度增大,成像质量也逐步提高,到某一电压值达到最佳效果;随后,随管电压的升高,线衰减系数和散射比将增大,反而使图像质量降低。
2)放大倍数对图像分辨率和像质指数的影响类似于管电压。实时成像中图像都经过了放大,以利于图像的识别。在较低放大倍数下,由于细节放大不足,此时图像质量相对较差;随放大倍数的增大,缺陷和细节的尺寸也将放大,图像质量也逐步提高,到某一值时达到最佳(从识别缺陷图像所要求对比度的角度讲,这将有利于缺陷图像的识别);随后,随放大倍数的增大,几何不清晰度将增大,将导致总的射线照相不清晰度的增大,造成图像质量下降。
3)由图4可以看到,管电流对图像质量也有一定的影响。管电流对图像质量的影响机理限于篇幅所限,不再赘述。
4)透照距离(焦距)对图像质量也有影响。焦距过小,会使几何不清晰度增大,导致总的射线照相不清晰度增大,造成图像质量下降;随焦距的增大,几何不清晰度将减小,图像灵敏度和分辨率也将逐步提高;到某一最佳值后,再随焦距增大,射线强度衰减也增大,使穿过工件到达图像增强器用于成像的射线强度不足,图像对比度减小,影响图像质量;另外,放大倍数过大也造成图像失真度增大,影响图像的清晰度,使图像质量下降。
可见,四种参数对图像质量的影响规律基本一致,均存在一个最佳值。管电压和放大倍数是影响实时成像图像质量的主要因素,焦距和管电流对图像质量虽影响较小,但也不容忽视。所以只有当综合考虑各种因素的影响后,在优化工艺下才能获得最佳的图像质量。
摘自：中国计量测控网
