本文就是在這種思想指導(dǎo)下，根據(jù)綜合目前新成果、新技術(shù)對(duì)未來的工業(yè)射線探傷可能的發(fā)展方向做的一個(gè)預(yù)測(cè)。
作者也相信不久的將來,本文預(yù)測(cè)的許多內(nèi)容將成為現(xiàn)實(shí)。
從理論上說，數(shù)字化圖像是由像素來組成圖像，它的空間分辨率不如傳統(tǒng)膠片模擬圖像的高，但是由于人體肉眼對(duì)空間分辨率的感知有一定的限度，超過這個(gè)限度即不可分辨。
以X射線CT為例，它的高密度分辨率是膠片無法比擬的，從圖像的對(duì)比度、寬容度和所具備的灰階指數(shù)都優(yōu)于膠片。
因此，圖像質(zhì)量和所得到的信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過膠片的模擬圖像。
雖然目前工業(yè)射線照相還主要依靠膠片方式，但在可以預(yù)見的之后的未來，隨著X射線數(shù)字化采集、計(jì)算機(jī)海量存儲(chǔ)、寬帶互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。
未來的工業(yè)射線檢測(cè)(RT)將具備下述特點(diǎn):圖像數(shù)字化、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)傳送、遠(yuǎn)程評(píng)定。
到時(shí)候，由于不使用傳統(tǒng)的膠片和沖洗設(shè)備，傳統(tǒng)膠片檢測(cè)經(jīng)常遇到的一些問題將迎刃而解，不再存在劃傷、黑度超標(biāo)，由于采集系統(tǒng)的寬容度的提高和圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，曝光不足或過量都可通過計(jì)算機(jī)處理進(jìn)行修正，達(dá)到很好的表現(xiàn)焊縫圖像的程度，將極少需要補(bǔ)拍；
對(duì)于具有延遲性缺陷，還可以通過對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算，使變化的部分得以突出顯示；
將不再需要龐大的底片庫(kù)，底片的保管問題可以很容易得到解決；
由于寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆奖憧焖?，完全能?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中評(píng)片，更有效地杜絕人為因素的影響，防止舞弊行為的發(fā)生；
此外消除了工業(yè)重金屬污染，有利于環(huán)境保護(hù)；要推廣上述技術(shù)，還需要做很大的努力，做好對(duì)比，得到專家們的一致認(rèn)可。
還涉及到需要修改現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中不適合的部分等等，下面分別加以介紹。
1.圖像數(shù)字化—無膠片化
實(shí)現(xiàn)此技術(shù)的最關(guān)鍵所在是X射線數(shù)字化的問題，目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有以下幾種方式也可供工業(yè)應(yīng)用借鑒。
a.X光膠片數(shù)字化掃描儀
是對(duì)已有的傳統(tǒng)X射線膠片掃描使之?dāng)?shù)字化的方法。
利用光電轉(zhuǎn)換的原理，使用氦氖激光，通過多面體旋轉(zhuǎn)式反光鏡對(duì)已有X射線膠片進(jìn)行掃描。
同時(shí)由快速多路自動(dòng)跟蹤接收器將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換計(jì)算，將圖像資料轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)資料從而可以存儲(chǔ)并再利用。
這種方法由于先有照相膠片后再進(jìn)行二次掃描轉(zhuǎn)換，相對(duì)速度較慢，費(fèi)用高且掃描儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，這種技術(shù)沒有實(shí)質(zhì)上的進(jìn)步，只是增加了一個(gè)復(fù)雜的手續(xù)，實(shí)現(xiàn)了膠片數(shù)字化，不適宜做大工作量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換。
b.計(jì)算機(jī)X射線攝影術(shù)
(Computed Radiogra-phy CR)
CR與傳統(tǒng)X射線攝影不同，它是將透過物體的X射線影像信息記錄在由輝盡性熒光物質(zhì)、厚約300μm--含微量元素銪的鋇氟溴化物結(jié)晶制成的存儲(chǔ)熒光板(storage phosphor plate，簡(jiǎn)稱SPP)上，存儲(chǔ)熒光板取代傳統(tǒng)X射線膠片接受X射線照射，存儲(chǔ)熒光板感光后在熒光物質(zhì)中形成潛影，將帶有潛影的存儲(chǔ)熒光板置入讀出器中用激光束進(jìn)行精細(xì)掃描，用激光束以2510×2510的像素矩陣(像素約0.1mm大小)對(duì)SPP進(jìn)行掃描讀取，存儲(chǔ)熒光板經(jīng)過強(qiáng)光照射消除潛影后可以再用5000次。
CR的裝置包括影像采集部分即存儲(chǔ)熒光板，影像掃描部分即讀出器及影像后處理和記錄部分即計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和其他存儲(chǔ)介質(zhì)。
存儲(chǔ)熒光板與普通膠片一樣分成各種不同大小規(guī)格。
讀出器分為多槽自動(dòng)排列讀出處理式和單槽讀出處理式，前者可在相同時(shí)間內(nèi)處理更多存儲(chǔ)熒光板。
凡是符合國(guó)際通用影像傳輸標(biāo)準(zhǔn)DICOM3.0格式的圖像均可以經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳輸、歸檔及打印。
CR除了具備所有數(shù)字化影像的共同優(yōu)點(diǎn)外,其最大優(yōu)勢(shì)在于可以充分利用原有的傳統(tǒng)X射線設(shè)備，使用方便，適用于各種檢查,特別是野外移動(dòng)作業(yè)。
缺點(diǎn)是操作較復(fù)雜,與DR相比工作效率較低。
CR與普通X射線照片的不同在于采用其信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換最終得到數(shù)字化圖像，可以在熒光屏上觀看或進(jìn)行不同的后處理，這是目前最具有技術(shù)保障的、有實(shí)現(xiàn)前途的技術(shù)，作業(yè)過程基本與現(xiàn)在膠片照相相同，適合于射線機(jī)和野外惡劣環(huán)境施工。
c.數(shù)字化X射線攝影術(shù)
(Digital RadiographyDR)
廣義的DR包括所有數(shù)字化的X射線照相，而狹義的DR則是指直接采用電子成像板技術(shù)。
電子成像板由大量微小的帶有薄膜晶體管(TFT)的探測(cè)器排列而成。
由于電子轉(zhuǎn)換模式不同又分為間接DR板和直接DR板，前者使用碘化銫閃爍屏，將X射線先轉(zhuǎn)變成可見光，通過光電轉(zhuǎn)化方式再被探測(cè)器接收：后者則使用非晶硒直接釋放電子被探測(cè)器接收。
從物理上說，直接DR板的量子轉(zhuǎn)換效率應(yīng)比間接DR板更高。
但在目前，間接DR板的穩(wěn)定性好，與CR相比，DR的圖像分辨率和工作效率更高，X射線量更低。
隨著成像速度的提高，DR正在由靜態(tài)向動(dòng)態(tài)方向發(fā)展，將使數(shù)字化透視成為可能，但DR裝置目前還很昂貴，原有的X射線機(jī)必須經(jīng)過大的改造和升級(jí)連接。
此技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)出結(jié)果，但就象相控陣超聲波一樣，需要施工車輛和設(shè)備必須到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，在惡劣的野外環(huán)境中這往往是最難以解決的問題，限制了DR技術(shù)的野外大量應(yīng)用。
d.線陣探測(cè)器數(shù)字化X射線機(jī)
利用航天物理中高靈敏度的線陣探測(cè)器，采用線掃描技術(shù)直接接收X射線光子，生產(chǎn)出低劑量直接數(shù)字化X射線機(jī)。
這種機(jī)器的低X射線劑量，寬動(dòng)態(tài)范圍和較低的價(jià)格，具有良好的發(fā)展前景。
此技術(shù)可以通過類似相控陣自動(dòng)超聲波(AUT)的導(dǎo)軌、現(xiàn)場(chǎng)掃描,線性陣列沿管道焊縫外部均勻運(yùn)動(dòng)一周即可將結(jié)果讀入掃描進(jìn)入計(jì)算機(jī)。
2.圖像增強(qiáng)技術(shù)等得以應(yīng)用
---減少補(bǔ)片量、節(jié)約資源
圖像后處理技術(shù)是數(shù)字化影像提高圖像質(zhì)量的精髓。
經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算處理，通過邊緣增強(qiáng)或平滑技術(shù),改善影像的細(xì)節(jié)、圖像降噪、灰階對(duì)比度調(diào)整、影像放大、數(shù)字減影、偽彩色處理等，將未經(jīng)處理的影像中所看不到的特征信息在熒屏上顯示圖像，從而使圖像更為清晰。
X射線攝影需要的曝光劑量相對(duì)較大，且X射線攝影一旦完成,影像質(zhì)量再不能改善，當(dāng)質(zhì)量達(dá)不到要求時(shí)往往需要重?cái)z，帶來負(fù)擔(dān)。
而包括CR、DR在內(nèi)的數(shù)字化攝影技術(shù)，攝影條件的寬容范圍都很寬,線性好，如CR的核心部件SPP能使照射的X射線能和發(fā)光量有1：1000以上的直線相關(guān)，可提供的數(shù)據(jù)量大、分辨率高、數(shù)據(jù)獲取速度快，即使X射線曝光技術(shù)參數(shù)有錯(cuò)誤也可避免重復(fù)拍照,并潛在地降低可能射線輻射，可免除輻射不足或過度造成的影像不清晰，SPP可反復(fù)多次使用。
該系統(tǒng)自動(dòng)操作，成像參數(shù)可預(yù)調(diào),影像處理過程約需1.5 min。
在數(shù)字X射線照片的情況下，能從當(dāng)前的X射線照片減去先前的X射線照片產(chǎn)生即時(shí)減影圖像以增強(qiáng)間隔性改變的區(qū)域。
經(jīng)研究即時(shí)減影圖像對(duì)延遲性缺陷提高判斷精確度具有顯著改善，通過應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的數(shù)字化圖像處理的結(jié)果，對(duì)于一個(gè)普通觀察者說，用即時(shí)減影改善后其診斷靈84%提高到97%；且在判讀時(shí)間上平均減少19.3%。
據(jù)此，對(duì)工業(yè)數(shù)字化照相檢測(cè)也具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。
通過后處理提高了圖像質(zhì)量，尤其是對(duì)于照相難度大的部位、特殊條件如溝下照相等，原來這些部位照相困難，一旦出現(xiàn)曝光或洗片條件誤差造成黑度錯(cuò)誤或劃傷，就要重新拍照，而經(jīng)過計(jì)算機(jī)圖像處理上述問題都迎刃而解，降低了廢片率,減少了重拍。
（圖片來自領(lǐng)翼NDT商城--COMET PXS ）
3.數(shù)字化計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、傳送
---降低存儲(chǔ)成本
數(shù)字化圖像可存儲(chǔ)在硬盤、磁帶機(jī)等存儲(chǔ)器中或者刻錄在CD或DVD盤片內(nèi)，為電子存檔與通訊系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，為遠(yuǎn)程評(píng)定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在一塊硬盤或一片光盤上可以存儲(chǔ)大量的圖像，每一幅圖像的存儲(chǔ)成本就很低，隨著數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲(chǔ)成本還可以進(jìn)一步降低。
在需要硬拷貝的地方，還可以使用激光打印機(jī)打印輸出。
數(shù)字化照相的應(yīng)用提高了無損檢測(cè)的管理水平和效率，可方便、迅速、可靠地歸檔，長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)其信噪比也不會(huì)變壞，且任意調(diào)用不會(huì)丟失信息，從而將從根本上改變傳統(tǒng)的對(duì)膠片的手工管理方式,防止丟片和片損情況的發(fā)生。
數(shù)字化存儲(chǔ)不但節(jié)約了大量膠片，還節(jié)約了大量用于底片的存儲(chǔ)空間和管理人員，也可以使資料的存儲(chǔ)時(shí)間得以延長(zhǎng)，從而降低底片的存檔成本。
（圖片來自領(lǐng)翼NDT商城--GE CRxFlex）
4.射線機(jī)低劑量化
---更環(huán)保更經(jīng)濟(jì)
圖像的質(zhì)量取決于它的信噪比，而這又與X射線的有效利用率有直接關(guān)系。
量子檢測(cè)效率有機(jī)結(jié)合了圖像的對(duì)比度、噪聲、空間分辨率和X射線的劑量等因素。
由于數(shù)字化成像板感光介質(zhì)的感光曲線與普通X光膠片不同，在對(duì)比度和寬容度上有較大的動(dòng)態(tài)范圍，再加上特別是DR檢測(cè)器的高靈敏度，使得數(shù)字化成像的量子檢測(cè)效率可以從傳統(tǒng)膠片的20～30% 提高到60～70%。
從而使X射線劑量可以大大降低，CR攝影條件為傳統(tǒng)X射線攝影的1/2～2/3，DR與CR相比更為明顯,可以降低2/3以上的劑量。
由于照相需要的曝光時(shí)間僅僅為一般膠片的1/2～2/3，可使操作人員接受的照射劑量下降一個(gè)數(shù)量級(jí)，且降低了X射線機(jī)的負(fù)荷,相對(duì)地延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命，故障率降低,維修費(fèi)用也相應(yīng)降低。
因不需要洗片過程，沒有顯影、定影液等化學(xué)藥品的消耗,節(jié)省了環(huán)保投資。
（圖片來自領(lǐng)翼NDT商城--NOVO DR）
5.遠(yuǎn)程評(píng)片
---利于科學(xué)公正,減少評(píng)片人員
隨著寬帶互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，海量資料的遠(yuǎn)距離傳送(即使是國(guó)際傳送)已經(jīng)不是遙不可及的事情，數(shù)字格式的圖像通過寬帶網(wǎng)絡(luò)的傳輸，使檢測(cè)公司可以實(shí)現(xiàn)集中技術(shù)水平最高的底片評(píng)定人員進(jìn)行評(píng)定，結(jié)果更公正、更合理，甚至還可以考慮建立由專家組成的遠(yuǎn)程評(píng)定中心，遇到疑難問題還能夠用會(huì)診的辦法解決。
同時(shí)也可以傳送或者網(wǎng)絡(luò)共享底片圖像數(shù)據(jù)給其他人員，如：待培訓(xùn)人員、專家顧問、監(jiān)理、飛行檢查、政府質(zhì)量監(jiān)督、業(yè)主等部門，都可以及時(shí)看到焊縫的圖像，做到了資料共享，極大地提高了影像信息的利用率，也避免了帶有懲罰性的馬后炮式的檢查。
（圖片來自領(lǐng)翼NDT商城--ERESCO MF4）
6.提高圖像分辨率的重要途徑
系統(tǒng)固有分辨率對(duì)圖像分辨率有決定性的作用，因此配置高性能的系統(tǒng)設(shè)備對(duì)提高圖像分辨率具有重要意義。
運(yùn)用成像技術(shù)可以大大提高圖像分辨率，成像技術(shù)包括：選擇適合的射線能量；選用小焦點(diǎn)或微焦點(diǎn)的X射線源；選擇最佳圖像放大倍數(shù);屏蔽無用射線和散射線；選用密度數(shù)高的材料過濾軟射線，減少低能射線的散射作用；用鉛質(zhì)窗口限制主射線束的面積，減少散射線的作用；對(duì)工件被檢測(cè)區(qū)域以外的表面實(shí)行有效的屏蔽，盡量減少散射線的影響和干擾信號(hào)的影響。
在圖像采集過程中，不可避免地伴隨有隨機(jī)的噪聲信號(hào)干擾圖像質(zhì)量，運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)采集的圖像進(jìn)行連續(xù)幀疊加，能夠有效地降低噪聲信號(hào)，另外運(yùn)用圖像處理技術(shù)增強(qiáng)圖像灰度、銳化圖像邊界、平滑對(duì)比強(qiáng)度,對(duì)提高圖像分辨率有明顯的效果。
賦予圖像的像素更大的灰度等級(jí)，可提高圖像分辨率。
通常在編制圖像灰度軟件時(shí),對(duì)黑白圖像的每個(gè)像素的灰度設(shè)定為8bit(28)256灰度等級(jí)，如果對(duì)每個(gè)像素賦予更大的灰度等級(jí)，例如10bit1024灰度等級(jí)或12bit 4096灰度等級(jí)，則圖像的層次將會(huì)變得更加豐富，圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力將會(huì)更加細(xì)膩,圖像會(huì)變得更加清晰。
當(dāng)然，這種圖像質(zhì)量的改善是以增大圖像的儲(chǔ)存空間為前提的。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，如今大容量的計(jì)算機(jī)已價(jià)廉物美，使用單位完全有能力承受，加上圖像壓縮技術(shù)的采用，增大圖像儲(chǔ)存空間已不再是困難的事。
（圖片來自領(lǐng)翼NDT商城-射線圖譜）
7.需要解決的問題
數(shù)字化帶來了巨大好處的同時(shí)也有一些需要解決的問題:
a.如何保證圖像的真實(shí)性，防止惡意修改，通用圖像存儲(chǔ)格式是很容易被一些通用的圖像處理軟件如PS修改的，好的辦法是設(shè)計(jì)特殊格式的圖像，但涉及問題很多,技術(shù)也十分復(fù)雜，壓縮效果還不容易達(dá)到現(xiàn)在的通用圖像水平。
比較容易實(shí)現(xiàn)的辦法是，使用通用圖像格式，但在制度上進(jìn)行完善，完善的管理機(jī)制可以從客觀上、制度上杜絕此事的發(fā)生，比如采用集中多人評(píng)片,會(huì)更能反映真實(shí)情況。
同時(shí)進(jìn)行不可更改的數(shù)據(jù)備份，把每天的圖像數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)理備案等機(jī)制都是可以探討的，上述問題是能夠解決的。
b.標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的問題，由于不可能將現(xiàn)在所有的膠片探傷方式全部改成數(shù)字化探傷，而一些現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中有部分條款并不適宜數(shù)字化檢測(cè)，要達(dá)到現(xiàn)行膠片標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)數(shù)字化檢測(cè)來說過于簡(jiǎn)單，可以在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制訂一個(gè)針對(duì)數(shù)字化檢測(cè)的補(bǔ)充條款，對(duì)如黑度、清晰度、靈敏度、對(duì)比度、灰霧度等要求可以進(jìn)一步提高，而這些對(duì)于數(shù)字化檢測(cè)來說是很容易達(dá)到更嚴(yán)格的合格水平的。
c.設(shè)備問題，上述幾種數(shù)字化檢測(cè)方法中，CR技術(shù)就目前來看是比較容易實(shí)現(xiàn)的，最為難能可貴之處在于：CR不需要淘汰現(xiàn)有的傳統(tǒng)X射線機(jī)，定向射線機(jī)、爬行器都可以繼續(xù)使用，這也是有別于其他數(shù)字化檢測(cè)的卓越之處。
d.人員培訓(xùn)，數(shù)字化檢測(cè)系統(tǒng)是否成功，最關(guān)鍵的工作是人員培訓(xùn)。
傳統(tǒng)的射線檢測(cè)人員沒有用過計(jì)算機(jī)的大有人在，一下子讓它們操作計(jì)算機(jī)利用數(shù)字化檢測(cè)工作，改變多年來形成的工作習(xí)慣，也是比較困難的。
總之，數(shù)字化進(jìn)程是不可阻擋的,它的應(yīng)用將射線檢測(cè)的技術(shù)水平提高了一個(gè)新的層次，不但能節(jié)約大量膠片、藥水、洗片機(jī)、存儲(chǔ)等的費(fèi)用，還能比較好地進(jìn)行質(zhì)量的控制。
任何事物都是一個(gè)矛盾的統(tǒng)一體，一個(gè)新生事物帶來好處的同時(shí)也可能帶來一些新的問題，我們需要判斷和選擇，不能因噎廢食，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、甚至監(jiān)理程序都將發(fā)生變化。
相信，一旦數(shù)字化檢測(cè)被全面引進(jìn)到無損檢測(cè)行業(yè)之中,必將造成一次重大的變革。
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