射线检测在复合材料无损检测中的应用

射线检测在复合材料无损检测中的应用

杨胜岳

南京英派克检测有限责任公司江苏南京210048

摘要：随着射线检测技术的不断更新与发展，越来越多的检测技术应用在复合材料的无损检测中，已取得了较为明显的效果，对复合材料制备过程的质量控制和质量评价起到了至关重要的作用。而随着更多具有优良性能的复合材料的开发，对于复合材料产品检测技术也有了更高的要求和挑战。射线检测技术是一项传统的，有着丰富实践经验的无损检测技术，具有包括影像资料直观、易于保存等在内的优势。本文针对射线检测在复合材料无损检测中的应用及其发展趋势展开分析与探讨。

关键词：射线；技术；检测

引言：

近年来的技术发展作用之下，复合材料作用范围的持续扩大使得各行业领域对于复合材料自身性能的完整性提出了相当严格的要求。复合材料主要是指：经由两种，或者是两种以上不同性质的材料，在化学性、物理性技术手段的作用之下，组成形成的具有全新理化性能的材料。复合材料最大的特点在于：将不同材料属性上的优势充分结合起来，达到了提高复合材料综合性能的目的，可以满足不同的要求。文章主要探讨射线检测技术在复合材料无损检测中的应用要点与优势，以期有助于实践工作的开展，达到优化并提升复合材料无损检测质量的重要目的。

一．射线检测技术在复合材料检测中的应用

（一）康普顿背散射成像技术的应用

康普顿背散射成像技术自上世纪80年代发展至今已有数十年，其同样属于射线无损检测技术的研究范畴，在复合材料无损检测领域中有着独特的作用价值。

在利用康普顿背散射成像技术对复合材料进行检测的过程当中，其所依赖的基本工作原理在于：借助于X射线与物质相互作用过程当中所产生的康普顿背散射效应，在不同位置，不同散射角角度作用之下所反映出的康普顿背散射光子数，获取被测定复合材料区域电子密度的分布情况。

通过对重建技术的应用，获取相对于复合材料而言的三维密度分布图像。在当前技术条件支持下，整个康普顿背散射成像检测系统主要由以下几个部分所构成：

其一为扫描运动自动控制系统；

其二为计算机图像处理与显示系统；

其三为探测采传系统，其四为运动机械系统。

康普顿背散射成像技术具有广泛性，不受检测对象的任何尺寸限制，因此，十分适合复合材料、铝合金以及塑料等材料的检测。

（二）计算机断层扫描成像技术的应用

计算机断层扫描成像技术是一种建立在计算机技术基础之上的无损检测技术，现阶段在复合材料无损检测领域中有着相当广泛的应用价值。

在当前技术条件支持下，依托于计算机断层扫描成像技术所形成的整个无损检测系统主要由以下几个部分所构成：

其一为探测器系统；

其二为数据采集系统；

其三为计算机控制系统；

其四为准直器操作系统；

其五为机械扫描系统。

在将该技术作用于复合材料无损检测领域的过程当中，主要的工作过程可以概括为：首先，通过机械扫描的方式，获取被检测无损材料断层方面的关键数据信息，然后，在计算机控制系统的干预下，利用所获取的检测数据信息进行图像的重建，生成结构清晰的图像。

期间需要特别注意的一点是：由于计算机断层扫描成像技术是建立在无损检测基础之上获取被检测复合材料二维灰度图像的，故而，被检测断面内部的结构组成情况可以通过图像灰度的方式加以辨识。在此基础之上，还可通过扩大断层二维图像扫描范围与宽度的方式，根据二维图像生成三维图像。

相较于传统意义上的胶片照相技术而言，计算机断层扫描成像技术能够更好的避免在影像重叠方面的问题，且对于提高生成图像灵敏度而言也有几位重要的意义。更加关键的一点是：计算机断层扫描成像技术具有数字型特点，所获取数据信息能够及时进行放大处理、压缩处理，以方便数据的传输，具有远距离观测的实用价值。

在当前国内对计算机断层扫描成像技术的应用过程当中，多作用于的检测对象包括碳/碳、碳/酚醛等复合材料，解决了这些材料在传统检测技术下存在的问题与不足。特别是由于计算机断层扫描成像技术具有数字化方面的优势，故而还可作用于对航天、航空等一类精密性产品的无损检测领域中，实现对应用范围的拓展与完善。

（三）射线实时成像技术的应用

射线实时成像技术是伴随着电子学成像方法迅速发展起来的一种无损检测技术。在作用于复合材料无损检测领域的过程当中，根据成像物体变动图像的迅速改变，在无损前提下，评估复合材料内部存在的缺陷与问题。

对比传统意义上适用于复合材料检测的胶片摄像照射技术而言，本技术方案的优势更加突出：

其一，合理控制了射线检测下的持续曝光时间，降低了人体受射线辐射的影响；

其二，能够使所获取图像的动态范围得到合理的提升，达到提高图像处理效率的目的；其三，整个检测作业的开展对曝光时间具有较高的宽容性。

射线实时成像技术在作用于复合材料无损检测过程中的基本流程如图1所示。对于压力容器行业、车辆制造行业、以及军工制造行业所涉及到的各类复合材料而言，射线实时成像技术均具有相当确切的作用价值。

目前来看，应用射线实时成像技术的检测系统主要有三种类型：

其一为微焦点射线实时成像检测系统（本系统可应用射线实时成像技术完成对各类电子元器件以及工件的检测作业）；

其二为工业射线实时成像检测系统（本系统支持对工业领域内各种常见复合材料的检测作业）；

其三为阵列射线实时成像检测系统（本系统主要作用于对机场、车站等相关领域复合材料的检测作业）。

在各检测系统成功作用于多种领域复合材料检测作业的期间，表现出了相当快的发展速度，除具有较高的检测灵敏度以外，还具有相当突出的分辨率优势以及动态范围优势。

二．射线检测在复合材料无损检测中的发展趋势

（一）射线检测方法和无损检测设备的实践

随着电子技术和计算机技术的迅速发展，数字射线照相技术和计算机模拟与仿真技术正逐渐成为射线无损检测技术研究和应用的热点。特别是非胶片数字射线照相技术而言，相对于传统意义上的无损检测技术来看，非胶片数字射线照相技术还具有检测成本低廉，环境污染小的优势，综合效益突出，是复合材料无损检测领域最为主流的发展趋势之一。

除此以外，复合材料无损检测领域中对于相关计算机技术以及仿真技术的应用也更加的集中与广泛，计算机技术被广泛应用于包括系统设计优化，结构配置优化，检测工艺优化，虚拟检测优化在内的各个工作环节当中，除能够改进无损检测工艺以外，还对于缩短无损检测装置生产周期有重要价值。

除射线检测技术的发展以外，相关的无损检测设备也能够取得更加广阔的发展。结合技术层面的发展趋势来看，未来复合材料无损检测领域中，相关射线检测技术设备的发展特征可以概括为以下几个方面：

其一是数字技术及自动识别技术；

其二，高智能化和图像显示功能；

其三，大型化和模块化，其四自动检测系统的研制。

高性能探测器系统及与cr有关的技术，如：微焦点CT成像技术、锥束CT成像技术、倾斜入射及非完全扫描重建的CT成像系统等技术更是成为当前研究的热点。

（二）不同复合材料射线检测技术的发展

借鉴国外在有关复合材料无损检测技术发展方面所取得的经验，笔者认为，为了进一步提高并巩固复合材料无损检测质量与效果，还应当根据待检测复合材料的不同类型以及属性，采取对应的检测方法，制定射线检测的相关程序与无损检测标准，提高复合材料无损检测的科学性水平，使射线检测技术及相关设备在实际应用中能够有法可依。

同时，相关标准程序的构建还能够使我国有关复合材料无损检测技术的发展更加积极的与国际发展趋势相接轨、相融合。

三．结束语

综上所述，。

随着近年来射线检测技术的不断发展与更新，射线检测技术的检测能力以及检测范围都取得了相当长足的进步，其在复合材料无损检测中的作用价值也是相当突出的。无损检测技术最大的优势就在于检测的无损性。从复合材料无损检测的角度上来说，以射线检测技术的应用最具典型特征，可以说已成为复合材料无损检测的重要技术工具之一。

参考文献：

[1]徐丽，张幸红，韩杰才.射线检测在复合材料无损检测中的应用[J].无损检测.2004（09）

[2]葛邦，杨涛，高殿斌，李明.复合材料无损检测技术研究进展[J].玻璃钢/复合材料.2009（06）

[3]郁青，何春霞.无损检测技术在复合材料检测中的应用[J].工程与试验.2009（02）

[4]李俊杰，韩焱，王黎明.复合材料X射线检测方法研究[J].弹箭与制导学报.2008（02）