ICS 19.100 J 04
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T35389—2017
无损检测
X射线数字成像检测 导则
Non-destructive testing- X-ray digital radiographyGuide
2018-04-01实施
2017-12-29发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局
中国国家标准化管理委员会 发布 GB/T35389—2017
目 次
前言引言
范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义符号
1
4.
5 技术特点·
检测设备. 特性分析图像分辨率图像信噪比图像对比度 11 图像质量
6
7
10
12 13 1 4
9
10 GB/T 35389—2017
前言
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准由全国无损检测标准化技术委员会（SAC/TC56)提出并归口。 本标准起草单位：北京固鸿科技有限公司、清华大学、兰州瑞奇戈德测控技术有限公司、中国兵器科
学院宁波分院、烟台华科检测设备有限公司、中航工业北京航空制造工程研究所、湖北三江航天江北机械工程有限公司、中信戴卡股份有限公司、哈尔滨锅炉厂有限责任公司、重庆大学、中国石油天然气集团公司管材研究所、成都华宇检测科技有限公司、苏州工业园区道青科技有限公司、西安航天复合材料研究所、杭州华安无损检测技术有限公司、中国工程物理研究院机械制造工艺研究所、广东盈泉高新材料有限公司。
本标准主要起草人：肖永顺、孙忠诚、倪培君、王建华、宋震方、王晓勇、王玉强、高凤滨、王珏、 徐生东、唐良明、陶维道、张新春、方发胜、汤光平、李砚涛、曾祥照
I GB/T 35389—2017
引言
从在20世纪90年代初期起，X射线数字成像检测技术就开始应用于承压设备的焊缝、航空和航天焊接制品焊缝的内部缺陷检测。目前，X射线数字成像检测技术已广泛应用于航空、航天、石油、化工、 汽车、铁路、电力、机械、承压设备等行业焊缝质量的检测
在铸造行业，针对有色金属铸件和钢铸件内部质量检测，X射线数字成像检测技术已成为必备的检测手段之一。随着汽车工业的发展，X射线数字成像技术在汽车铝镁合金铸件中有良好的应用前景。 随着大型装备制造业的发展，X射线数字成像技术在装备的钢铸件中有良好的应用前景。
在非金属材料、复合材料领域，针对陶瓷材料制品、蜂窝结构制品、橡胶制品、树脂基模压制品的内部质量检测，可从多角度对制品进行检测，有利于夹杂、裂纹、分层及结构缺陷的检出和分析。
X射线数字成像检测技术可用于有外保护层的管道检测；纤维缠绕容器缠绕层密实性和瓶体内外检测、输送流体管道内壁腐蚀性检测。
弹药装填、炮弹引信、高压开关触头以及其他重要装置的装配正确性和结构完整性检测，是X射线
数字成像技术的重要应用领域。
以微焦点X射线数字成像系统为代表的设备在微电子行业也有广泛的应用。 随X射线数字成像技术的发展，X射线数字成像技术在物流检测、矿物筛选以及文物、考古鉴定
等领域中有良好的应用前景。
II GB/T 35389—2017
无损检测
X射线数字成像检测 导则
范围
1
本标准规定了X射线数字成像检测的技术特点、检测设备、特性分析、图像分辨率、图像噪声、图像
对比度、图像质量、技术应用等基本要求。
本标准适用于金属材料、非金属材料、复合材料等制品X射线数字成像检测的指导
规范性引用文件
2
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件
GB/T12604.11 无损检测 术语X射线数字成像检测 GB/T 35394 无损检测 X射线数字成像检测 系统特性 GB/T 35388 无损检测 X射线数学成像检测 检测方法
3 术语和定义
GB/T12604.11界定的术语和定义适用于本文件。
符号
4
本标准使用的符号如表1所示。
表1 符号与说明
符 号
说 明
探测器点扩散函数的半峰全宽，单位mm 物体面上点扩散函数的半峰全宽，单位mm 成像面上点扩散函数的半峰全宽，单位mm 对比度灵敏度对比度噪声比归一化对比度噪声比特定微小厚度差的归一化对比度噪声比焦点尺寸，单位mm 数字探测器阵列焦点到探测器成像面的距离，单位mm 焦点到被检物体表面的距离，单位mm 探测器每秒钟输出的图像顿数
a BW BW' CS. CNR CNR CNR d DDA F f fps
1 GB/T35389—2017
表1(续)
符 号 GV iSR: LP/mm M MT M.ap. MTF OTF P PSF R R. SR SNR SNRN Um U; Vm Aw 6
说 明
图像灰度值用曲线拟合和插值法计算的基本空间分辨率每毫米范围内可识别的线对数，图像分辨率的表示单位几何放大倍数调制度最佳几何放大倍数调制传递函数光学传递函数像素尺寸点扩散函数图像分辨率系统分辨率基本空间分辨率信噪比归一化信噪比图像不清晰度固有不清晰度最大动态检测速度特定细节的厚度差异测量区灰度值的标准偏差
5 技术特点
5.1 检测原理与过程
X射线数字成像技术利用X射线的穿透特性和衰减特性，通过探测器来获得可被显示和记录的数字图像，成像原理见图1。
射线源
被检测物体
探测器
计算机
图1 X射线数字成像原理
2 GB/T35389—2017
X射线透照被检测物体后，强度发生了改变，被探测器接收转换为可见光或电子、通过电路读出并
进行数字化处理后，将信号数据发送至计算机系统形成可显示、分析处理和存储的图像。检测过程可分为透照、信号探测与转换、图像显示与评定3个基本阶段
5.2检测图像
5.2.1X射线数字成像得到的检测图像为数字图像，由按照行和列方式排列的一定像素构成 5.2.2检测图像包含有被检物体的密度和厚度变化信息，表现为像素的灰度值不同。相同透照条件下，被检物体密度越小或厚度越小，穿透被检物体的射线衰减也小，检测图像的灰度值越大。 5.2.3探测器采集的原始图像为灰度图像，是被检物体的正像。图像处理软件可转换为负像显示 5.2.4检测图像应保存原始图像数据。在不改变原始图像数据时，可保存为不同的位数和不同的文件格式。另存的其他图像格式对图像细节信息的损失，在实际使用时需评估。 5.2.5检测图像的位数取决于探测器模/数（A/D)转换器的位数，决定了图像的灰度等级。 5.3 图像评定 5.3.1 检测图像质量达到产品检验标准规定的图像质量要求时，方可进行评定。 5.3.2可采用人工评定方法或（和)计算机自动评定方法对检测图像进行评定
6检测设备
6.1 设备组成
6.1.1X射线数字成像系统的基本组成一般包括：X射线源、探测器、机械装置、图像处理装置和辐射安全防护装置。 6.1.2X射线数字成像系统具有多种设备配置方案，以满足产品生产设定的技术条件和检验标准为基本选型依据。 6.1.3按GB/T35394测定系统特性。 6.2X射线源 6.2.1X射线源是一种可控的射线发射装置，关闭电源后不会发射X射线，具有安全可控的特点。 6.2.2X射线源具有多种结构形式、工作方式和冷却方式。结构上分为移动式、便携式、固定式等；工作方式可分为脉冲式、断续式和连续式；冷却方式分为风冷式、水冷式和油冷式等。应根据检测系统的工作条件合理选择。 6.2.3X射线源的主要技术参数是：管电压及调节范围、管电流及调节范围、焦点尺寸和负载率。 6.2.4X射线源的管电压及调节范围要与被检测物体的材质和厚度范围相适应，宜具有较大的管电流和较小的焦点尺寸。产品连续检测时，宜具有100%的负载率。 6.2.5使用线阵列探测器的场合，宜选用纹波系数较小的X射线源。 6.3探测器 6.3.1探测器按射线能量分为低能（≤1MeV)和高能探测器，按像素的排列方式分为线阵列探测器和面阵列探测器，按转换屏材料分为直接转换和间接转换探测器，按其制造技术分为非晶硅薄膜晶体管 (a-SiTFT)阵列、互补金属氧化物（CMOS）阵列和光电二极管阵列等。 6.3.2探测器的物理特性包括像素尺寸、敏感区尺寸、A/D转换器位数、顿速、能量范围等参数。探测器的检测特性用基本空间分辨率、对比度灵敏度、厚度宽容度、效率和图像延等参数进行评价。 6.3.3不同探测器的指标参数存在差异，需根据检测要求做出合适的选择。
3 GB/T35389—2017
示例：产品动态检测需要选择顿速高、图像延迟小、信噪比较高的探测器；检测含有圆形缩松（针孔）的铸件宜选用分辨率较高的探测器；薄壁焊缝静态检测宜选用具有较高图像分辨率和较高对比度灵敏度的探测器。 6.3.4线阵列探测器每次只能给出被检物体的一维图像信息，需通过物体与检测系统的相对运动才能形成完整的检测图像， 6.3.5线阵探测器检测时的相对运动速度由探测器的输出行频、像素间距和几何放大倍数决定，需要进行严格匹配和调校后才能保证检测图像无几何畸变。线阵列探测器产生的检测图像经常会产生各向异性，应从不同方向来测定图像质量。 6.3.6线阵列探测器对X射线源输出参数的稳定性要求较高，应控制管电压或管电流的波动不在检测图像上产生干扰条纹。 6.3.7面阵探测器给出的是一个视野范围的检测图像，适合于物体静态成像检测和在较低运动速度下的动态成像检测， 6.3.8动态检测时，宜选用速较高的探测器。要求的检测速度越快，顿速要求也越高。对于特定的探测器，当相对运动速度超过其充许的最大速度时，运动引起的不清晰度将会造成图像质量的明显下降直至不能完成对工件的有效检测。推荐的最大运动速度的计算方法见式（1）：
Vmx=kX P×fps
.(1)
M
式中： Vmax最大检测运动速度，单位为毫米每秒（mm/s）；
为系数。线阵探测器检测时k=1，面阵探测器检测时k=1～5；探测器像素尺寸，单位为毫米（mm）。如果使用了像素合并，则为合并后的像素尺寸：
A P fps 探测器顿速（对线阵探测器而言为行频），表示为每秒输出顺数： M
儿何放大倍数
6.3.9每一种探测器都对应一个最佳的能量范围，在该范围内图像分辨率和信噪比俱佳。 6.3.10在检测图像质量可满足产品检验标准要求的前提下，宜优先选用像素尺寸相对较大的探测器，可获得灵敏度更高、信噪比更好的检测图像， 6.3.11当被检物体的材料厚度范围相差很大时，像素尺寸较大的探测器在检测较薄工件时，会出现灵敏度达到或超过标准要求而图像分辨率不能达到标准要求的情况。出现该情况后，宜优先使用补偿原则；如补偿后仍不能满足要求，则需要更换成像素尺寸较小的高分辨率探测器。 6.4机械装置
6.4.1机械装置应能承载被检物体并具有所需的自由度，可控制运动范围、速度和透照角度。在某些应用中，用操控射线源和探测器的运动来代替操控被检物体，或者是二者兼备。 6.4.2机械装置应运动平稳，启动/停止时无冲击。应充分保证被检物体在检测过程中不跌落、倾翻和发生碰撞，被检物体和检测机械之间应无滑动现象。 6.4.3机械装置宜具有复位功能，用来确定被检物体的初始检测位置和消除运动过程的累积误差 6.4.4自动、半自动检测系统要求机械装置具有检测过程的示教功能。每一类被检物体对应一个示教文件，检测时根据被检物体种类自动调用示教过程记录的运动和位置参数。 6.4.5一般情况下，轮式运动机械的精度较低，较高的运动精度宜采用直线运动单元， 6.4.6对运动精度要求较高的机械装置多采用计算机闭环数字控制技术或工业机器人技术。
6.5图像处理装置 6.5.1 图像处理装置从探测器读取图像数据，经过处理后在显示单元上进行显示。图像处理装置主要由计算机处理单元、显示单元、图像分析处理软件、图像拷贝和刻录单元等构成。
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