Стандартизация систем радиоскопического контроля с цифровой обработкой изображений - Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Вернуться   Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист > Форум Дефектоскопист > Статьи о дефектоскопии


Старый 26.07.2015, 19:39   #1
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию Стандартизация систем радиоскопического контроля с цифровой обработкой изображений

Стандартизация систем радиоскопического контроля с цифровой обработкой изображений

Об авторе


Шаблов Станислав Владимирович

Ведущий специалист ООО «АСК-Рентген», г. Москва,
к. т. н., III уровень по радиационному виду НК.

На протяжении двух последних десятилетий рядом европейских государств интенсивно велась разработка стандартов по радиоскопическому (рентгенотелевизионному) контролю. Результатом этой работы стало появление стандарта EN 13068 [1 - 3]. Стандарт утвержден CEN (Европейским обществом по стандартизации) и состоит из трех частей:
  • Часть 1. Количественные измерения характеристик изображения.
  • Часть 2. Контроль долговременной стабильности устройств формирования изображения.
  • Часть 3. Основные принципы радиоскопического контроля металлических материалов посредством рентгеновского и гамма- излучения.

В настоящей статье обсуждаются некоторые принципиальные подходы к стандартизации радиоскопического контроля, изложенные в указанных документах.

В первой части [1] стандарта описаны методы анализа реакции радиоскопичеcких систем на исследуемый образец с известными характеристиками.

Под радиоскопической системой (рис. 1) понимается совокупность устройств, состоящая из источника излучения, механики перемещения объекта контроля, коллиматоров, фильтров и устройства для формирования изображения (преобразования рентгеновского или гамма-излучения в выходной сигнал для цифрового или оптического представления изображения). В случае визуальной оценки система включает дисплей.



Рис. 1. Схема радиоскопической системы: 1 - источник излучения; 2 - объект контроля; 3 - устройство для преобразования излучения (преобразователь); 4 - выходной сигнал; 5 - система цифровой обработки изображения; 6 - дисплей

Системы цифровой обработки изображения могут являться частью устройства для формирования изображения. В случае использования полностью автоматических цифровых систем обработки и оценки изображения дисплей не является частью системы. Важно отметить, что для определения характеристик радиоскопических устройств формирования изображения в стандарте используются те же термины и параметры, что и в теории радиографического контроля.

Принципиальной основой всех измерений преобразователя является использование определенного рельефа излучения* от искусственных испытательных индикаторов в качестве входного сигнала и определение отклика системы в виде линейного необработанного выходного сигнала при помощи измерительного оборудования. При всех измерениях предлагается результаты записывать в протокол с указанием расстояний от источника до объекта контроля и от источника до преобразователя.

Для оценки дисплея и усилительного тракта (процессора изображений) рекомендуется использовать следующую процедуру. Электронный генератор подключается в усилительный тракт. Генератор должен быть способен формировать испытательную таблицу в виде вертикальных полос вплоть до предельной пропускной способности дисплея и/или процессора изображений.

В первой части также приводятся стандартные методики измерения следующих параметров преобразователя:

— внутренняя нерезкость;

— пространственная функция передачи модуляции (MTF), которая в отечественной литературе обычно называется частотно-контрастной характеристикой;

— коэффициент контраста для низких пространственных частот (пороговый контраст).

Характеристики контрастности радиоскопической системы описываются следующими параметрами качества изображения:

— контрастная чувствительность (пороговый контраст);

Для получения рельефа излучения со снижающимся радиационным контрастом перед входным экраном необходимо поместить стальную пластину нормированной толщины в сочетании со ступенчатым клином (стальным), расположенном на этой пластине со стороны источника. Ступенчатый клин должен располагаться в направлении линии считывания детектора и в центре входного экрана. Во входном сигнале (S) отношение сигнал/ шум (SNR) должно измеряться на каждой ступени клина. Самая тонкая ступень с отношением SNR ≥ 2 должна рассматриваться в качестве минимального детектируемого изменения толщины стенки ΔWmin : S = ΔWmin/W.

— диапазон толщины стенки (динамический диапазон толщин).

На входном экране в центре должна быть установлена свинцовая маска с вырезом, а на ней - индикатор ступенчатого типа с высотой шага 1 мм. Самый меньший шаг Wmin, который дает максимальную амплитуду Smax выходного сигнала, следует считать начальной точкой измерения. Индикатор следует пошагово сдвигать относительно выреза в направлении большей толщины. Для каждого шага соответствующую амплитуду сигнала следует измерять до тех пор, пока SNR не достигнет значения ≤ 2. Для того чтобы снизить влияние квантового шума, необходимо использовать цифровую обработку - функцию усреднения сигнала. Разница между наибольшей и наименьшей толщинами стенки Wmin и Wmax и будет диапазоном толщины стенки ΔW0 = Wmax - Wmin, где Wmax = W для SNR = 2 и Wmin = W для S = Smax.

Для того чтобы охарактеризовать линейность системы, в стандарте предусмотрено измерение параметров дифференциального и интегрального вида искажений, а также дифференциальной и интегральной однородностей изображения.

Вторая часть стандарта содержит руководство по контролю радиоскопического оборудования на рабочем месте, включая цифровую обработку изображения.

Стандарт устанавливает правила проведения испытаний радиоскопической системы для обеспечения постоянного уровня качества контроля. Важно отметить, что проведение этих испытаний должно осуществляться непосредственно операторами рентгенотелевизионной системы. Они основаны на анализе сигнала изображения и определения чувствительности контроля с использованием определенного индикатора качества изображения (IQI). Стандарт применим как для установок с компьютерной обработкой изображения в цифровом виде, так и для установок с простыми рентгенотелевизионными системами.

Стандарт предписывает устанавливать индикатор качества изображения на объекте контроля со стороны источника при наличии такой возможности. Рекомендуется следующая последовательность измерений, проводимых во время практической работы.

1. Проверка нерезкости

Для данных испытаний может быть зарегистрирована только общая нерезкость (всей системы), которая должна проверяться при помощи индикатора качества изображения (IQI) двухпроволочного типа в соответствии с EN 462-5 [7]. Индикатор должен быть помещен на сторону объекта контроля, обращенную к источнику. Объект контроля должен быть плоским и представлять собой типичный образец для испытаний, совпадающий по толщине и материалу с контролируемыми изделиями. Для систем с компьютерной обработкой изображения необходимо оценивать профиль поперек проволок IQI (рис. 2). Номер двухпроволочного IQI, для которого глубина модуляции приближается к 20 %, и численное значение глубины модуляции (Г) должны оцениваться и документироваться для сравнения с более поздними измерениями. Также должно записываться и число первой, не выявленной по разрешению проволочной пары.



Рис. 2. Профиль интенсивности поперек двойной проволоки: Г = (Н - М)/Н х 100, %

2. Проверка контрастной чувствительности

Для измерения контрастной чувствительности и диапазона толщины стенки в соответствии с [1] можно использовать ступенчатый клин, сделанный из того же материала, что и объект контроля. Кроме того, чтобы выполнить требования для стандартной радиографии, необходимо установить соответствующий IQI по EN-462-1 [5].

Для цифровых радиоскопических систем можно использовать рекурсивную фильтрацию или интегрирование изображения для снижения помех. Тип алгоритма и значимые параметры должны быть документированы.

3. Контроль однородности

Контроль неоднородности изображения должен проводиться с помощью индикаторов IQI, используемых для проверки контрастной чувствительности и пространственной разрешающей способности в различных областях экрана, представляющих интерес для оценки. В тех случаях, когда проводятся линейные и угловые измерения, линейность системы формирования изображения должна поверяться при помощи надлежащей калибровки.

В третьей части стандарта представлены базовые методики радиоскопии. Приемочные критерии для несплошностей данный стандарт не устанавливает.

Назначение настоящего стандарта - охарактеризовать радиоскопическую методику в максимальном соответствии с радиографическими стандартами [4-7]. По аналогии с радиографией радиоскопические методики подразделяются на два класса:

- класс контроля SA: базовые методики;

- класс контроля SB: усовершенствованные методики.

Методики контроля класса SB должны применяться, когда чувствительности класса контроля SA может быть недостаточно. При этом контроль класса SA может осуществляться методом радиоскопии в реальном времени, а для контроля класса SB обязательно дополнительное интегрирование изображения. Выбор класса радиоскопической методики согласовывается заинтересованными сторонами.

Минимальные требования к системам радиоскопического детектирования: стандартом определены три класса радиоскопических систем контроля. Критериями классификации являются внутренняя нерезкость детектора, искажение и однородность в соответствии с [1] (табл. 1), измеряемые без геометрического увеличения. Их значения измеряются с помощью стальной пластины толщиной 6 мм в качестве тест-объекта при 100 кВ по методикам EN 13068-1 [1] и EN 13068-2 [2].


Замеры по данным параметрам производятся при отношении «сигнал/шум» лучше, чем 50. Искажение и однородность должны измеряться при 75 % радиуса используемого поля изображения.

__________________________________________________

* Под термином «рельеф излучения» в стандарте понимается более привычный в русском языке термин «радиационное изображение» объекта.
Изображения
Тип файла: jpg 0.jpg (5.1 Кб, 73 просмотров)
Тип файла: jpg 1.jpg (20.4 Кб, 74 просмотров)
Тип файла: jpg t1.jpg (80.4 Кб, 75 просмотров)
Тип файла: jpg 2.jpg (27.5 Кб, 72 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 26.07.2015, 19:43   #2
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 14 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 18
По умолчанию

Достоинством стандарта является то, что в нем приведены максимальные значения напряжения на рентгеновской трубке для различных толщин алюминиевых и стальных объектов (табл. 2, 3).




Качество изображения (чувствительность контроля) определяется с помощью индикаторов качества изображения (IQI). Рекомендуется использовать IQI, представленные в EN 462-1 [5] и EN 462-5 [7]. Минимальные требования по различимости проволочек IQI и двухпроволочного IQI в зависимости от просвечиваемой толщины для различного применения представлены в табл. 4 и 5.




IQI должен прикрепляться на стороне объекта, обращенной к источнику (для размеров фокального пятна больше величины внутренней нерезкости детектора), либо на стороне объекта, обращенной к детектору (для размеров фокального пятна меньше величины внутренней нерезкости детектора), под углом приблизительно 45°.

Для легких сплавов класс контроля SA основан на требованиях серийного контроля в режиме реального времени, которые в особенности касаются стандартных рентгеновских трубок с минифокусом (размер фокального пятна 0,1 - 1 мм в соответствии с серией стандартов EN 12543).

Класс контроля SB основан на требованиях вне рамок серийного контроля для повышенного геометрического разрешения и контрастной чувствительности (согласно EN 462-3 [6]).

Классы контроля SA и SB, указанные в табл. 5, основаны на EN 462-3 [6].

После завершения процедуры контроля изображения должны сохраняться в качестве исходных данных на внешнем запоминающем устройстве. Устройство должно быть пригодно для долговременного хранения в соответствии с требованиями контрольной документации. Радиоскопические изображения могут впоследствии обрабатываться способом цифровой обработки изображения для увеличения выявляемости дефекта или его автоматизированной оценки.

Философия развития современного индустриального общества в большинстве случаев требует единых стандартных подходов с целью унификации технических требований сложных промышленных комплексов, которыми являются радиоскопические системы. Поэтому при разработке новых нормативных документов целесообразно учитывать положения рассмотренного в данной статье стандарта EN 13068, который достаточно полно охватывает вопросы радиоско-пического контроля.

Литература

1. EN 13068-1:1999. Non-destructive testing. Radioscopic testing. Part 1: Quantitative measurement of imaging properties. - CEN, 1999. - CEN, 1999.

2. EN 13068-2:1999. Non-destructive testing. Radioscopic testing. Part 2: Check of long term stability of imaging devices. - CEN, 1999.

3. EN 13068-3:2001. Non-destructive testing. Radioscopic testing. Part 3: General principles of radioscopic testing of metallic materials by X- and gamma rays. - CEN, 2001.

4. EN 444:1994. Non-destructive testing. General principles for radiographic examination of metallic materials by X- and gamma-rays. - CEN, 1994.

5. EN 462-1:1994. Non-destructive testing. Image quality of radiographs. Part 1: Image

quality indicators (wire type). Determination of image quality value. - CEN, 1994.

6. EN 462-3:1996. Non-destructive testing. Image quality of radiographs. Part 3: Image quality classes for ferrous metals. - CEN, 1996.

7. EN 462-5:1996. Non-destructive testing. Image quality of radiographs. Part 5: Image quality indicators (duplex wire type), determination of image unsharpness value. - CEN, 1996.

8. Шаблов С. В. Применение видеопроцессорных рентгенотелевизионных систем в энергомашиностроении. - Труды ЦНИИТМАШ. 1987. № 203. С. 10-12.
Изображения
Тип файла: jpg t2.jpg (87.5 Кб, 74 просмотров)
Тип файла: jpg t3.jpg (97.5 Кб, 70 просмотров)
Тип файла: jpg t4.jpg (173.4 Кб, 71 просмотров)
Тип файла: jpg t5.jpg (278.6 Кб, 71 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 27.07.2015, 04:15   #3
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 2,330
Благодарил(а): 58 раз(а)
Поблагодарили: 258 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 215
По умолчанию

Шаблов С.В. Стандартизация систем радиоскопического контроля с цифровой обработкой изображения. − В мире НК. – Сентябрь 2009 г. − № 3 (45). − С. 22–24. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: rar Статья.rar (2.22 Мб, 19 просмотров)
admin вне форума   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
О применимости технологии антенных решеток в решении задач УЗК В мире НК Статьи о дефектоскопии 6 26.05.2018 13:55
Проблемы прогнозирования работоспособности конструкций по данным НК В мире НК Статьи о дефектоскопии 5 12.10.2015 04:56
Современная аппаратура для УЗК металлоконструкций admin Статьи о дефектоскопии 4 03.04.2014 09:57
НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 20:45
Автоматический ультразвуковой контроль сварных стыков при ст admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 13:30


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 23:49. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2018. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com