焊缝缺陷射线数字成像参考图像研究

焊缝缺陷射线数字成像参考图像研究

X射线数字成像是射线检测的最新发展技术,被广泛地应用到压力容器、特种设备以及航空部件的无损检测中。由于焊接缺陷形态不一,检测人员水平的差异,往往存在缺陷定性的争议,制作焊缝缺陷射线数字参考图像,对检测结果的精确定性分析有着重要意义。

在X射线DR成像过程中,受成像设备、成像噪声等影响,导致DR图像出现模糊、对比度低等问题,需要研究增强显示算法,对DR图像中的缺陷进行增强显示,提高缺陷检出效果。本文以铝合金搭接焊缝为研究对象,进行以下研究:(1)针对非晶硅平板探测器成像,从数字图像质量的角度出发,分析了X射线数字图像质量的三个基本参数:对比度、图像空间分辨率和信噪比。

以铝合金搭接焊缝为实验对象,对其进行X射线DR检测,通过工艺试验建立了铝合金搭接焊缝射线DR成像检测工艺。依据GB/T35388-2017标准,对DR检测图像质量进行评定。

结果表明,检测图像各方面指标都达到标准的要求(2)依据检测工艺对铝合金焊缝进行DR成像,得到了未熔合、未焊透、气孔、夹杂、裂纹以及其他等典型缺陷的数字参考图像,描述了各类型缺陷的影像特征。依据HB 5375-1987《铝及铝合金熔焊质量检验》标准和数字参考图像,尝试研究缺陷的分级标准,依据单个缺陷尺寸和缺陷总面积,将气孔夹杂类缺陷划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。

(3)针对DR检测图像中存在的图像模糊、对比度低等问题,开发了图像锐化、浮雕特效显示、多尺度对比度增强算法对图像中的缺陷进行增强显示。结果表明,拉普拉斯锐化法能够很好地改善图像清晰度,增强图像中的缺陷,适合用于孤立的点和线状缺陷;梯度方向边缘增强和Prewitt边缘增强针对图像中的点状缺陷和裂纹缺陷效果较好;多尺度对比度增强算

法能有效改善图像对比度,提高了缺陷检出效果。

(4)以Visual Studio 2010为开发平台,采用面向对象的编程思想,以模块化的设计方式,开发了一套焊缝射线DR图像采集与评定软件。其中,采集模块用于探测器初始化、参数设置、探测器输出校正以及DR图像采集功能的实现,评定模块用于实现DR图像的加载,并实现图像处理、感兴趣区域测量、拉普拉斯锐化和浮雕特效显示等功能,参考图像模块用于实现缺陷数字参考图像加载、分类与显示的功能,辅助检测人员对检测结果进行评定。