ZQQC1002-2013(O) RTR 检测人员培训大纲(2013-8-1)

1、 数字探测器阵列检测人员培训大纲 ZQ/QC10.2-2013（0）查特中汽深冷特种车（常州）有限公司Chart Cryogenic Engineering Systems (Changzhou) Co., Ltd. 数字探测器阵列检测人员培训大纲文件编号No.：ZQ/QC10.02-2013(O)编制Prepared by： 日期Date： 审核Reviewed by： 日期Date: 批准Approved by： 日期Date： 一数字成像RT技术的基础知识1. 数字化射线检测技术的发展所谓射线实时成像检测技术，是指在曝光的同时就可观察到所产生的图像的检测技术。这就要求图像能随着成像物体的

2、变化迅速改变，一般要求图像的采集速度至少达到25帧/秒（PAL制）。上世纪70年代以后，实时成像检测技术和质量都得到了很大改进，这主要包括：1采用图像增强器代替简单的荧光屏，实现图像亮度和对比度增强；2采用微焦点或小焦点射线源，以投影放大方式进行射线照相；3引入数字图像处理技术，改进图像质量。2. 非晶硅型数字探测器的原理A 非晶硅数字平板结构： 由玻璃衬底的非结晶硅阵列板，表面涂有闪烁体碘化铯，其下方是按阵列方式排列的薄膜晶体管电路（TFT）组成。TFT像素单元的大小直接影响图像的空间分辨率，每一个单元具有电荷接收电极信号储存电容与信号传输器。通过数据网线与扫描电路连接。B 非晶硅平板成像原

3、理：X射线首先撞击其板上的闪烁层，该闪烁层以与所撞击的射线能量成正比的关系发出电子，这些光电子被下面的硅光电二极管阵列采集到，并且将它们转化成电荷，X射线转换为光线需要中间媒体闪烁层。硅元件按吸收射线能量的多少产生正比例的正负电荷对，储存于薄膜晶体管内的电容器中，所存的电荷与其后产生的影像黑度成正比。扫描控制器读取电路将光电信号转换为数字信号，数据经处理后获得的数字化图像在影像监视器（显示器）上显示。图像采集和处理包括图像的选择、图像的校正、噪声处理、动态范围、灰阶重建，输出匹配等过程，在计算机控制下完全自动化。上述过程完成后，扫描控制器自动对平板内的感应介质进行恢复。上述曝光和获取图像整个过

4、程一般仅需几秒至十几秒。目前的非晶硅的空间分辨率尚不如胶片。3. 转换屏的厚度与分辨率的关系外层的光子转换屏越厚，转换的可见光就越多，但同时系统能够记录的最小细节尺寸会随之增大；光电二极管的间距被叫做数字图像的像素间距，间距越大，电荷转换效率越高，但它又限制着系统能够辨别的最小细节尺寸，过大的像素间距会导致一些细小特征无法成像或辩论。4. DR技术与传统胶片技术的优缺点1 传统胶片技术（1） 缺陷分辨率比较高；（2） 检测过程复杂，检测时间长；（3） 胶片保存、管理难以及废弃药水对环境有污染；（4） 无法实现传输带批量检测和缺陷的自动判读。2 数字射线技术（1） 速度快，可以达到30帧/S；（

5、2） 可以实现资源共享及远程判读；（3） 检测质量达不到胶片高级水平是难点，也限制了工程应用；（4） 信噪比高、对比度灵敏度高； （5） 像素尺寸（固有不清晰度）大、分辨率低；（6） 平板不能弯曲，环缝透照图像端头几何不清晰度大；（7） 动态范围较大。5. DDA（数字探测器阵列）定义 数字阵列探测器（DDA）系统 一种电子装置：电离或穿透性辐射信号进入非关联阵列后，相当于将辐射能传输至装置的输入区，原模拟信号转换为可供计算机显示的数字图像信号。首先是电离或穿透性辐射信号通过闪烁体将其转换为可见光，然后，转换为电信号。这些装置能从许多秒生成一幅图像到一秒生成许多幅图像，实时成像需要达到或者超过

6、一定的帧率（通常每秒30帧）。二相关标准具体要求（Q/320411AVW004-2013）1. 适用范围：本标准用于制作焊接接头的金属材料包括碳素钢、低合金钢、奥氏体不锈钢、铝及铝合金，其厚度范围为2mm-40mm 。2. 人员5.1.1 从事射线检测的人员应通过辐射安全知识培训，并取得放射人员证 。5.1.2 从事特种设备无损检测的人员应取得特种设备无损检测资格证书，方可从事相应级别的检测工作。5.1.3 从事数字探测器阵列（DDA）X射线成像技术和设备的检测人员应经过数字成像技术的专业培训，了解与数字成像技术相关的知识，掌握数字成像系统（包括源-探测器系统、计算机及软件系统）的操作方法。3

7、. 检测环境及辐射防护4.2.1 检测环境应满足系统运行对环境（温度、湿度、接地、电磁辐射等）的要求。具体要求如下：a) 操作室内温度10至25摄氏度，相对湿度不大于80%；b) X射线曝光室同温度5至35摄氏度，相对湿度不大于80%，室内应有抽风装置；c) 检测设备外壳应有接地，射线机高压发生器应有独立的地线，电阻不大于1欧姆；d) X射线曝光室应通过环评后方可使用。4.2.2 X射线辐射防护条件应符合GB18871和GBZ117的有关规定。具体应按照企业辐射防护与安全保卫制度执行。4 设备和器材A X射线机系统5.1.1 应根据被检工件的结构尺寸、焊接接头的厚度、材质和焦距大小，选择X射线

8、机的能量范围。为提高成像质量，宜选选择小焦点、高频恒压X射线机。5.1.2 本企业使用X射线机应为高频恒压X射线机。型号：MG325；焦点尺寸：0.4/1.0；最大功率1800W，最大管电压320kV 。5.1.3 当现有的X射线机不能满足检测要求或有更先进的检测设备时，企业可选择使用不低于现有设备性能的X射线机。B 阵列探测器系统5.2.1 根据被检工件的焊接接头的厚度、焊缝种类和焦距，选择数字探测器阵列种类和规格。5.2.2 探测器像素尺寸应满足系统分辨率和图像不清晰度的要求。5.2.3 探测器成像区尺寸应能保证足够的透照长度和搭接长度。5.2.4 本企业使用数字探测器应为面阵列探测器。具

9、体探测器型号、规格和性能指标见表1 。5.2.5 当使用的数字探测器种类、规格、性能指标不能满足检测要求或有更先进的探测器时，企业可选择使用不低于现有探测器性能的其他数字探测器。表1 探测器型号、规格和性能指标型号像素尺寸最大成像范围(mm)动态范围灰度等级适用透照厚度范围XRD0822AP200m204 X 20488dB16 bit5-40mmCMOS 151275m145 X 11470dB14 bit2-10mmC 计算机系统5.3.1 计算机系统的配置应满足数字成像系统对性能和速度的要求，且满足检测效率、工艺和环境的要求。宜配备较大容量的内存、硬盘、高亮度高分辨率黑白灰阶液晶显示器及

10、记录机、网卡等。5.3.2 当使用的计算机系统性能指标不能满足检测要求或有更先进的配置时，企业可选择使用不低于现有计算机性能的其它计算机系统。5.3.3 本企业使用的显示器应符合以下最低要求：a) 亮度显示不低于700cd/m2；b) 灰度等级不小于11bit；c) 可显示的最低光强比1：1000；d) 图像满屏显示至少2M像素，分辨率不低于1600X1200，像素尺寸小于0.3mm 。D 系统软件5.4.1 本企业使用系统软件应具备工件运动控制、图像采集、存储和文件管理，以及检测报告打印等功能。5.4.2 当使用的系统软件功能指标等不能满足检测要求或软件更新升级时，企业可选择使用不低于现有软

11、件功能的其它系统软件。5.4.3 图像处理功能至少应包括：a) 叠加降噪、灰度变换和对比度增强，以及放大；b) 缺陷标记、尺寸测量与标定。5.4.4 图像文件管理功能至少应包括：a) 图像文件的检索、查找、快速浏览；b) 图像文件的复制、格式转换。E 检测工装5.5.1 应配置必要的检测工装。工装应根据被检工件、现场环境和检测要求进行设计和制作。5.5.2 本企业使用检测工装至少应满足以下要求：a) 有足够的承载能力；b) 有平移、旋转等功能，且速度连续可调；c) 运转精度和稳定性满足检测要求。F 像质计5.6.1 线型像质计5.6.1.1 线型像质计的型号和规格应符合JB/T7902的要求。

12、5.6.1.2 线型像质计的金属丝材料应与被检测工件的材料相同或相近。线型像质计材料与适用的被检测工件的材料范围对照见表2 。表2 线型像质计材料与适用的被检工件的材料范围对照表线型像质计材料代号Fe（钢）Al（铝）线型像质计材料碳钢和奥氏体不锈钢工业纯铝适用的材料范围碳钢、低合金钢、奥氏体不锈钢铝、铝合金5.6.2.2 双线型像质计的型号和规格应符合GB/T23901.5的要求。G 检测系统的选择5 检测技术参数A 系统分辨率表示数字探测器系统固有不清晰度指标。指在无被检工件的情况下，图像能分辨的两个相邻细节间的最小距离。测量时，双丝像质计直接放置在数字探测器上。C.1系统分辨率检验方法将双

13、线型像质计紧帖在探测器表面中心区域上，应与探测器的行或列成2-5度，按如下工艺条件进行透照，并在计算机上成像。1） X射线的焦点至面阵列探测器输入屏表面的距离不小于700mm；2） 管电压不大于50kV、管电流不大于2mA，保证图像具有合适的高度和对比度。在显示屏上观察双线型像质计的影像，观察到金属丝刚好分离的一组线对时，则该组线对所对应的值即为系统分辨率。B 图像分辨率表示数字图像不清晰度的特性指标。指图像中能分辨的两个相邻细节间的最小距离。SRb可用lp/mm表示。数字图像的不清晰度等于lp/mm的倒数。测量时，双丝像质计直接放置在源侧物体上。8.3 图像分辨率要求8.3.1 图像分辨率采

14、用双线型像质计进行测定。8.3.2 双线型像质计的识别方法参照GB/T23901.5 。8.3.3 不同检测技术等级的图像分辨率应分别满足表8和表9的规定。表8 AB级方法不清晰度最大值AB级图像质量 双丝像质计GB/T23901.5透照厚度W（mm）最小IQI和最大不清晰度值（mm）最大分辨率（相当于丝径或间距）（mm）2<W5D10（0.20）0.105<W10D9（0.26）0.1310<W25D8（0.32）0.1625<W40D7（0.40）0.20C 图像灵敏度从数字图像上能够识别像质计最小线径的能力。 8.2 图像灵敏度要求 8.2.1 图像灵敏度采用线型

15、像质计进行测定。8.2.2 线型像质计的识别8.2.3 不同透照方式和检测技术等级的图像灵敏度应分别符合表5、6、7的规定表5 像质计灵敏度值单壁透照、像质计置于源侧表6 像质计灵敏度值双壁单影或双壁双影透照、像质计置于胶片侧表7 像质计灵敏度值双壁双影透照、像质计置于源侧在图像类度均匀部位（一般是邻近焊缝的母材金属区）能够清晰地看到长度不小于10mm的连接的金属丝影像时，则该丝认为是可识别的。专用线型像质计至少应能够识别两根金属丝。D 图像分辨率的补偿8.4 用图像灵敏度补偿图像分辨率的规定如果图像分辨率达不到规定要求时，可通过提高图像灵敏度来补偿分辨率的不足。当灵敏度提高一个等级时，允许分

16、辨率降低一个等级，这种补偿最多允许两个等级。E X射线机至工件表面的距离（f）F 探测器到工件的距离（b）G 几何放大比射线源至探测器之间的距离F与射线源至焊缝源侧表面之间的距离f之比。H 帧数I 积分次数J 动态范围在线性输出范围内，数字成像系统最大灰度值与暗场图像标准差的比值。K 曝光量7.7.2.1 曝光量等于管电流与曝光时间和乘积。DDA数字成像的曝光时间等于采帧速度与图像叠加幅数的乘积。7.7.2.2 增加曝光量可提高信噪比和灵敏度，为保证足够的曝光量，应采用静态成像方A式采集图像。7.7.2.3 采帧速度一般不少于200ms，图像叠加幅数一般不少于16次。当焦距为700mm时，推荐

17、的AB级曝光量不少于60mA*s；B级的曝光量不少于100mA*s。L 灰度等级对黑白数字图像明暗程度的定量描述，它由系统的A/D转换器（模/数转换器）的位数决定。A/D转换器的位数越高，灰度等级越高。例如，A/D转换器为12bit时，采集的灰度级为212=4096。 8.1.2 图像灰度范围要求图像有效评定区域内的灰度值范围宜控制在：AB级，20%-80%；B级，30%-80% 。6 计算机-显示器系统A 几何尺寸的标定9.4 几何尺寸的标定9.4.1 在实际检测条件下，应先将带有已知比较器尺寸（阶梯试块、专用对比试块等）放置在被检工件焊缝的表面上，与焊缝同时成像。然后将采集的比较器数字图像

18、进行系统几何尺寸标定。9.4.2 用系统软件多次测量比较器某个长度的像素数目并输入对度的实际尺寸，然后计算出每个像素所表示的实物尺寸；当计算值相对稳定后，将该数值确定为图像几何标定结果。9.4.3 几何标定的比较器图像，应与同规格工件的同类型焊缝的检测图像同时保存。9.4.4 成像几何条件确定后，每种规格的工件和同类型焊缝首次检测时应标定几何尺寸；成像几何条件改变后应重新标定。B 系统校正通过软件处理消除数字图像中因为检测系统（X射线源和数字探测器）暗电流、吸收剂量与灰度值的非线性响应和坏像素等因素产生的图像固有噪声的方法。C.2系统校正方法1） 首先按照系统提示选择设置校正文件参数（帧速），

19、创建系统校正文件，关闭射线源并移开射线机和探测器的工件，测系统暗电流，并使直方图曲线位于左边高度区域。2） 开启射线源并调节电压和流值，测量高电平，并使直方图曲线位于右边高亮区域，最后保存文件。C 坏像素检查和校正数字探测器中的异常像素，其输出值与射线能量或剂量不相关。坏像素的存在形式有：单点、多个相邻点、成行或成列，在图像中呈白或黑色的点、线、团或条。C.3坏像素校正方法1） 首先按照系统提示创建坏点校正文件，设置校正参数高低电平环点值，关闭射线源并移开射线机和探测器间的工件，测量系统暗电流，并使直方图曲线位于左边高亮区域。2） 开启射线源并调节电压和电流值，测量高电平，并使直方图曲线位于右

20、边高亮区域，最后保存文件。7 图像评定A 图像质量验证应在每一种焊接接头的第一次透照时或在此之前专门进行的工艺试验中验证图像质量。验证试验应摆放线型和双线型两种像质计。在验证结果表明图像灵敏度分辨率均符合要求后，使用该射线数字成像检测系统和工艺参数对该种焊接接头进行检测时，可只放置线型像质计。B 一般要求9.1.2 评定的数字图像可采用负像显示，也可采用正像显示。9.1.3 评定环境应光线暗淡柔和，在显示器屏幕上无明显的光线反射。9.1.4 数字图像评定时允许采用软件进行图像处理。C 搭接区D 标记E 缺陷几何尺寸的测量9.3.2 可用系统软件辅助测量（灰度曲线测量）缺陷的几何尺寸F 数字图像

21、处理对数字图像进行各种数字变换的处理方法，被处理的图像显示得到优化，有利于观察评定。G 图像处理原则9.2.1 在观察和评定时进行灰度变换、对比度增强、锐化和放大等图像处理手段应适度，应有利于优化显示和观察评定。9.2.2 对焊缝评定及像质计值的确定应采用相同的处理参数。H 图像存储9.2.3.1 所保存的图像应是探测器系统输出的原始的全分辨率图像，不得进行任何图像处理。系统采集数据前进行的属于探测器校准（例如偏差校正、探测器均衡补偿的增益校准和坏像素校正）的图像处理不在此限制。9.2.3.2 存储格式应按照承压设备的相应规范执行。9.2.3.3 工件编号、焊缝编号、透照厚度、透照工艺参数和检

22、测人员代码、缺陷判读标记等信息应写入图像文件的描述字段中，这些信息应具备不可更改性。I 图像数据保存11.5.1 图像数据应存储在硬盘等数字存储介质中，并在只读光盘中存档。11.5.2 检测图像数据宜备份两份，相应的检测报告和检测记录（检测报告附页）也应同期保存。11.5.3 在有效期10年内，图像数据不得丢失和更改。l 图像保存路径：（1） 建立文件夹 一级子目录：按生产令号（如：E: 139407-56C）； 二级子目录：按产品分类（如：E: 139407-56C 139407-56C-01）； 三级子目录：按焊缝形式分类（如：E: 139407-56C 139407-56C-01纵缝）；

23、（2） 文件名编写规范按环缝、直缝+片位号编写（例如：B1-1；A1-1）（3） 建立资料目录，内容包括：资料名称、资料类别、生产令号、数量、检测日期、检测人员、审核人员、刻录日期、保管期限等。（4） 每班对当班所拍的图像，都应在E盘上备份。每台产品完工后，该台产品的所有图像都应刻录在不可擦写的光盘上。每三个月，再将数据库上存储的图像转移到其他移动存储介质上（不包括光盘）。l 注意（1） 每天检测完成后，须将所检测的图像在E盘进行备份，以防丢失。（2） 保存图像应以原图保存，不作处理。J 存储环境11.6 保存检测图像的光盘或硬盘等数字存储介质应防磁、防潮、防尘、防积压、防划伤。8 质量控制A

24、数字图像质量指标8.1.1 数字图像质量要求包括：灰度范围、灵敏度、分辨率符合要求，焊接接头有效评定区域无伪像。B工艺控制10.1.1 每一种焊接接头都应编制工艺规程，并通过工艺试验与评定，确定所选的工艺参数能满足图像质量要求。10.1.2 本企业要求，应对每种被检产品预先编制射线数字成像检测专用工艺卡，以指导实际射线数字成像检测的操作。工艺卡主要内容应包括：检测对象、检测条件、技术要求、透照工艺参数、透照部位示意图、编制人员、审核人员、日期等。工艺参数改变后应重新进行工艺试验和评定。10.2 检测系统检查与校正10.2.1 系统应定期进行检查和校验。检查和校验的项目包括系统校正、坏像素检查和

25、校正，以及分辨率检验。10.2.2 系统投入使用前应进行系统校正。在系统正常使用条件下，每3个月至少进行一次系统校正。使用中发现增益不均衡或结构噪声增加应随时校正。10.2.3 在系统投入使用前应进行坏像素检验和校正。在系统正常使用条件下，每3个月应至少进行一次坏像素校正。使用中发现坏像素影响图像质量应随时校正。10.2.4 系统投入使用前应进行系统的分辨率测定。在系统正常使用条件下至少每半年进行一次系统的分辨率检验。三 设备安全防护措施ü 电路设计短路、自锁、互锁齐备，过流、过、欠压、缺、错相序等保护完善ü 自动极限到位显示，安全可靠ü 紧急停车开关ü

26、 缓冲、限速装置ü 运行警示、声光故障报警四 操作规程为确保用户安全、方便的使用，整个运动系统设置为“自动”和“手动”两个模式，“手动”模式下，用户可通过操作台上的操作面板的相应按钮进行操作，主要用于各个轴的位置调整，显示屏随即同步显示相应轴的运动方向、速度、距离原点的距离及是否到极限位置等运动状况，“自动” 模式下，系统切换水平移动轴和工件旋转轴自动切换至计算机软件控制。注：操作面板的操作自复位按钮切勿同时按下多个，否则会引起设备损坏。(1)上电经运行前检查设备无异常，打开控制柜合上总空气开关给设备供电，然后关好控制柜并上锁，复位红色蘑菇头按钮（旋转拉开），将【电源】钥匙开关置为“

27、开”状态，观察设备运行指示绿色灯亮起。具体操作规程如下：当操作面板上电源红色指示灯亮起后，观察铝板上的人机界面，红色通讯指示灯是否闪烁，一般情况下，正常闪烁，且界面显示如图4所示，即表明通讯正常。图4 人机界面主界面在主界面可根据需要选择相关图标，点击进入下一级菜单，如图5，为设备运行期间各个轴的参数实时列表，图6为设备各个轴的运行参数列表，如图7为设备运行速度根据情况人工设定，（为安全起见，该功能要求操作人员一定要在安全行程内操作），如图8为安全操作须知，图9定位控制。图5 参数界面图6 运行界面 图7 速度设定界面图8 安全操作界面图9 定位控制界面 系统中，如图9定位控制界面和工件直径以

28、及复位操作为不常用操作，因此，这些界面的调出按钮通常情况下是隐藏在主界面的左下角的，需要时按下主界面左下方的绿色按钮，即可弹出操作按钮，操作如图10。图10 不常用界面的弹出 (2)停车设备运行结束如有必要关电以防安全时，首先将设备处于初始状态后，即各轴回到原点位置，铅门处于关上状态。然后依次按下【红色蘑菇头按钮】，打开控制柜拉下总空气开关，锁好控制柜。 (3)安全运行 1) 该设备应由经我公司培训后的操作人员专人管理。2) 禁止运载非其设计标准允许范围外的物体及杂物。3) 为了保证运行的安全和连续性，设备运行时，禁止操作人员及其他人拨动控制按钮以外的其他开关。4) 当发生突然停电时，为保证安

29、全，应切断设备总电源，应立即采取紧急救援措施，以保证再次运行的安全顺利。5) 操作人员必须遵守以下规定：Ø 酒后不允许操作；Ø 设备运转前；应事先确认安全。 设备运行时，如发生紧急情况时，按下红色蘑菇头停车按钮，系统立即停止运行。确认紧急情况已消除后，如要恢复运行，旋转拉开停车按钮，将设备恢复到初始位置，再进行各种操作。五 注意事项1. 设备安全运行注意事项由于设备接入AC 220V的动力电源供电，为了保证人生安全以及设备的正常运行，操作人员务必注意以下事项：以避免由于没有按规定的要求操作而造成的危险，可能导致设备损坏中度伤害或者重伤甚至死亡等重大的财产损失的严重后果。(1

30、) 设备通电时，请不要触摸、拆除产品；(2) 设备在通电状态下，请不要触碰设备，否则会有触电的危险；(3) 设备的周围，严禁有铁宵等杂物，以免影响设备正常运行；(4) 未经本公司专业人员许可，请不要私自对设备进行拆除、组装等非法操作以免影响设备的正常使用；(5) 严禁设备运行期间，进入设备自身所带的红外对射线以内，以免出现故障造成人身或者财产损失；(6) 未经本公司专业人员许可，严禁私自对设备动力系统线路和电力器件进行拆除、组装等非法操作，以免影响设备的正常使用；2. 机械系统使用中的注意及维护事项 注意：本机机器必须由经过培训的专业人员操作,其它人员不得操作本机,否则可能发生机械事故,造成严重后果。（1） 每班开