专利技术
T E C H N O L O G Y
X光双目视角成像
X光双目视角成像技术是一种通过利用左、右两幅透射图像的视差计算缺陷深度的先进技术。相较传统的二维透射图像和背散射图像,X光双目视角成像技术以其直观、清晰的图像质量为特点,尤其在观察细小裂纹方面具备卓越性能。瑞蒂森(HERE)是首创采用平板探测器双目视角成像技术的高科技公司,致力于数字化深度信息的提取和图像处理。
相较于透射图像和背散射图像等二维图像,X射线双目视角成像技术能准确计算出缺陷深度,有效克服了没有深度信息的局限。
实验结果展示:
图1:水泥块的缺陷深度(左),水泥块的3D缺陷图(右)。
在左图中,以样品靠近球管的平面为基准面(即该平面的深度为0mm),缺陷的编码格式为N-XX,N是缺陷的编号(N=1,2,… ),XX是深度(以mm为单位),例如:编号为7,深度为56mm的缺陷编码是:7-56。编码旁边标注了缺陷的类型:HD block(高密度块); wire(高密度丝);cavity(空洞);从图上看出4-19mm的空洞(cavity)和 5-22mm的空洞是不同的深度,也就是说在二维图上表现为貌似一个空洞的区域实际上有两个到三个空洞。
图2:砂浆水泥块的X射线透视图像(左),3D缺陷图(右)。
缺陷类型:LD block(低密度块);iron pellet(小钢球);cavity(空洞)。在左图中,水泥块内的裂纹清晰可见,根据裂纹上每点的左、右视图的视差,计算出该点的深度,就能在缺陷3D图上看出裂纹在深度方向上的走向,也可根据裂纹的3D数据计算出某段裂纹和水泥块表面的张角。
和工业CT技术的对比
双目视角图像相较于CT断层图像更为清晰,同时显著减少了数据的冗余。此外,它提供了被检测物体的整体图像,能够清晰地展示多个复杂的缺陷,特别是细小的裂纹能够清晰可见。
CT用一种方法来呈现物体的3D图像,即通过对连续断层图像使用阈值法,将大于和小于物体CT值的体元都设为零,以展示该物体的3D图像。然而,裂纹和空洞的CT值都是零,如果将大于零值的体元都设置为零,那么只会得到空白图像。因此,CT三维图像只能在被检工件的表面投影裂纹和空洞,无法提供它们在工件内部的位置信息。
如下图所示,左图只能在被检工件的表面投影裂纹和空洞,而右图能看到裂纹和空洞在工件内部的位置,并能看到裂纹的走向。
图中的左、右图检测的是同一个工件。左图用工业CT做出该工件的3D数据,仅扫描时间就用了四、五个小时,裂纹和空洞都只能投影在被检工件的表面。而右图用双目视角成像,只用左、右两幅DR图像,扫描时间只用一分钟,就能看到裂纹和空洞在工件内部的位置,并能看到裂纹的走向。
双目视角成像相对于工业CT来说,显著减少了数据冗余,大幅提高了检测速度。在大型工件的在线整体检测中,工业CT无法替代双目视角成像。而在裂纹检测方面,工业CT同样不能替代双目视角成像。
视觉三维成像
除了缺陷检测,X光双目视角成像技术还适用于视觉三维成像领域,提供直线轨道平台和旋转平台两种系统。该技术可广泛应用于文物鉴定、无损检测、产品出厂检验等领域。
图3:多视角旋转平台获取的视角三维图像。