数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统及方法，该系统包括检测室、直接成像装置、延伸至成像区域内供运载车移动的横轨和用于控制直接成像装置自动完成图像采集且对所采集的图像进行图像处理的处理器；该方法包括步骤：一、安装复合板并将复合板送入成像区域；二、确定X射线机与X射线平板探测器的相对距离；三、调节X射线平板探测器与X射线机射线放射窗口的投影重叠；四、控制X射线机与X射线平板探测器同步移动并对复合板界面进行数字射线直接成像检测；五、图像处理并观看复合板界面结合区波纹形貌。本发明专利技术可快速、清晰、直观的采集复合板界面的数字射线成像，快速甄别复合板界面弱结合区域的波纹形貌。

System and method for detecting interface of composite material by digital ray direct imaging

The invention discloses a digital interface morphology of composite X-ray imaging detection system and method, the system includes a horizontal rail detection chamber, direct imaging device, extending to the imaging area for mobile vehicle and method for controlling direct imaging device automatic image acquisition and image processing of the image processor; the method comprises the following steps: first, install the composite plate and the composite plate into the imaging region; two, to determine the relative distance of X X-ray machine with X X-ray flat panel detector; projection three, adjust the X flat panel detector and X ray radiation ray machine window overlap; four, control X ray machine and X ray detector synchronization mobile and digital X-ray imaging detection of composite plate interface; five, image processing and viewing the interface morphology of corrugated composite board. The invention can quickly, clearly and visually collect digital beam imaging of the interface of the composite plate, and rapidly identify the ripple appearance of the weak bonding area of the composite plate interface.

【技术实现步骤摘要】
数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统及方法
本专利技术属于复合材料界面形貌检测
，具体涉及一种数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统及方法。
技术介绍
金属复合材料兼具基体金属组元各自的优点，使其在获得单一金属所不具有的物理和化学性能外，也节约了大量的有色金属、稀有金属。层状金属复合材料是一种将任意同种或异种金属采用爆炸复合方法制备而成的新型金属复合材料，主要包括钛/钢、钛/不锈钢、铜/钢、锆/钢、钽/钢、钛/镍等。目前这种复合材料已被广泛地应用于石油化工、火电核电、航空航天等领域。层状金属复合材料，尤其大幅面层状金属复合板瞬间完成爆炸复合，复合板的整体性能主要依赖于复合板波形界面的结合情况，比如材料缺陷、板面板型、间隙、排气等因素都可能影响复合板界面形貌，使其出现局部冲刷条、熔化等弱结合现象，直接导致复合板在后续机加工过程中开裂。而目前，常规的非破坏性检测方法无法确定这些弱结合区域的存在，因此，如何有效的检测出复合板界面的弱结合区对于爆炸复合工艺的改进及产品质量的提高就显得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其设计新颖合理，可根据实际复合板厚度调节X射线机和X射线平板探测器的相对位置，快速对复合板整体进行探测，甄别复合板界面弱结合区域的波纹形貌效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：包括检测室、设置在检测室内成像区域的直接成像装置、延伸至所述成像区域内供运载车移动的横轨和用于控制所述直接成像装置自动完成图像采集且对所采集的图像进行图像处理的处理器，所述成像区域外设置有立方体支撑架，立方体支撑架的中上部且沿检测室长度方向设置有两个等高的横梁，所述直接成像装置包括X射线机、X射线平板探测器、带动X射线机移动的X射线机运动机构和带动X射线平板探测器移动的探测器运动机构，所述X射线机运动机构由垂直连接在两个横梁之间且沿横梁长度方向移动的纵梁、滑动安装在纵梁上的气缸和设置在气缸底部用于升降X射线机的升降杆组成，横轨位于所述成像区域内部的一端设置有与横轨垂直且供所述探测器运动机构移动的纵轨，所述探测器运动机构由固定在安装座上的竖杆、沿检测室长度方向且滑动安装在竖杆上的横杆和滑动安装在横杆上用于安装X射线平板探测器的滑块组成，安装座与纵轨滑动配合，横杆与安装座呈水平布设且横杆与安装座之间设置有横杆支撑限位模块，运载车上安装有用于承载复合板的工件支架，工件支架与运载车的上表面构成供横杆移动的通道；所述处理器包括计算机、向计算机输送图像信息的图像采集卡、显示计算机运行结果的显示器以及均由计算机控制的用于驱动气缸带动升降杆工作的气缸动力驱动模块、用于带动纵梁移动的纵梁移动驱动模块、用于带动气缸移动的气缸移动驱动模块、用于带动安装座移动的安装座移动驱动模块、用于带动滑块移动的滑块移动驱动模块、用于带动横杆移动的横杆移动驱动模块和用于驱动运载车运行的运载车动力驱动模块，X射线平板探测器的信号输出端与图像采集卡的信号输入端相接。上述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述检测室安装有防护铅门，防护铅门上安装有用于提示X射线平板探测器接收到X射线机发射的X射线信号的警示灯，警示灯的信号输入端与计算机的输出端相接，检测室为混凝土结构检测室，防护铅门为自动控制打开与关闭的铅门。上述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述纵梁上开设有供气缸滑动的气缸滑槽，气缸由上至下竖直穿过所述气缸滑槽，X射线机安装在气缸的伸缩端，气缸为多级升降气缸。上述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述横杆支撑限位模块包括用于增强竖杆固定在安装座上强度的第一加强筋和与第一加强筋配合支撑限位横杆的第二加强筋，第一加强筋与第二加强筋配合的接触面为阶梯结构，第二加强筋滑动安装在横杆的底面上。上述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述纵梁移动驱动模块、气缸移动驱动模块、安装座移动驱动模块、滑块移动驱动模块和横杆移动驱动模块均为电机模块。上述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述计算机的内存容量不低于512MB、硬盘容量不低于40GB、动态灵敏度优于2.5％、静态灵敏度为1.0～1.5％，显示器的亮度不低于250cd/㎡、灰度等级不小于8bit、图像显示分辨率不低于1024×768、像素点距不高于0.3mm。上述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述复合板为金属复合板。同时，本专利技术还公开了一种方法步骤简单，可快速、清晰、直观的观看复合板界面的数字射线成像，快速甄别复合板界面弱结合区域的波纹形貌的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、安装复合板并将复合板送入成像区域：将复合板水平安装在运载车上的工件支架的顶部，打开防护铅门，运载车沿伸出检测室外的横轨驶入检测室内的成像区域，保持横杆伸入至工件支架与运载车的上表面构成的通道内，待载有复合板的运载车全部进入所述成像区域后关闭防护铅门；步骤二、确定X射线机与X射线平板探测器的相对距离，过程如下：步骤201、根据复合板的材质和厚度设置X射线机的输出电压U，并确定X射线机与X射线平板探测器的相对距离值；步骤202、通过所述横杆支撑限位模块先增强竖杆强度，所述横杆支撑限位模块由阶梯结构的第一加强筋和滑动安装在横杆的底面上且与第一加强筋配合的第二加强筋组成，并通过计算机驱动横杆移动驱动模块带动横杆沿竖杆长度方向上下移动对X射线平板探测器的高度进行粗调，再将第二加强筋滑动至第一加强筋位置处与第一加强筋相抵加固横杆；步骤203、根据步骤201中确定的X射线机与X射线平板探测器的相对距离值以及步骤202中确定的X射线平板探测器的高度位置，采用计算机驱动气缸动力驱动模块，使气缸带动升降杆上下伸缩对X射线机的高度进行精调，满足X射线机与X射线平板探测器之间的相对距离值；步骤三、调节X射线平板探测器与X射线机射线放射窗口的投影重叠：首先，通过计算机驱动安装座移动驱动模块带动安装座移动，从而带动横杆移动至工件支架的一侧，通过计算机驱动滑块移动驱动模块带动滑块移动至复合板的底部边缘，确定X射线平板探测器的探测起始位置；然后，通过计算机驱动纵梁移动驱动模块和气缸移动驱动模块使X射线机移动至X射线平板探测器上方；最后，通过计算机控制X射线机放射射线，根据X射线平板探测器接收X射线机放射的射线能量确定判断X射线平板探测器与X射线机射线放射窗口的投影是否重叠；步骤四、控制X射线机与X射线平板探测器同步移动并对复合板界面进行数字射线直接成像检测：通过计算机同步控制X射线机与X射线平板探测器的移动方位和移送速度，保持X射线平板探测器与X射线机射线放射窗口的投影实时重叠，当X射线平板探测器与X射线机射线放射窗口的投影错位时，通过警示灯提示，X射线平板探测器接收X射线机放射的射线，且将接收的射线转换为数字图像信号输出，图像采集卡批量采集、存储所述数字图像信号并传输给计算机；步骤五、图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：包括检测室(1)、设置在检测室(1)内成像区域的直接成像装置、延伸至所述成像区域内供运载车(18)移动的横轨(17)和用于控制所述直接成像装置自动完成图像采集且对所采集的图像进行图像处理的处理器，所述成像区域外设置有立方体支撑架(4)，立方体支撑架(4)的中上部且沿检测室(1)长度方向设置有两个等高的横梁(5)，所述直接成像装置包括X射线机(9)、X射线平板探测器(21)、带动X射线机(9)移动的X射线机运动机构和带动X射线平板探测器(21)移动的探测器运动机构，所述X射线机运动机构由垂直连接在两个横梁(5)之间且沿横梁(5)长度方向移动的纵梁(6)、滑动安装在纵梁(6)上的气缸(7)和设置在气缸(7)底部用于升降X射线机(9)的升降杆(8)组成，横轨(17)位于所述成像区域内部的一端设置有与横轨(17)垂直且供所述探测器运动机构移动的纵轨(11)，所述探测器运动机构由固定在安装座(12)上的竖杆(13)、沿检测室(1)长度方向且滑动安装在竖杆(13)上的横杆(14)和滑动安装在横杆(14)上用于安装X射线平板探测器(21)的滑块(10)组成，安装座(12)与纵轨(11)滑动配合，横杆(14)与安装座(12)呈水平布设且横杆(14)与安装座(12)之间设置有横杆支撑限位模块，运载车(18)上安装有用于承载复合板(20)的工件支架(19)，工件支架(19)与运载车(18)的上表面构成供横杆(14)移动的通道；所述处理器包括计算机(23)、向计算机(23)输送图像信息的图像采集卡(22)、显示计算机(23)运行结果的显示器(24)以及均由计算机(23)控制的用于驱动气缸(7)带动升降杆(8)工作的气缸动力驱动模块(26)、用于带动纵梁(6)移动的纵梁移动驱动模块(27)、用于带动气缸(7)移动的气缸移动驱动模块(28)、用于带动安装座(12)移动的安装座移动驱动模块(29)、用于带动滑块(10)移动的滑块移动驱动模块(30)、用于带动横杆(14)移动的横杆移动驱动模块(31)和用于驱动运载车(18)运行的运载车动力驱动模块(32)，X射线平板探测器(21)的信号输出端与图像采集卡(22)的信号输入端相接。...

【技术特征摘要】
1.数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：包括检测室(1)、设置在检测室(1)内成像区域的直接成像装置、延伸至所述成像区域内供运载车(18)移动的横轨(17)和用于控制所述直接成像装置自动完成图像采集且对所采集的图像进行图像处理的处理器，所述成像区域外设置有立方体支撑架(4)，立方体支撑架(4)的中上部且沿检测室(1)长度方向设置有两个等高的横梁(5)，所述直接成像装置包括X射线机(9)、X射线平板探测器(21)、带动X射线机(9)移动的X射线机运动机构和带动X射线平板探测器(21)移动的探测器运动机构，所述X射线机运动机构由垂直连接在两个横梁(5)之间且沿横梁(5)长度方向移动的纵梁(6)、滑动安装在纵梁(6)上的气缸(7)和设置在气缸(7)底部用于升降X射线机(9)的升降杆(8)组成，横轨(17)位于所述成像区域内部的一端设置有与横轨(17)垂直且供所述探测器运动机构移动的纵轨(11)，所述探测器运动机构由固定在安装座(12)上的竖杆(13)、沿检测室(1)长度方向且滑动安装在竖杆(13)上的横杆(14)和滑动安装在横杆(14)上用于安装X射线平板探测器(21)的滑块(10)组成，安装座(12)与纵轨(11)滑动配合，横杆(14)与安装座(12)呈水平布设且横杆(14)与安装座(12)之间设置有横杆支撑限位模块，运载车(18)上安装有用于承载复合板(20)的工件支架(19)，工件支架(19)与运载车(18)的上表面构成供横杆(14)移动的通道；所述处理器包括计算机(23)、向计算机(23)输送图像信息的图像采集卡(22)、显示计算机(23)运行结果的显示器(24)以及均由计算机(23)控制的用于驱动气缸(7)带动升降杆(8)工作的气缸动力驱动模块(26)、用于带动纵梁(6)移动的纵梁移动驱动模块(27)、用于带动气缸(7)移动的气缸移动驱动模块(28)、用于带动安装座(12)移动的安装座移动驱动模块(29)、用于带动滑块(10)移动的滑块移动驱动模块(30)、用于带动横杆(14)移动的横杆移动驱动模块(31)和用于驱动运载车(18)运行的运载车动力驱动模块(32)，X射线平板探测器(21)的信号输出端与图像采集卡(22)的信号输入端相接。2.按照权利要求1所述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述检测室(1)安装有防护铅门(2)，防护铅门(2)上安装有用于提示X射线平板探测器(21)接收到X射线机(9)发射的X射线信号的警示灯(3)，警示灯(3)的信号输入端与计算机(23)的输出端相接，检测室(1)为混凝土结构检测室，防护铅门(2)为自动控制打开与关闭的铅门。3.按照权利要求1或2所述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述纵梁(6)上开设有供气缸(7)滑动的气缸滑槽，气缸(7)由上至下竖直穿过所述气缸滑槽，X射线机(9)安装在气缸(7)的伸缩端，气缸(7)为多级升降气缸。4.按照权利要求1或2所述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述横杆支撑限位模块包括用于增强竖杆(13)固定在安装座(12)上强度的第一加强筋(15)和与第一加强筋(15)配合支撑限位横杆(14)的第二加强筋(16)，第一加强筋(15)与第二加强筋(16)配合的接触面为阶梯结构，第二加强筋(16)滑动安装在横杆(14)的底面上。5.按照权利要求1或2所述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述纵梁移动驱动模块(27)、气缸移动驱动模块(28)、安装座移动驱动模块(29)、滑块移动驱动模块(30)和横杆移动驱动模块(31)均为电机模块。6.按照权利要求1或2所述的数字射线直接成像的复合材料界面形貌检测系统，其特征在于：所述计算机(23)的内存容量不低于512MB、硬盘容量不低于40GB、动态灵敏度优于2.5％、静态灵敏度为1.0～1.5％，显示器(24)的亮度不低于250cd/㎡、灰度等级不小于8bit、图像显示分辨率不低于1024×768、像素点距不高于0.3mm。7.按照权利要求1或2所述的数字射线直接成像的复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊科社，王礼营，王茹，张磊，韩淑荣，孔宪平，刘燕平，王贝，马卫辉，
申请(专利权)人：西安天力金属复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61