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螺旋钢管焊缝X射线实时数字成像系统研究

来源:瑞通钢管 时间:2021-01-28

螺旋焊管无损检测的高质量、高效率,保证焊管的安全使用,具有十分重要的意义。目前,国内针对螺旋焊管管端焊缝的检测仍主要采用胶片照相法,不但制约着焊管的生产效率,在图像成像质量、缺陷识别、存档等方面也存在其先天的不足。随着光电成像技术、计算机技术、图像处理技术的日趋成熟,X射线实时数字成像检测技术得到了巨大发展,其应用提高了工业自动化和检测智能化的程度,具有十分重要的实践意义。

本文针对螺旋焊管管端焊缝的检测,以线阵成像器为核心,研制了一套X射线实时数字成像系统。论文详细分析了线阵成像器的内部结构、工作原理;基于线阵成像器工作原理和检测要求,研制了一套扫描机械装置。扫描机械装置由三个步进电机驱动,具有六个自由度,能够实现整套装置的前后移动、旋转动力头的升降以及摇臂旋转动作;选用原德国Seifert公司MF2系列ERESCO 65MF2300KV便携式定向高频恒压大焦点X射线机作为射线源;控制系统采用计算机和PLC联合控制。PLC控制步进电机驱动,计算机控制检测速度和位置;根据实时数字成像系统的特点,以Virual C++为平台,编写了一套了系统成像软件。软件通过软件接口实现了对机械系统和图像采集的控制。系统采用纯软件的方式实现了图像的实时动态显示,采用直接显存操作技术(DirectDrow)解决了图像显示的抖动问题。软件的图像变换处理插件实现了空域变换、频域变换、点变换、图像增强、曝光处理、边缘提取、形态学处理等操作。

探讨了缺陷的快速识别方法、针对焊缝图像的预处理算法、焊缝提取算法以及Roberts、Sobel、Prewitt、Krisch、高斯-拉普拉斯算子等边缘检测算子在边缘检测中的应用效果,总结出了一套缺陷快速识别的方法;借鉴医学图像存储的方法,结合X射线检测实际,研究了一套射线检测图像存储方法。 初步实验证明,螺旋焊管管端焊缝X射线实时数字成像系统各项指标达到了设计要求。系统分辨率达到4~5Lp/mm,灵敏度0.8~2%,图像动态范围4096:1。具有软件界面友好、操作简单、图像清晰无抖动、数字化存档等特点。减轻了检验员的劳动强度和缺陷的识别难度,提高了检测效率。系统实现了X射线无损检测的数字化,具有很大的应用前景。

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