CN106706671A - 小内径筒体微焦点棒阳极x射线自动检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，包括：射线机头固定装置、射线机移动平台、面板探测器移动平台、面板探测器、微焦点棒阳极射线机、射线机和面板探测器升降臂、筒体旋转平台、筒体移动平台、机械运动控制操作台、射线机控制台、视频录像装置和图像采集、处理软件。本发明成功实现了小内径筒体微焦点棒阳极射线源在内面板探测器在外X射线单壁单影自动检测。与此同时，本发明还提供了一种小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置的检测方法。

Description

小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及机电领域，特别涉及一种新型小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置及检测方法。

背景技术

原有小内径筒体采用普通射线机胶片法检测，由于筒体内径限制，射线机管头无法伸入筒体内部，使得射线源只能处于筒体外部，并采用双壁单影检测工艺，双壁单影检测灵敏度明显低于单壁成像检测工艺。同时由于筒体内径较小，双壁透照时筒体前壁也会成像造成检测图像叠加产生重影。以上原因导致原有检测工艺检测灵敏度较低，易漏检。

原有筒体采用胶片法，胶片法检测包括检测准备、曝光和胶片处理等工序。每个筒体完成100%检测，需要检测人员每次透照完成后要进入曝光室取下已曝光胶片，转动筒体后布置新胶片后再次透照，考虑到曝光室内散射线对检测人员影响，一般曝光结束后等待4~5分钟才进行换片，加上曝光时间每次透照需要十几分钟，检测人员劳动强度大、检测速度慢。完成一个筒体检测需要检测人员往复进入射线曝光室多次更换胶片和转动筒体，易受室内射线辐射电离空气产生的臭氧伤害。

增加普通X射线机双壁自动检测内容的描述，介绍目前小焦点射线机数字射线检测双壁透照的内容和存在的不足，引出微焦点棒阳极的内容。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

本发明解决的问题是，现有小内径筒体微焦点棒阳极X射线检测方法效率低，灵敏度较低；为解决所述问题，本发明实现一种小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置及方法。

本发明提供的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置包括：射线机头固定装置、射线机移动平台、面板探测器移动平台、面板探测器、微焦点棒阳极射线机、射线机和面板探测器升降臂、筒体旋转平台、筒体移动平台、机械运动控制操作台、射线机控制台、视频录像装置和图像采集、处理软件。

所述射线机头固定装置承载射线机和视频录像装置；所述射线机头移动平台带动所述射线机固定装置水平方向移动；所述面板探测器移动平台带动所述面板探测器水平方向移动；所述射线机和面板探测器升降臂带动所述射线机和面板探测器进行高度方向移动；所述筒体旋转平台承载筒体并带动筒体圆周方向旋转；所述筒体移动平台承载旋转平台并带动筒体横向方向移动。

所述微焦点棒阳极射线机提供射线源；所述面板探测器用来接收射线，并在面板探测器上将射线进行光电转换，转换成可检测的透射射线影像；所述机械运动控制操作台用于完成筒体与射线源（包括面板探测器）的相对运动，完成检验部位的图像采集；所述射线机控制台用于控制射线源开启和关闭、调节射线检测参数，具有自动训机、手动/自动聚焦等功能；所述图像采集、处理软件用于实时显示、采集、处理图像（包含几何尺寸测量和标定等其他常规图像处理功能）。

进一步，所述小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，所述微焦点棒阳极射线机的阳极棒伸入待检小内径筒体筒内，微焦点棒阳极射线机阳极棒发射出的射线源穿过单倍筒体壁厚到达所述面板探测器，实现小内径筒体单壁单影自动检测方法。

进一步，所述机械运动控制操作台的核心为可编程逻辑控制器，通过RS232串口通讯模块传送数据，对射线机和面板探测器升降臂、筒体旋转和移动平台进行控制；射线机和面板探测器升降电机、筒体旋转电机、筒体移动电机通过RS-232串口及数字I/O口组成通讯网络。机械运动控制操作台（9）实现所有运动机构的协调运动。

进一步，所述的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，所述射线机移动平台通过手动/自动调节微焦点棒阳极射线机沿着滑轨进行水平方向移动；所述面板探测器移动平台通过手动/自动调节面板探测器沿着滑轨进行水平方向移动；所述射线机和面板探测器升降臂通过电机控制，手动/自动使射线机和面板升降；所述筒体旋转平台通过电机控制，手动/自动使筒体进行圆周方向转动；所述筒体移动平台通过电机控制，手动/自动使筒体进行横向方向移动。

本发明的另一技术方案在于，提供了上述的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置的检测方法，其步骤包括：

步骤一、将筒体放置在旋转平台正中心，将微焦点棒阳极射线机置于筒体上方。手动对射线机和面板探测器位置进行初始化或在机械运动控制操作台上设置参数后自动使微焦点棒阳极射线机和面板探测器进行初始化，回至零位。打开射线机控制台设置透照电压、管电流，并同时打开相应的图像采集、处理软件，手动使筒体运行至检测初始位置或在机械运动控制系统按选择的参数自动运行至检测初始位置（即第一高度、第一个角度），对检测第一个高度初始位置进行数字成像并自动保存图像原始信息；

步骤二、初始位置自动曝光10s左右成像后，手动/自动使筒体旋转平台带动筒体旋转至下个角度进行数字成像并自动保存图像原始信息，直至完成筒体第一个高度方向上的整个圆周方向的数字成像检测。筒体整个检测过程中射线机始终开启；

步骤三、手动/自动通过机械运动控制操作台，使微焦点棒阳极射线机和面板探测器移动至筒体待检部位的下个高度初始位置（第二个高度、第一个角度）。进行数字成像后自动保存图像原始信息；

步骤四、重复步骤二和步骤三，直至完成筒体的检测；

通过射线机控制台关闭射线源，更换筒体，开始检测下个筒体。

本发明能够利用检测装置控制自动完成筒体整体单壁单影数字成像检测方法，免去原有X射线检测过程中操作人员往复多次进入曝光室更换胶片及手动转动筒体的环节，省去了每次曝光结束后等待时间，提高了检测效率。实现了小内径筒体整体自动衔接数字成像检测，透照方法由双壁单影改成单壁单影，提高检测灵敏度。

本发明可实现小内径筒体的检测从传统的手工胶片法检测方式变成自动化数字成像检测，提高小内径筒体的检测效率和检测灵敏度，降低了劳动强度和减少了检测成本。

附图说明

图1是本发明提供的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置的正视图；

图2是本发明提供的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，包括：包括射线机头固定装置1、射线机移动平台2、面板探测器移动平台3、面板探测器4、微焦点棒阳极射线机5、射线机和面板探测器升降臂6、筒体旋转平台7、筒体移动平台8、机械运动控制操作台9、射线机控制台10、、视频录像装置11和图像采集、处理软件12。所述射线机头固定装置1承载射线机5和视频录像装置11；所述射线机头移动平台2带动所述射线机固定装置1水平方向移动；所述面板探测器移动平台3带动所述面板探测器4水平方向移动；所述射线机和面板探测器升降臂6带动所述微焦点棒阳极射线机5和面板探测器4进行高度方向移动；所述筒体旋转平台7承载筒体并带动筒体圆周方向旋转；所述筒体移动平台8承载旋转平台并带动筒体横向方向移动。

所述微焦点棒阳极射线机5提供射线源；所述面板探测器4用来接收射线，并在面板探测器上将射线进行光电转换，转换成可检测的透射射线影像；所述机械运动控制操作台9用于完成筒体与射线源（包括面板探测器）的相对运动，完成检验部位的图像采集；所述射线机控制台10用于控制射线源开启和关闭、调节射线检测参数，具有自动训机、手动/自动聚焦等功能；所述图像采集、处理软件12用于实时显示、采集、处理图像（包含几何尺寸测量和标定等其他常规图像处理功能）。

本发明实施例提供的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置由人工辅助装件于旋转平台上，将筒体放置在旋转平台正中心。通过人工手动移动微焦点棒阳极射线机和面板探测器，使棒阳极射线机置于筒体正中心上方，在机械运动控制操作台上设置参数，对微焦点棒阳极射线机和面板探测器进行初始化，回至零位。打开射线机控制台设置透照电压、管电流，并同时打开相应的图像采集、处理软件，机械运动控制系统按选择的参数自动运行至检测初始位置（即第一高度、第一个角度），对检测第一个高度初始位置进行数字成像并自动保存图像原始信息。由筒体旋转电机带动筒体旋转，自动完成第一个高度的整个圆周方向上的数字成像检测。所有参与检测部件都采用步进电机驱动，保证控制的精确度；机械运动控制操作台采用平板电脑控制系统，用户通过它来设定检测数据库、调整运动参数等。

本实施例中，所述微焦点棒阳极射线机的阳极棒伸入待检筒体筒内，微焦点棒阳极射线机阳极棒发射出的射线源穿过单倍筒体壁厚到达所述面板探测器，实现小内径筒体单壁单影检测方法。

本实施例中，所述机械运动控制操作台9的核心为可编程逻辑控制器，通过RS232串口通讯模块传送数据，对射线机和面板探测器升降臂、筒体旋转和移动平台进行控制；射线机和面板探测器升降电机、筒体旋转电机、筒体移动电机通过RS-232串口及数字I/O口组成通讯网络。机械运动控制操作台9实现所有运动机构的协调运动。

本实施例中，所述机械运动控制操作台9在检测时可通过人机界面进行自动/手动切换，手动时均可调节每轴运动距离，并进行存储。各轴做独立的定位运动，操作者设定各轴的运动距离或运动的角度，在显示屏界面上，对运动的各轴输入有效数值，输入数值后点击“初始化/开始”按钮，工件即可以按照指定的运动距离运动。通过控制程序可以设定各种工件检测参数，包括各电机的位移距离、旋转角度等，能够根据检测需要设定多个检测参数数据库。工作时，工件由人工辅助放置在旋转平台上，当操作人员选定相应数据库后，此时PLC根据数据库参数自动进行数字成像检测。

本实施例中，所述的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，所述射线机移动平台通过手动/自动调节微焦点棒阳极射线机沿着滑轨进行水平方向移动；所述面板探测器移动平台通过手动/自动调节面板探测器沿着滑轨进行水平方向移动；所述射线机和面板探测器升降臂通过电机控制，手动/自动使射线机和面板升降；所述筒体旋转平台通过电机控制，手动/自动使筒体进行圆周方向转动；所述筒体移动平台通过电机控制，手动/自动使筒体进行横向方向移动。

本发明还提供采用本发明所提供的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置的检测方法。结合参考图1和图2，在一个实施例中，首先将筒体放置在旋转平台正中心，将微焦点棒阳极射线机置于筒体上方。手动对射线机和面板探测器位置进行初始化或在机械运动控制操作台上设置参数后自动使微焦点棒阳极射线机和面板探测器进行初始化，回至零位。打开射线机控制台设置透照电压、管电流，并同时打开相应的图像采集、处理软件，手动使筒体运行至检测初始位置或在机械运动控制系统按选择的参数自动运行至检测初始位置（即第一高度、第一个角度），对检测第一个高度初始位置进行数字成像并自动保存图像原始信息；初始位置自动曝光10s左右成像后，手动/自动使筒体旋转平台带动筒体旋转至下个角度进行数字成像并自动保存图像原始信息，直至完成筒体第一个高度方向上的整个圆周方向的数字成像检测。筒体整个检测过程中射线机始终开启；手动/自动通过机械运动控制操作台，使微焦点棒阳极射线机和面板探测器移动至筒体待检部位的下个高度初始位置（第二个高度、第一个角度）。进行成像后自动保存图像原始信息。重复以上，直至完成筒体的数字成像检测。通过射线机控制台关闭射线源，更换筒体，开始检测下个筒体。

本实施例中，曝光时间由图像采集软件控制，在其他实施例中，曝光时间可作调整，满足拍照要求即可。

本领域技术人员应当明白，说明书只是对本发明的精神和实质进行示意性说明和阐述，对本发明的任何更改和替换都属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，包括射线机头固定装置（1）、射线机移动平台（2）、面板探测器移动平台（3）、面板探测器（4）、微焦点棒阳极射线机（5）、射线机和面板探测器升降臂（6）、筒体旋转平台（7）、筒体移动平台（8）、机械运动控制操作台（9）、射线机控制台（10）、视频录像装置（11）和图像采集、处理软件（12）；

所述射线机头固定装置（1）承载射线机（5）和视频录像装置（11）；所述射线机头移动平台（2）带动所述射线机固定装置（1）水平方向移动；所述面板探测器移动平台（3）带动所述面板探测器（4）水平方向移动；所述射线机和面板探测器升降臂（6）带动所述微焦点棒阳极射线机（5）和面板探测器（4）进行高度方向移动；所述筒体旋转平台（7）承载筒体并带动筒体圆周方向旋转；所述筒体移动平台（8）承载旋转平台并带动筒体横向方向移动；所述微焦点棒阳极射线机（5）提供射线源；所述面板探测器（4）用来接收射线，并在面板探测器上将射线进行光电转换，转换成可检测的透射射线影像；所述机械运动控制操作台（9）用于完成筒体与射线源的相对运动，完成检验部位的图像采集；所述射线机控制台（10）用于控制射线源开启和关闭、调节射线检测参数，具有自动训机、手动/自动聚焦功能；所述图像采集、处理软件（12）用于实时显示、采集、处理图像。

2.依据权利要求1所述的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，所述微焦点棒阳极射线机（5）的阳极棒伸入待检小内径筒体筒内，微焦点棒阳极射线机（5）的阳极棒发射出的射线源穿过单倍筒体壁厚到达所述面板探测器（4），实现小内径筒体单壁单影自动检测。

3.依据权利要求1所述的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，所述机械运动控制操作台（9）的采用可编程逻辑控制器，通过RS232串口通讯模块传送数据，对射线机和面板探测器升降臂、筒体旋转和移动平台进行控制；射线机和面板探测器升降电机、筒体旋转电机、筒体移动电机通过RS-232串口及数字I/O口组成通讯网络。

4.依据权利要求1所述的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置，其特征在于，所述射线机移动平台（2）通过手动或自动调节微焦点棒阳极射线机（5）沿着滑轨进行水平方向移动；所述面板探测器移动平台（3）通过手动或自动调节面板探测器（4）沿着滑轨进行水平方向移动；所述射线机和面板探测器升降臂（6）通过电机控制，手动或自动使射线机和面板升降；所述筒体旋转平台（7）通过电机控制，手动或自动使筒体进行圆周方向转动；所述筒体移动平台（8）通过电机控制，手动或自动使筒体进行横向方向移动。

5.基于权利要求1至4中提供的小内径筒体微焦点棒阳极X射线自动检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将筒体放置在旋转平台（7）正中心，将微焦点棒阳极射线机（5）置于筒体上方；手动对射线机（5）和面板探测器（4）位置进行初始化或在机械运动控制操作台（9）上设置参数后自动使微焦点棒阳极射线机（5）和面板探测器（4）进行初始化，回至零位；打开射线机控制台（10）设置透照电压、管电流，并同时打开相应的图像采集、处理软件，手动使筒体运行至检测初始位置或在机械运动控制系统按选择的参数自动运行至检测初始位置即第一高度、第一个角度，对检测第一个高度初始位置进行数字成像并自动保存图像原始信息；

步骤二、初始位置自动曝光10s左右成像后，手动或自动使筒体旋转平台（7）带动筒体旋转至下个角度进行数字成像并自动保存图像原始信息，直至完成筒体第一个高度方向上的整个圆周方向的数字成像检测；筒体整个检测过程中射线机始终开启；

步骤三、手动/自动通过机械运动控制操作台（9），使微焦点棒阳极射线机（5）和面板探测器（4）移动至筒体待检部位的下个高度初始位置，即第二个高度、第一个角度；进行数字成像后自动保存图像原始信息；

步骤四、重复步骤二和步骤三，直至完成整个筒体的检测；

通过射线机控制台（10）关闭射线源，更换筒体，开始检测下个筒体。