光電檢測(cè)技術(shù)在無損探傷中的應(yīng)用

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1、光電檢測(cè)技術(shù)在無損探傷中的應(yīng)用摘要：無損檢測(cè)技術(shù)(Non-destructivetesting),是利用聲、光、磁和電等特性，在不損害或不影響被檢對(duì)象使用性能的前提下，檢測(cè)被檢對(duì)象屮是否存在缺陷或不均勻性，并給出缺陷的大小、位置、性質(zhì)和數(shù)量的所有技術(shù)手段的總稱。光電檢測(cè)技術(shù)是光電信息技術(shù)的主要技術(shù)之一它是以激光紅外光纖等現(xiàn)代光電子器件作為基礎(chǔ)通過對(duì)被檢測(cè)物體的光輻射經(jīng)光電檢測(cè)器接受光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再經(jīng)過后續(xù)的處理，獲取冇用信息的技術(shù)。光電檢測(cè)技術(shù)與無損檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合，可以取兩者的優(yōu)點(diǎn)，得到越來越廣泛的應(yīng)用，本文對(duì)

2、無損檢測(cè)屮的X射線檢測(cè)技術(shù)的原理和適用范圍做了詳細(xì)的論述，并舉例說明了它在實(shí)際生活中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:光電檢測(cè)，無損檢測(cè)，X射線檢測(cè)前言：檢測(cè)技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)中，起著舉足輕重的作用，無論科學(xué)研究、產(chǎn)品質(zhì)量及自動(dòng)控制都需要檢測(cè)，利用現(xiàn)代光電子技術(shù)作為檢測(cè)手段，具有無接觸、無損、遠(yuǎn)距離、抗干擾能力強(qiáng)、受環(huán)境影響小、檢測(cè)速度快、測(cè)量精度高等優(yōu)越性，是當(dāng)今檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的主要方向。光電檢測(cè)技術(shù)是以激光、紅外、光纖等現(xiàn)代光電子器件作為棊礎(chǔ)，通過對(duì)被檢測(cè)物體的光輻射，經(jīng)光電檢測(cè)器接受光輻射并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由輸入電路、放大濾波等

3、檢測(cè)電路提取有用信息，再經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換接口輸入計(jì)算機(jī)運(yùn)算處理，最后顯示輸出所需要的檢測(cè)物理量等參數(shù)。光電檢測(cè)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用也越來越多。1光電檢測(cè)的基本原理光電檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖光電檢測(cè)系統(tǒng)主要由投光器(光源)、受光器、信號(hào)處理裝置等組成。根據(jù)受光器所感知的信號(hào)判斷被測(cè)對(duì)象的有無、形狀、方位和顏色時(shí)，按投光器和受光器的相對(duì)位置不同可分為反射型和透過型兩種型式，見圖1。作為光電檢測(cè)媒介的光可以是自然光如白熾燈、螢光燈或鹵素?zé)舭l(fā)出的光。隨著光電技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)常用的是一種特殊的經(jīng)過調(diào)制的光，它是反光二極管在電壓作用下發(fā)出的光。

4、因?yàn)榘雽?dǎo)體沒有熱慣性，可以在通電的瞬間發(fā)光，并且可發(fā)出與電流波形相同的光，這大大提高了其抗干擾能力。投光器發(fā)出的光采用不同形式接觸被測(cè)物后照射在受光器上，而受光器是在光照射下產(chǎn)生電流（或電導(dǎo)率發(fā)生變化），即所謂的具有光電效應(yīng)的光敏元件，常用的有光電二極管和光電三極管。光電二極管的PN結(jié)在沒有光照時(shí)和普通二極管一樣具有單向?qū)щ娦裕褂脮r(shí)處于反向偏置;光線照射管芯，會(huì)產(chǎn)生光生載流子，在反向電壓作用下，生載流子導(dǎo)電產(chǎn)生光電流，即隨入射光強(qiáng)度的變化在負(fù)載電阻的兩端就會(huì)產(chǎn)生隨光強(qiáng)度變化的光電壓，經(jīng)檢波、放大處理去推動(dòng)控制系統(tǒng)。2

5、X射線無損檢測(cè)2.1X射線檢測(cè)原理X射線是一種類似于光、熱和無線電波的電磁輻射波，它的特點(diǎn)是波長(zhǎng)短（工業(yè)X射線探傷中常用的波長(zhǎng)范圍約在0.1-0.001nm之間）。由于輻射物質(zhì)的波長(zhǎng)越短，它穿透物質(zhì)的能力也愈大，所以X射線具有極大的穿透物質(zhì)的能力，正是利用這一特性進(jìn)行X射線檢測(cè)。圖2.1是一種常見的X射線檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)造圖，X射線照射到物件上，由于它有極強(qiáng)的穿透能力，所以在下方的探測(cè)器可以檢測(cè)到穿過物件的X射線，通常會(huì)形成一幅閣像，其閣像灰度值與材料、厚度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)密切相關(guān)［71。正是由于通過圖像分析可以得到缺陷的具

6、體形式，從而X射線在物價(jià)的內(nèi)部探傷中得到了廣泛的應(yīng)用。X射線源入射接收電信號(hào)計(jì)算機(jī)傳送帶物料X射線緣探測(cè)器變頻器計(jì)算機(jī)&□像采集卡圖2.1X射線檢測(cè)2.2X射線檢測(cè)在鑄件缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用由于鑄造方法具冇成本低廉、一次成形以及可以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)大型件等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域，特別是汽車制造業(yè)。在航空航天制造業(yè)中，很多部件也是鑄件。為保證產(chǎn)品質(zhì)量及節(jié)右成本，在生產(chǎn)流程的早期階段及時(shí)檢測(cè)出缺陷是很必要的。無損檢測(cè)由于可避免材料浪費(fèi)和提高生產(chǎn)效率，成為鑄件缺陷檢測(cè)的首選方法。到目前為止，研究最多且比較有效的方法包括

7、超聲波探傷法、X射線透照法和射線層析攝影法。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)射線檢測(cè)設(shè)備及相關(guān)技術(shù)的耍求也越來越高。對(duì)于X射線檢測(cè)，新的研究重點(diǎn)在于不斷提高X射線閣像的獲取技術(shù)，以及發(fā)展現(xiàn)代計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)，以使檢測(cè)過程在高速和真正完全自動(dòng)化的模式下進(jìn)行。一種常用的X射線檢測(cè)技術(shù)在鑄件缺陷檢測(cè)中的應(yīng)用是X射線圖像自動(dòng)缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由四個(gè)部分組成[8]:試件支撐系統(tǒng)；X射線產(chǎn)生裝置；將X射線能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器和閣像處理器。由于X射線得到的閣像的特殊性，和應(yīng)的獲取圖像的傳感器也有所不同，主要有W種：一

8、種是基于非定晶硅或硒傳感器陣列的平柵格；另一種則是基于線性二極管的陣列。圖4.2是通過X射線檢測(cè)技術(shù)獲取的鑄件圖片。圖4.2通過X射線檢測(cè)技術(shù)獲取的鑄件圖片通過圖4.2屮的圖片，經(jīng)過后續(xù)的圖像處理，就可以得到鑄件屮缺陷類型、位置和大小。X射線檢測(cè)系統(tǒng)也是一種機(jī)器視覺系統(tǒng)，只是成像的方式發(fā)生了改變，不再是通過簡(jiǎn)單的光學(xué)成像來獲取缺陷