GB/T35389-2017
无损检测X射线数字成像检测导则
Non-destructivetesting—X-raydigitalradiography—Guide
- 中国标准分类号（CCS）J04
- 国际标准分类号（ICS）19.100
- 实施日期2018-04-01
- 文件格式PDF
- 文本页数19页
- 文件大小2.20M
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无损检测X射线数字成像检测导则
国家标准 GB/T35389一2017 无损检测 射线数字成像检测导则 X Non-destructivetesting X-raydigitalradiography一Guide 2017-12-29发布 2018-04-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T35389一2017 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 符号 技术特点 检测设备 特性分析 8 图像分辨率 图像信噪比 10图像对比度 13 图像质量 1
GB/35389一2017 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准由全国无损检测标准化技术委员会(SAC/TC56)提出并归口
本标准起草单位:北京固鸿科技有限公司、清华大学、兰州瑞奇戈德测控技术有限公司、兵器科 学院宁波分院、烟台华科检测设备有限公司、中航工业北京航空制造工程研究所、湖北三江航天江北机 械工程有限公司、中信戴卡股份有限公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、重庆大学、石油天然气集团 公司管材研究所成都华宇检测科技有限公司、苏州工业园区道青科技有限公司、西安航天复合材料研 究所、杭州华安无损检测技术有限公司、工程物理研究院机械制造工艺研究所、广东盈泉高新材料 有限公司
本标准主要起草人肖永顺,孙忠诚、倪培君、王建华、宋震方、王晓勇、王玉强、高风滨、王球 徐生东唐良明陶维道、张新春、方发胜,汤光平,李砚涛、曾祥照
GB/T35389一2017 引 言 从在20世纪90年代初期起,X射线数字成像检测技术就开始应用于承压设备的焊缝、航空和航天 焊接制品焊缝的内部缺陷检测
目前,X射线数字成像检测技术已广泛应用于航空,航天、石油、化工、 汽车、铁路、电力、机械、承压设备等行业焊缝质量的检测
在铸造行业,针对有色金属铸件和钢铸件内部质量检测,X射线数字成像检测技术已成为必备的检 测手段之一
随着汽车工业的发展,X射线数字成像技术在汽车铝镁合金铸件中有良好的应用前景
随着大型装备制造业的发展,X射线数字成像技术在装备的钢铸件中有良好的应用前景
在非金属材料,复合材料领域,针对陶瓷材料制品、蜂窝结构制品、橡胶制品、树脂基模压制品的内 部质量检测,可从多角度对制品进行检测,有利于夹杂、裂纹、分层及结构缺陷的检出和分析
X射线数字成像检测技术可用于有外保护层的管道检测;纤维缠绕容器缠绕层密实性和瓶体内外 检测、输送流体管道内壁腐蚀性检测
弹药装填、炮弹引信、高压开关触头以及其他重要装置的装配正确性和结构完整性检测,是x射线 数字成像技术的重要应用领域
以微焦点x射线数字成像系统为代表的设备在微电子行业也有广泛的应用
随着X射线数字成像技术的发展,X射线数字成像技术在物流检测,矿物筛选以及文物、考古鉴定 等领域中有良好的应用前景
GB/35389一2017 无损检测 x射线数字成像检测导则 范围 本标准规定了X射线数字成像检测的技术特点、检测设备、特性分析、图像分辨率、图像噪声、图像 对比度、图像质量、技术应用等基本要求
本标准适用于金属材料,非金属材料,复合材料等制品X射线数字成像检测的指导
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件
GB/T12604.11无损检测术语x射线数字成像检测 GB/T35394无损检测X射线数字成像检测系统特性 GB/T35388无损检测X射线数字成像检测检测方法 术语和定义 GB/T12604.l1界定的术语和定义适用于本文件
符号 本标准使用的符号如表1所示
表1符号与说明 符 号 说 明 探测器点扩散函数的半峰全宽,单位mm 物体面上点扩散函数的半峰全宽,单位mm Bw Bw 成像面上点扩散函数的半峰全宽,单位mm CS 对比度灵敏度 CNR 对比度噪声比 CNR 归一化对比度噪声比 CNR 特定微小厚度差的归一化对比度噪声比 焦点尺寸,单位mm1 DDA 数字探测器阵列 焦点到探测器成像面的距离,单位; mm 焦点到被检物体表面的距离,单位mm 探测器每秒钟输出的图像帧数 fps
GB/T35389一2017 表1续) 符 号 说 明 GV 图像灰度值 iSR 用曲线拟合和插值法计算的基本空间分辨率 LP/mm 每毫米范围内可识别的线对数,图像分辨率的表示单位 M 几何放大倍数 M 调制度 M 最佳几何放大倍数 MTF 调制传递函数 0TF 光学传递函数 像素尺寸 PSF 点扩散函数 图像分辨率 R 系统分辨率 SR 基本空间分辨率 SNR 信噪比 归 SNRN -化信噪比 Um 图像不清晰度 U 固有不清晰度 V 最大动态检测速度 特定细节的厚度差异 Aw 测量区灰度值的标准偏差 5 技术特点 5.1检测原理与过程 X射线数字成像技术利用X射线的穿透特性和衰减特性,通过探测器来获得可被显示和记录的数 字图像,成像原理见图1
被检测物体 计算机 射线源 探测器 图1x射线数字成像原理
GB/35389一2017 X射线透照被检测物体后,强度发生了改变,被探测器接收转换为可见光或电子,通过电路读出并 进行数字化处理后,将信号数据发送至计算机系统形成可显示,分析处理和存储的图像
检测过程可分 为透照、信号探测与转换、图像显示与评定3个基本阶段
5.2检测图像 5.2.1X射线数字成像得到的检测图像为数字图像,由按照行和列方式排列的一定像素构成
检测图像包含有被检物体的密度和厚度变化信息,表现为像素的灰度值不同
相同透照条件 5.2.2 下,被检物体密度越小或厚度越小,穿透被检物体的射线衰减也小,检测图像的灰度值越大
5.2.3探测器采集的原始图像为灰度图像,是被检物体的正像
图像处理软件可转换为负像显示 5.2.4检测图像应保存原始图像数据
在不改变原始图像数据时,可保存为不同的位数和不同的文件 格式
另存的其他图像格式对图像细节信息的损失,在实际使用时需评估
5.2.5检测图像的位数取决于探测器模/数(A/D)转换器的位数,决定了图像的灰度等级
5.3图像评定 5.3.1检测图像质量达到产品检验标准规定的图像质量要求时,方可进行评定
5.3.2可采用人工评定方法或(和)计算机自动评定方法对检测图像进行评定
检测设备 6.1设备组成 6.1.1X射线数字成像系统的基本组成一般包括;X射线源、探测器、机械装置、图像处理装置和辐射 安全防护装置
6.1.2X射线数字成像系统具有多种设备配置方案,以满足产品生产设定的技术条件和检验标准为基 本选型依据
6.1.3按GB/T35394测定系统特性
6.2x射线源 6.2.1x射线源是一种可控的射线发射装置,关闭电源后不会发射X射线,具有安全可控的特点
6.2.2X射线源具有多种结构形式、工作方式和冷却方式
结构上分为移动式、便携式、固定式等;工 作方式可分为脉冲式、断续式和连续式;冷却方式分为风冷式,水冷式和油冷式等
应根据检测系统的 工作条件合理选择
6.2.3X射线源的主要技术参数是:管电压及调节范围管电流及调节范围、焦点尺寸和负载率
X射线源的管电压及调节范围要与被检测物体的材质和厚度范围相适应,宜具有较大的管电流 6.2.4 和较小的焦点尺寸
产品连续检测时,宜具有100%的负载率 6.2.5使用线阵列探测器的场合,宜选用纹波系数较小的X射线源
6.3探测器 6.3.1探测器按射线能量分为低能(<1MeV)和高能探测器,按像素的排列方式分为线阵列探测器和 面阵列探测器,按转换屏材料分为直接转换和间接转换探测器,按其制造技术分为非晶硅薄膜晶体管 (a-SiTFT)阵列、互补金属氧化物(CMOs)阵列和光电二极管阵列等
6.3.2探测器的物理特性包括像素尺寸,、敏感区尺寸、A/D转换器位数、帧速、能量范围等参数
探测 器的检测特性用基本空间分辨率,对比度灵敏度、厚度宽容度,效率和图像延迟等参数进行评价
6.3.3不同探测器的指标参数存在差异,需根据检测要求做出合适的选择
GB/T35389一2017 示例:产品动态检测需要选择顿速高、图像延迟小、信噪比较高的探测器;检测含有圆形缩松(针孔)的铸件宜选用分 辨率较高的探测器;薄壁焊缝静态检测宜选用具有较高图像分辨率和较高对比度灵敏度的探测器
6.3.4线阵列探测器每次只能给出被检物体的一维图像信息,需通过物体与检测系统的相对运动才能 形成完整的检测图像
6.3.5线阵探测器检测时的相对运动速度由探测器的输出行频、像素间距和几何放大倍数决定,需要 进行严格匹配和调校后才能保证检测图像无几何畸变
线阵列探测器产生的检测图像经常会产生各向 异性,应从不同方向来测定图像质量
6.3.6线阵列探测器对X射线源输出参数的稳定性要求较高,应控制管电压或管电流的波动不在检测 图像上产生干扰条纹
6.3.7面阵探测器给出的是一个视野范围的检测图像,适合于物体静态成像检测和在较低运动速度下 的动态成像检测
6.3.8动态检测时,宜选用帧速较高的探测器
要求的检测速度越快,帧速要求也越高
对于特定的 探测器,当相对运动速度超过其允许的最大速度时,运动引起的不清晰度将会造成图像质量的明显下降 直至不能完成对工件的有效检测
推荐的最大运动速度的计算方法见式(1) 1P×fps =kx Vwe M 式中 V 最大检测运动速度,单位为毫米每秒(mm/s): 为系数
线阵探测器检测时k=1,面阵探测器检测时k=1一5; P 探测器像素尺寸,单位为毫米(mm)
如果使用了像素合并,则为合并后的像素尺寸; 探测器帧速(对线阵探测器而言为行频),表示为每秒输出帧数， ps M 几何放大倍数 -个最佳的能量范围,在该范围内图像分辨率和信噪比俱佳
6.3.9每一种探测器都对应 6.3.10在检测图像质量可满足产品检验标准要求的前提下,宜优先选用像素尺寸相对较大的探测器 可获得灵敏度更高、信噪比更好的检测图像
当被检物体的材料厚度范围相差很大时,像素尺寸较大的探测器在检测较薄工件时,会出现灵 6.3.11 敏度达到或超过标准要求而图像分辨率不能达到标准要求的情况
出现该情况后,宜优先使用补偿原 则;如补偿后仍不能满足要求,则需要更换成像素尺寸较小的高分辨率探测器
6.4机械装置 机械装置应能承载被检物体并具有所需的自由度,可控制运动范围,速度和透照角度
6.4.1 在某些 应用中,用操控射线源和探测器的运动来代替操控被检物体,或者是二者兼备
6.4.2机械装置应运动平稳,启动/停止时无冲击
应充分保证被检物体在检测过程中不跌落、倾翻和 发生碰撞,被检物体和检测机械之间应无滑动现象
6.43机械装置宜具有复位功能,用来确定被检物体的初始检测位置和消除运动过程的累积误差
6.4.4自动、半自动检测系统要求机械装置具有检测过程的示教功能
每一类被检物体对应一个示教 文件,检测时根据被检物体种类自动调用示教过程记录的运动和位置参数
6.4.5 -般情况下,轮式运动机械的精度较低,较高的运动精度宜采用直线运动单元 6.4.6对运动精度要求较高的机械装置多采用计算机闭环数字控制技术或工业机器人技术
6.5图像处理装置 6.5.1图像处理装置从探测器读取图像数据,经过处理后在显示单元上进行显示
图像处理装置主要 由计算机处理单元、显示单元、图像分析处理软件、图像拷贝和刻录单元等构成
GB/T35389一2017 6.5.2图像显示单元显示的检测图像是射线检测人员对被检物体做出验收/拒收判定的依据 6.5.3显示单元的特性主要由显卡和显示器决定,宜采用高亮度、高对比度显示器
显示器性能应满 足G;B/T35394的相关规定
6.5.4图像分析处理软件的基本功能包括但不限于;坏像素检测与校正、本底校正、像素响应不一致性 校正、儿何校正,图像降噪、恢速设置,图像分辨率测定、归一化信噪比测定等
6.5.5图像分析处理软件的图像处理功能主要有对比度/亮度调整,正/负像转换,直方图分析,图像锐 化、图像平滑、图像增强、图像复原等 6.5.6图像分析处理软件应具有图像缩放、尺寸标定与测量、面积计算、图文标注、图像转存等功能
6.5.7采用的任何图像处理方法应不改变原始图像文件数据
6.5.8需要使用评定框的场合,需按照相关标准生成和显示评定框
6.5.9在使用参考图像评级的场合,应将参考图像(如数字图谱)调整为与当前检测图像具有相同的图 像分辨率来显示和比对
6.6辐射安全防护装置 6.6.1检测系统应通过环境保护部门评估并获得相应的许可后方可投人正常使用
6.6.2根据实际情况确定防护方式
可采用曝光室、铅房或距离等多种防护方法,但都必须符合国家 相关的法规之规定
6.6.3检测现场应具有醒目的警示装置 6.6.4检测现场应划定安全区域
6.6.5定期对检测现场的辐射安全防护装置进行检查
自动化装置 6.7 适合自动化、智能化生产线使用的较复杂X射线数字成像系统,能配合生产节拍实施检测,检测效 率较高,可根据实际要求选配扩展装置 被检物体自动上/下料装置; aa b 被检物体编码读取装置; 缺陷自动识别与评定模块; c d 缺陷位置自动打标装置; e 被检物体检测状态标记装置; fD 验收/拒收物体自动分选装置; 检测图像归档服务器等 g 特性分析 7.1图像退化 X射线数字成像系统以被检物体作为输人(激励信号),以成像系统获得的检测图像作为输出 7.1.1 激励信号的响应)
在成像过程中,输出信号并不能完整反映出输人信号的性质,检测图像会产生 退化
7.1.2x射线数字成像系统的几儿种典型图像退化现象见图2,其中 表示探测器非线性响应造成的非线性退化 a b 表示各种模糊造成的退化; 表示动态检测情况下的运动模糊退化 c d 表示噪声在图像上的叠加
GB/T35389一2017 b 图2x射线数字成像系统的图像退化示意 7.1.3使用空间域分析法和频率域分析法确定检测设备的系统特性
7.2空间域分析 7.2.1x射线数字成像系统的成像特性由参与成像的每一个环节的特性综合决定
成像系统的总扒 散函数是成像过程各个组成部分的点扩散函数的卷积结果
7.2.2点扩散函数是具有正态分布的钟形曲线,为便于分析,常将点扩散函数进行简化
具体方法是 用一个圆柱体来表示钟形体,二者具有相同的体积;圆柱体的直径等于钟形体一半高度时对应的宽度 被称之为点扩散函数的半峰全宽,见图3
/( 半峰全宽 1/2m 图3点扩散函数的半峰全宽示意 7.2.3将一个质点(O)放置在成像空间进行成像,透照布置见图4
几何放大倍数M的计算见式(2) F M=
式中 M 几何放大倍数; 焦点到探测器感应面的距离; F 焦点到质点的距离
GB/35389一2017 焦点 质点 探测器 图4质点的透照几何示意 .2.4设d为焦点尺寸,儿何放大倍数为M,可将“源像”点扩散函数的有效宽度表示为(M-1).d 探测器点扩散函数的有效宽度表示为a
经过卷积运算,成像面上点扩散函数有效宽度Bw'的计算,见 式(3). Bw'=、aM一十a 式中 Bw' 成像面上点扩散函数的有效宽度; 焦点尺寸; -探测器点扩散函数的有效宽度
Bw'的物理意义在于;成像空间中体积无限小的一个质点，经过X射线数字成像系统以后,质点在 探测器成像面的影像将会产生有效直径为Bw'的扩散斑,从而降低了质点的清晰度
如果映射到质点 所在的物面,可以改写为式(4): M-Da Bw一 4 M 7.2.5BW值最小时的几何放大倍数,被称之为最佳放大倍数,表示为Mm,见式(5)
当质点处于最佳 放大倍数的位置时,产生最清晰的成像效果
5 M那=1+(" 任何物体成像时输出图像都会因为边界扩散而使得影像变宽(影像都会产生一个Bw值宽度的 7.2.6 不清晰度),对比度降低的程度取决于Bw值和细节的相对大小
当细节尺寸大于Bw时,影像对比度 降低不明显;当细节尺寸小于Bw时,对比度降低明显,此时细节尺寸每缩小1倍,图像对比度会降低 4倍
7.2.7在X射线数字成像检测技术中,探测器点扩散函数的有效宽度a被称之为探测器固有不清晰 度,表示为U,也被称为系统分辨率;点扩散函数的Bw被称之为图像不清晰度,表示为U,也被称为 图像分辨率
7.3频率域分析 7.3.1X射线数字成像系统获得的检测图像是空间域里物体与系统点扩展函数卷积后叠加得到的结 果,或者说就是在频率域里物体经系统调制后得到的结果
将点扩散函数进行傅里叶变换后,则转换到 频率域分析成像系统的特性
7.3.2光学成像系统被看做是一个空间频率线性滤波器
它的成像特性和像质评价可以用物与像之 间的频谱之比来表示
成像系统的这个频谱对比特性就是成像系统的传递函数(OTF)
传递函数是 -个复函数,调制传递函数(MTF)是它的“模”,表示像与物之间调制度之比;位相传递函数(PTF)是其 “幅角”,表示相位角的变化
即 oTF=MTFerT 6
GB/T35389一2017 式中 OTF 传递函数; MTF -调制传递函数; PTF 位相传递函数
7.3.3一个空间频率的正弦物经过成像系统后,仍为一正弦分布,只是对比度降低了,有时候还可能产 生相位的移动,见图5
对于数字化射线成像系统,相位移动可以忽略不计,因此,系统的传递函数实质 上就是系统的调制传递函数
"=l/1 PTF( 图5正弦物的传递示意 7.3.4调制度M的计算见式(7) Imn M,-一 +丽 Imax 式中 -信号强度 M -调制度
7.3.5调制度反映了物体细节在背景中的对比度
按照调制度的定义,用式(8)计算出给定频率下的 调制传递函数MTF M MTF 8 M 7.3.6调制传递函数实际反映的是成像系统传递对比度的能力
频率域分析系统特性,实质上是研究 成像系统输出图像对比度随输人的物体细节尺寸变化的关系,不同大小的物体细节尺寸可以表示为不 同的空间频率
图6所示,是以物体细节尺寸(不同频率)为横坐标,图像对比度为纵坐标获得的成像系 统调制传递函数曲线,称之为MTF曲线
GB/35389一2017 成像系统 A0M B，e MTF 图6MTF曲线示意 7.3.7MTF的值域为[o,1],MTF值随频率的增大而下降
当MTF=0时对应的频率称为截止频 率,高于该频率的信号就不能被系统传递
MTF曲线反映了成像系统对不同大小的物体细节经过成 像后对比度的变化情况
细节尺寸越小,对应的空间频率越高,成像后调制度越低,调制传递函数值越 小,成像后越难以识别
7.3.8在理论上,对成像系统的点扩散函数进行傅里叶变换能得到系统的调制传递函数,然而由于点 扩散函数的模型建立存在许多的理想化条件,因而与实际情况会存在较大的误差
工程应用中,经常采 用测量的方法得到系统的MTF曲线
可使用模型法或边界法测量x射线成像系统的MTF曲线
7.3.9模型法用成排圆孔模型、条形模型等来测量MTF曲线
模型儿何尺寸精度和人为判断方法会 引起分析评价误差,只能对有限个离散空间频率进行测量,不能够进行全面的测量
为提高模型法的可 靠性,需要使用专用软件利用曲线拟合和插值的方法进行自动分析
7.3.10边界法是另一种MTF曲线测量方法
边界测量法的基本原理是;利用边界成像获得边缘响应 函数(ESF),对边缘响应函数求一阶导数来获得线扩散函数(LSF),对线扩散函数进行快速傅里叶变换 得到系统的MTF曲线,见图7
MT 幅值 线扩散函数 -边扩散雨数 空间频率 位置 图7边界法计算MT曲线示意 7.3.11MTF曲线低频域部分是图像对比度的决定因素,高频域部分是图像分辨率的决定因素
通过 MTF曲线的包络面积可判断系统成像的优劣,面积越大成像质量越好
7.4系统特性 MTF曲线决定了成像系统特性,客观反映了成像系统对不同尺寸细节的对比度传递能力,可以 7.4.1 使用工程的方法进行测量
GB/T35389一2017 7.4.2图像不清晰度是决定MTF曲线形态的主要因素
7.4.3探测器基本空间分辨率,射线源焦点尺寸和透照几何放大倍数共同决定了图像不清晰度值
8 图像分辨率 8.1 概述 图像分辨率是表示图像清晰程度的一种方法,也可以用图像不清晰度值来表示
8.2测量原理 8.2.1图像的清晰程度在厚度均匀的物体影像上难以辨别,只有通过其在物体边界上引起的锐利度改 变才能够观察到,但仍然不能进行准确的测量
8.2.2任何物体都可以看成是由一系列相邻的点组成的,不同的点具有不同的强度分布
线性成像系 统输出的图像是物体上各个点像的强度叠加之和
两个相邻的、距离不同的点成像,说明了成像的叠加 效应,见图8
风 图8点像的叠加效应示意 8.2.3当两个等强度的像斑相互靠近前,像斑之间没有相互影响,两个像斑可以清楚地分辨出来;随着 像斑中心距离的减小,像斑之间在边界处开始进行叠加,边界越来越不明显;随着像斑中心距的进一度 减小,两个像斑叠加在一起,合成为一个像斑而变得不可分辨
根据瑞利判据,当一个像斑的边缘最暗处与另一个像斑的中心正好重合时,此时对应的两个像 8.2.4 斑刚好能被人眼或成像系统所分辨,见图9
.0 0.81 0.735 图9瑞利判据的模型 10
GB/35389一2017 8.2.5对于两等强度的孤立线像,如果中心马鞍点(B点)的灰度小于峰值灰度(A点)的0.81时,则认 为此二线可以区分;对于两等强度的孤立点像,如果中心马鞍点的灰度小于峰值灰度的0.735时,则认 为此二点可以区分
8.3测量方法 8.3.1将两根细丝按照等间距排列丝径与间距相等),经过X射线透照成像后获得的灰度分布曲线见 图10. 不清晰度 图10线对成像后的灰度分布示意 当线对的中心对比度下降为20%时,该组线对的中心间距(实体加间隙)就是图像的不清晰度 8.3.2 值,单位是毫米
8.3.3将多组不同丝径和间距的线对加工在一个测试模型上,就能得到有限个测试结果
8.3.4对于有限组线对,测试结果可能并不包含对比度刚好为20%的线对,所以需要进行曲线拟合用 插值法计算得到不清晰度的精确值
8.3.5图像分辨率按照GB/T35394规定的方法进行测定
8.4换算关系 8.4.1图像分辨率与图像不清晰度 8.4.1.1用图像分辨率来描述图像清晰程度时,用每毫米范围内的线对数表示,单位为;LP/mm;使用 不清晰度值来表示图像清晰程度时,单位为;mm
8.4.1.2图像分辨率与图像不清晰度在数值上互为倒数关系,见式(9)
R= 9 U 式中 -图像分辨率 R Um 图像不清晰度
11
GB/T35389一2017 8.4.2系统分辨率与探测器基本空间分辨率 8.4.2.1 当几何放大倍数为1时,测量的图像分辨率称为系统分辨率;对应的图像不清晰度称为固有不 清晰度,用U，表示
8.4.2.2探测器基本空间分辨率与固有不清晰度的换算关系,见式(10). 10 U，=2SR 式中 U -固有不清晰度; SR 探测器基本空间分辨率
8.4.2.3系统分辨率与探测器基本空间分辨率互为倒数的二分之一,见式(11) (11 R 2SR 式中 系统分辨率
图像信噪比 9.1图像噪声 9.1.1x射线数字成像系统的噪声主要源于随机噪声和结构噪声
g.1.2随机噪声是一种与时间相关的噪声.主要是与射线曝光量相关的量子噪声.是由于射线发射、吸 收、转换过程中的量子涨落而引起的;结构噪声源于探测器各像素单元性能的差异和暗电流
此外,工 件表面粗糙度和纤维结构等也会引起部分噪声
g.1.3图像噪声对细节缺陷的可识别性有很大影响,需要采取措施予以降低或消除
g.1.4积分降噪或倾平均降噪技术可以在很大程度上去除图像上的随机噪声;消减结构噪声采用的方 法是对探测器进行本底(暗电流)校正和响应不一致性校正
9.2信噪比 9.2.1信噪比是指在检测图像的规定区域内,平均灰度值与灰度值的标准偏差之比,标记为SNR,计算 方法见式(12). GY SNR 12 式中 -图像信噪比 SNR GV 灰度平均值 meanm 灰度标准偏差
9.2.2信噪比是定量描述检测图像受噪声干扰程度的重要指标,受探测器特性、曝光量、测量区域大小 和位置、降噪方法等诸多因素影响
9.3信噪比测量 使用图像分析与处理软件测量规定区域的信噪比
测定区域的设置按GB/T35388,测量方法按 GB/T35394
g.4归一化信噪比 g.4.1探测器种类繁多,性能各异
探测器像素尺寸越大,信噪比也越高,容易检出低对比度缺陷,但 12
GB/35389一2017 由于图像分辨率低不容易检出几何尺寸细小的缺陷;反之,探测器像素尺寸越小,图像分辨率越高,容易 检出几何尺寸细小的缺陷,但由于信噪比低不容易检出低对比度缺陷
由于探测器系统各具优势,也有 劣势,因此需要一个综合参数对探测器进行等级划分 9.4.2利用基本空间分辨率sSRb对信噪比进行归一化处理后的取值称为归一化信噪比,记为SNRN
计算方法见式(13)，其中88.6是一个修正常数
88.6 SNR、=SNR× 13 SR 式中: SNR、 -归一化信噪比 SNR -信噪比 SR 基本空间分辨率
9.4.3使用将双线型像质计放在探测器上测量的基本空间分辨率,计算得到的归一化信噪比可用来划 分探测器系统的等级
9.4.4使用将双线型像质计放在物体上测量的基本空间分辨率,计算得到的归一化信噪比可用来规定 检测图像的质量. .当透照厚度不均匀时,信噪比的测量值将会低于实际值
9.4.5在测量区域内， 9.4
针对不同的检测系统,如果图像的归一化信躁比值相同,则对特定细小缺陷的检出能力也相同 10图像对比度 0.1对比度 对比度是指图像相邻区域的光学密度或灰度差
对于x射线数字成像技术,图像对比度取决 10.1.1 于物体对比度、探测器对比度、散射线和图像显示的窗宽/窗位等因素
10.1.2物体对比度是指穿过相邻透照区域的射线光子数量差,主要受原子序数、密度、厚度以及射线 束的能谱等影响
10.1.3探测器对比度是指探测器将不同的曝光量转换为不同光学密度、图像亮度、信号增益,或其他 物理的、光学的电子信号的能力
取决于转换材料的类型、厚度、原子序数、密度、光电转换过程,同时 也与使用射线的光谱有关
0.1.4对于线性的X射线数字成像系统,可利用衰减定律计算微小厚度差的对比度,见式(14). C=GV×Aw×Ma (14 式中: -对比度 GV -灰度值; 微小的厚度差; Aw 有效衰碱系数
从el 0.2对比度噪声比 10.2.1微小厚度差的可识别性,不仅取决于图像对比度,而且与噪声相关
噪声对微小厚度差识别的 影响见图1l,a)为无噪声时的对比度，b)为噪声与微小厚度差的综合作用结果
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GB/T35389一2017 对比度 对比度 灿t 4+ 强度 延 b) a 图11噪声对微小厚度差对比度识别的影响示意 利用式(2)对式)进行改写,-x公w>记cNRg,称之为对比度攀声比.财 0.2.2 CNR=SNR×we×" 4i
引人基本空间分辨率进行归一化处理后,得到式(15)和式(16). CNR ".aSNR =k (15 SR Aw 式中 CNR -归一化对比度噪声比 常数; 有效衰减系数
e CNR、 记CNR一 ,则 Aw 也SNR CNR=k 16 SR 式中 CNR、P" 特定细小厚度差的归一化对比度噪声比
10.2.3式(15)和式(16)表明,信噪比是影响检测系统对细小缺陷检出能力的核心参数
相对于像素 尺寸较小的探测器系统,像素尺寸较大的探测器系统需要获得更高的信噪比
0.2.4根据特定微小厚度差得到的归一化对比度噪声比,计算对比度灵敏度Csa,见式(17): (17 CNR 10.3对比度灵敏度测量 按GB/T35394
1 图像质量 图像质量指标 11.1.1X射线数字成像系统的图像质量使用归一化信噪比、图像分辨率和图像灵敏度来评价 14
GB/35389一2017 1.1.2当归一化信噪比、图像分辨率和图像灵敏度达到GB/T35388的相关规定时,方可对检测图像 进行评定
11.1.3产品检验标准可以按照图像质量指标来规定成像的技术等级
1.1.4特殊规定的图像质量指标应达到合同规定的技术等级
11.2补偿规则 1.2.1式(15)是图像质量补偿规则的理论依据
1.2.2本标准建立的图像质量补偿规则,按G;B/T35388的相关规定
1.2.3根据被检物体的材质、结构和加工工艺,分析可能产生的缺陷类型和特点,确定采用补偿规则 的合理性并在实际检测过程中进行确认
无损检测X射线数字成像检测导则GB/T35389-2017
无损检测是工业生产中必不可少的环节之一。其中，X射线数字成像技术作为一种非常重要的无损检测手段，在航空航天、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。为了更好地规范和标准化X射线数字成像无损检测，国家标准化管理委员会发布了《无损检测X射线数字成像检测导则GB/T35389-2017》。
该导则主要从试验人员、设备要求、试验环境、试验样品等多方面进行详细规定。其中，涵盖了以下几个方面：
- 试验人员：对试验人员的素质要求进行了明确规定，并强调了实践经验的积累对于试验人员的重要性。
- 设备要求：对X射线检测设备进行了具体的技术要求，包括发射器、探测器、数据采集系统等。
- 试验环境：对试验室的温度、湿度等环境因素进行了规定，以保证试验数据的准确性。
- 试验样品：对待检测物体的准备工作、放置方式、照射角度等进行了详细的规定。
根据导则的规定，X射线数字成像无损检测需要严格遵循标准的操作流程和技术要求。其中，试验人员应该具有一定的实践经验和专业知识；设备的选择和使用也需要符合标准的技术要求；试验环境的控制和试验样品的准备也是保证试验结果准确性的重要环节。
总之，《无损检测X射线数字成像检测导则GB/T35389-2017》的发布，有助于促进我国无损检测行业的健康发展，提高我国制造业的质量水平。
