CN100495002C - 基于射线实时成像的缺陷深度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种材料、结构等内部缺陷的射线检测方法—基于射线实时成像的缺陷深度检测方法。它由以下步骤完成：(一)首先将被测试件(1)置入射线源(2)和成像装置(3)之间，并调整被测试件(1)至射线源(2)和缺陷(5)的连线垂直于成像装置(3)；进行第一次成像；(二)把被测试件(1)相对于射线源(2)与缺陷(5)之间的连线产生一个旋转角度(θ)，进行第二次成像，就会在成像装置(3)上得到缺陷(5)的新投影(A)，通过几何尺寸计算就能得出缺陷(5)的缺陷深度(h)。本发明解决了已有的实时成像检测装置只能进行二维检测而难以检验缺陷深度的问题，可以比较迅速地计算出缺陷在检测方向上的深度。本发明具有方法简单、工作可靠、具有较大应用范围等优点。

Description

基于射线实时成像的缺陷深度检测方法

技术领域

本发明涉及一种材料、结构等内部缺陷的射线检测方法。

背景技术

众所周知，无损检测中的射线检测是利用射线可以穿透物质并被其衰减的原理，将三维信息压缩到二维来实现材料、结构等内部缺陷的检测。射线实时成像检测方法具有检测速度快，效率高和可以动态观测被检对象内部状态等优点，并能够给出准确的缺陷分布的平面信息。但正因为它显示的是两维图像，所以无法了解缺陷在深度方向的信息。对于射线照相检测可以采用多次曝光方法(缺点是时间长，操作复杂)，但对于实时成像检测来说，由于其射线源或探测器已相对固定等原因，多次曝光法难以实现。

发明内容

为了解决目前的射线实时成像检测装置难以检测缺陷第三维坐标的问题，提供一种能检测出缺陷第三维坐标的射线检测方法。本发明通过下述技术方案予以实现：一种基于射线实时成像的缺陷深度检测方法，它由以下步骤完成：(一)首先将被测试件1置入射线源2和成像装置3之间，通过调整被测试件1，从而使射线源2和缺陷5的连线垂直于成像装置3；进行第一次成像；(二)在第一次成像后，在射线源2与缺陷5连线上的被测试件1表面上设置金属标记块4，把被测试件1相对于射线源2与缺陷5之间的连线产生一个旋转角度θ，进行第二次成像，就会在成像装置3上得到缺陷5的新投影A，金属标记块4就会在成像装置3上得到投影B，通过下述几何尺寸计算就能得出缺陷5的缺陷深度h：

$r=\frac{S_1(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S_1\cos \mathrm{\θ}}$

$R=\frac{S_2(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S_2\cos \mathrm{\θ}}$

h＝H-(R-r)

L—射线源到成像装置上端面的距离，l—被测试件转动圆心到成像装置上端面的距离，r—缺陷的旋转半径，S₁—缺陷在成像装置上的新投影A与原投影之间距离，S₂—金属标记块在成像装置上的投影B与原投影之间的距离，R—金属标记块的旋转半径，H—被测试件的厚度。

本发明解决了已有的实时成像检测装置只能进行二维检测而难以检验缺陷深度的问题，可以比较迅速地计算出缺陷在检测方向上的深度，并具有较高的精度，扩大了射线实时成像检测方法的应用范围，对于被检测件的修复、改进加工工艺具有实际意义。运用本发明方法的缺陷定位精度：以铝合金为例，对于5～6mm板材可以达到15％左右，被检测板材厚度增加其定位精度将更高。本发明具有方法简单、工作可靠、有较大应用范围等优点。

附图说明

图1是本发明实施方式一的示意图，图2是本发明实施方式二的示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。一种基于射线实时成像的缺陷深度检测方法，它由以下步骤完成，(一)首先将被测试件1置入射线源2和成像装置3之间，通过调整被测试件1，从而使射线源2和缺陷5的连线垂直于成像装置3；进行第一次成像；(二)把被测试件1相对于射线源2与缺陷5之间的连线产生一个旋转角度θ，进行第二次成像，就会在成像装置3上得到缺陷5的新投影A，通过几何尺寸计算就能得出缺陷5的缺陷深度h。

根据图1所示几何关系可知：

$\frac{L}{L-l-r\cos \mathrm{\θ}}=\frac{S}{r\sin \mathrm{\θ}}$

即： $r=\frac{S(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S\cos \mathrm{\θ}}$

h＝r-a

L—射线源到成像装置上端面的距离，l—被测试件转动圆心到成像装置上端面的距离，r—缺陷的旋转半径，S—缺陷在成像装置上两次投影间距离，a—被测试件转动圆心到被测试件下端面的距离。

具体实施方式二：下面结合图2具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，它还包括下述步骤：在第一次成像后，在射线源2与缺陷5连线上的被测试件1表面上设置金属标记块4，当被测试件1旋转角度θ后，金属标记块4就会在成像装置3上得到投影B，然后通过几何尺寸计算得到缺陷深度h的值。使用该方法检测精度较高，具体计算方法如下：

$\frac{L}{L-l-r\cos \mathrm{\θ}}=\frac{S_1}{r\sin \mathrm{\θ}}$

$\frac{L}{L-l-R\cos \mathrm{\θ}}=\frac{S_2}{R\sin \mathrm{\θ}}$

即： $r=\frac{S_1(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S_1\cos \mathrm{\θ}}$

$R=\frac{S_2(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S_2\cos \mathrm{\θ}}$

h＝H-(R-r)

S1—缺陷在成像装置上的新投影A与原投影之间距离，S₂—金属标记块在成像装置上的投影B与原投影之间的距离，R—金属标记块的旋转半径，H—被测试件的厚度。

具体实施方式三：本实施方式与实施方式一、二的不同点是，被测试件1的旋转角度θ在10～30度之间。旋转角度在这一范围内检测方便而且数值较准确。

Claims (2)

1、一种基于射线实时成像的缺陷深度检测方法，其特征是它由以下步骤完成：(一)首先将被测试件(1)置入射线源(2)和成像装置(3)之间，通过调整被测试件(1)，从而使射线源(2)和缺陷(5)的连线垂直于成像装置(3)；进行第一次成像；(二)在第一次成像后，在射线源(2)与缺陷(5)连线上的被测试件(1)表面上设置金属标记块(4)，把被测试件(1)相对于射线源(2)与缺陷(5)之间的连线产生一个旋转角度(θ)，进行第二次成像，就会在成像装置(3)上得到缺陷(5)的新投影(A)，金属标记块(4)就会在成像装置(3)上得到投影(B)，通过下述几何尺寸计算就能得出缺陷(5)的缺陷深度(h)：

$r=\frac{S_1(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S_1\cos \mathrm{\θ}}$

$R=\frac{S_2(L-l)}{L\sin \mathrm{\θ}+S_2\cos \mathrm{\θ}}$

h＝H-(R-r)

L—射线源到成像装置上端面的距离，l—被测试件转动圆心到成像装置上端面的距离，r—缺陷的旋转半径，S₁—缺陷在成像装置上的新投影A与原投影之间距离，S₂—金属标记块在成像装置上的投影B与原投影之间的距离，R—金属标记块的旋转半径，H—被测试件的厚度。

2、根据权利要求1所述的基于射线实时成像的缺陷深度检测方法，其特征是被测试件(1)的旋转角度(θ)在10～30度之间。

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