專利名稱：焊縫無(wú)損檢測(cè)x射線數(shù)字成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)裝置，尤其是一種用于管線對(duì)接焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字實(shí)時(shí)成像自動(dòng)化設(shè)備。
背景技術(shù)：
X射線無(wú)損探傷作為一種常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用已有近百年的歷 史，通常以膠片照相為主要方法，但此方法需耗用大量的X射線膠片，工序復(fù)雜、檢測(cè)周期長(zhǎng)、勞動(dòng)量大、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重、人身傷害大及檢測(cè)自動(dòng)化程度低等諸多缺點(diǎn)，使其在 檢測(cè)效率、成本及環(huán)境保護(hù)等方面已無(wú)法滿足目前生產(chǎn)快速發(fā)展和競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的需要。鑒于以上缺點(diǎn)，人們開(kāi)始致力于新型X射線探測(cè)器和檢測(cè)系統(tǒng)的研究。如何降低企業(yè)檢測(cè)生產(chǎn)成本、提高檢測(cè)作業(yè)的自動(dòng)化程度及檢測(cè)效率成為無(wú)損檢測(cè)行業(yè)的一個(gè)研究熱點(diǎn)課題。目前流行的X射線成像技術(shù)有三種1)圖像增強(qiáng)器射線成像技術(shù)圖像增強(qiáng)器射線成像技術(shù)的成像原理是涂有一層閃爍晶體的射線輸入屏，將不可見(jiàn)的X射線轉(zhuǎn)化，再經(jīng)像增強(qiáng)器放大，在熒光屏上形成可視圖像。熒光屏后面裝有光學(xué)系統(tǒng)和CCD攝像機(jī)，將信號(hào)采集并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，再輸入到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。它的特點(diǎn)是視域小、體積大、圖像邊緣變形、對(duì)比度和分辨率相對(duì)較低，如圖4。2)計(jì)算機(jī)射線成像技術(shù)計(jì)算機(jī)射線成像技術(shù)是類似于膠片照相的技術(shù)。利用可重復(fù)使用的對(duì)光敏感的存儲(chǔ)熒光物質(zhì)組成成像板代替膠片。激光束掃描該成像板時(shí)，存儲(chǔ)的潛像會(huì)釋放出可見(jiàn)光，可見(jiàn)光被俘獲后轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。它的特點(diǎn)是非實(shí)時(shí)、惡劣環(huán)境受限。如圖5。3)數(shù)字平板射線成像技術(shù)數(shù)字平板射線成像技術(shù)的成像原理是通過(guò)閃爍屏面板轉(zhuǎn)換X射線，經(jīng)光電器件轉(zhuǎn)化成為數(shù)字圖像?？梢砸詭酌腌娨环鶊D像的速度到進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采用X射線圖像數(shù)字讀出技術(shù)，實(shí)現(xiàn)X射線傷檢測(cè)自動(dòng)化。它的特點(diǎn)是有效檢測(cè)區(qū)域大、空間分辨率高、動(dòng)態(tài)范圍大、價(jià)格非常高，數(shù)字板易碎，不可分割，其靈敏度隨溫度變化。通常國(guó)內(nèi)使用單位整套購(gòu)買進(jìn)口數(shù)字成像系統(tǒng)。如圖6。由于圖像增強(qiáng)器和計(jì)算機(jī)射線成像技術(shù)性能指標(biāo)低，環(huán)境適應(yīng)能力差，無(wú)法滿足長(zhǎng)輸管線對(duì)接焊縫的X射線數(shù)字成像檢測(cè)的技術(shù)要求，數(shù)字平板射線成像技術(shù)性能指標(biāo)可以滿足長(zhǎng)輸管線的數(shù)字成像檢測(cè)，但國(guó)內(nèi)均須采購(gòu)成品X射線成像系統(tǒng)，價(jià)格昂貴，適應(yīng)能力差，無(wú)法根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體需求進(jìn)行硬件及軟件的調(diào)整和升級(jí)。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的X射線數(shù)字成像設(shè)備要解決進(jìn)口 X射線成像系統(tǒng)價(jià)格昂貴、成本高、缺少自主技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和適應(yīng)性、可調(diào)性差的問(wèn)題，解決X射線數(shù)字成像自動(dòng)拍攝、采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)距離傳輸多功能如何協(xié)調(diào)、自動(dòng)工作的問(wèn)題，同時(shí)解決圖像處理軟件的去噪、平滑、浮雕等算法的優(yōu)化，提高焊縫質(zhì)量缺陷信息的評(píng)片自動(dòng)化程度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字成像設(shè)備。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字成像設(shè)備，包括爬行機(jī)構(gòu)模塊、相機(jī)模塊、圖像處理與用戶終端模塊和視頻采集模塊，其特征在于爬行模塊包括爬行機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)，爬行機(jī)構(gòu)為雙圓環(huán)結(jié)構(gòu)，圓環(huán)之間為滑動(dòng)槽，固定有滾輪，相機(jī)模塊固定于滾輪的軸上，與滾輪同步，滾輪由步進(jìn)電機(jī)控制，相機(jī)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，X光發(fā)射裝置由步進(jìn)裝置進(jìn)入管線內(nèi)部；相機(jī)模塊包括CMOS圖像傳感器、閃爍材料和相機(jī)面板組成；視頻采集模塊包括SRAM、CPLD, ARM、ADC,采用基于ARM和CPLD的嵌入式系統(tǒng)，運(yùn)用嵌入式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)實(shí)現(xiàn)控制相機(jī)拍攝、轉(zhuǎn)化相機(jī)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)并通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)把帶有經(jīng)緯度信息 的焊縫數(shù)據(jù)通過(guò)MCU打包傳輸?shù)接脩艚K端；X光圖像處理軟件分為信息通信與傳輸、圖像處理兩大功能模塊，基于· Net的System. Net. Sockets實(shí)現(xiàn)的Socket通信來(lái)完成和拍攝控制系統(tǒng)的交互和控制。圓環(huán)與管線之間有空隙，圓環(huán)與管線之間通過(guò)固定銷固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了圖像拍攝、采集、遠(yuǎn)距離傳輸多功能集成封裝，大大減少了系統(tǒng)成本，實(shí)現(xiàn)了管外爬行機(jī)構(gòu)攜帶成像系統(tǒng)精確自動(dòng)爬行定位，焊縫缺陷數(shù)字圖像處理多樣化、功能強(qiáng)、算法高效，極大的提高了檢測(cè)效率和自動(dòng)化程度。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的爬行機(jī)構(gòu)模塊主視圖。圖3為本實(shí)用新型的爬行機(jī)構(gòu)模塊左視圖。圖4為背景技術(shù)中圖像增強(qiáng)器射線成像技術(shù)圖。圖5為背景技術(shù)中計(jì)算機(jī)射線成像技術(shù)圖。圖6為背景技術(shù)中數(shù)字平板射線成像技術(shù)圖。圖7為X射線數(shù)字?jǐn)?shù)字成像系統(tǒng)功能框圖。圖8為X射線數(shù)字成像系統(tǒng)主板功能圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字成像設(shè)備，包括爬行機(jī)構(gòu)模塊、相機(jī)模塊、圖像處理與用戶終端模塊和視頻采集模塊，其特征在于爬行模塊包括爬行機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)，爬行機(jī)構(gòu)為雙圓環(huán)I結(jié)構(gòu)，圓環(huán)I之間為滑動(dòng)槽11，固定有滾輪10，相機(jī)模塊2固定于滾輪10的軸上，與滾輪10同步，滾輪10由步進(jìn)電機(jī)4控制，相機(jī)模塊2通過(guò)數(shù)據(jù)線3與計(jì)算機(jī)7連接，X光發(fā)射裝置5由步進(jìn)裝置進(jìn)入管線內(nèi)部，與焊點(diǎn)6相對(duì)應(yīng)；相機(jī)模塊2包括CMOS圖像傳感器、閃爍材料和相機(jī)面板組成；視頻采集模塊包括SRAM、CPLD, ARM、ADC，采用基于ARM和CPLD的嵌入式系統(tǒng)，運(yùn)用嵌入式的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)實(shí)現(xiàn)控制相機(jī)拍攝、轉(zhuǎn)化相機(jī)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)并通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)把帶有經(jīng)緯度信息的焊縫數(shù)據(jù)通過(guò)MCU打包傳輸?shù)接脩艚K端；X光圖像處理軟件分為信息通信與傳輸、圖像處理兩大功能模塊，基于· Net的System. Net. Sockets實(shí)現(xiàn)的Socket通信來(lái)完成和拍攝控制系統(tǒng)的交互和控制。圓環(huán)I與管線之間有空隙，圓環(huán)I與管線之間通過(guò)固定銷8固定連接。[0020]為了達(dá)到每幀圖像信息的無(wú)縫銜接，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的管外爬行機(jī)構(gòu)性能，要求定位準(zhǔn)確，爬行和靜止時(shí)均無(wú)滑動(dòng)。管外爬行機(jī)構(gòu)是數(shù)字成像設(shè)備的重要組成部分，能否按照要求精確定位，是焊縫圖像能夠正確采集的重要前提，管外爬行機(jī)構(gòu)采用雙圓基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由高精度步進(jìn)電機(jī)4帶動(dòng)滾輪10旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)攜帶相機(jī)模塊2精確爬行的功能。設(shè)備系統(tǒng)整體實(shí)現(xiàn)模式功能框圖見(jiàn)圖7。開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)數(shù)字成像系統(tǒng)相機(jī)模塊系統(tǒng)電
路圖見(jiàn)圖8。
權(quán)利要求1.焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字成像設(shè)備，包括爬行機(jī)構(gòu)模塊、相機(jī)模塊、圖像處理與用戶終端模塊和視頻采集模塊，其特征在于爬行模塊包括爬行機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)，爬行機(jī)構(gòu)為雙圓環(huán)結(jié)構(gòu)，圓環(huán)之間為滑動(dòng)槽，固定有滾輪，相機(jī)模塊固定于滾輪的軸上，與滾輪同步，滾輪由步進(jìn)電機(jī)控制，相機(jī)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，X光發(fā)射裝置由步進(jìn)裝置進(jìn)入管線內(nèi)部；相機(jī)模塊包括CMOS圖像傳感器、閃爍材料和相機(jī)面板組成；視頻采集模塊包括SRAM、CPLD、ARM、ADC。
2 根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字成像設(shè)備，其特征在于圓環(huán)與管線之間有空隙，圓環(huán)與管線之間通過(guò)固定銷固定連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種焊縫無(wú)損檢測(cè)X射線數(shù)字成像設(shè)備，爬行模塊包括爬行機(jī)構(gòu)和步進(jìn)電機(jī)，爬行機(jī)構(gòu)為雙圓環(huán)結(jié)構(gòu)，圓環(huán)之間為滑動(dòng)槽，固定有滾輪，相機(jī)模塊固定于滾輪的軸上，與滾輪同步，滾輪由步進(jìn)電機(jī)控制，相機(jī)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)連接，X光發(fā)射裝置由步進(jìn)裝置進(jìn)入管線內(nèi)部；優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了圖像拍攝、采集、遠(yuǎn)距離傳輸多功能集成封裝，大大減少了系統(tǒng)成本。
文檔編號(hào)G01N23/04GK202693501SQ201220257568
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者張劍波, 史小東, 曹德國(guó), 羅愛(ài)民, 趙洪波, 韓曙光 申請(qǐng)人:中國(guó)石化集團(tuán)勝利石油管理局海上石油工程技術(shù)檢驗(yàn)中心