基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤系统和装置，主要包括：X射线光源、龙虾眼透镜、待检测物体、X射线成像探测器以及信号处理系统等部分，可应用于无损探伤检测。所述X射线光源发出的X射线束，照射到龙虾眼透镜表面聚焦形成高强度的十字焦斑，进而与放置焦距处所述的待测物体进行探伤，探伤信号被X射线探测器接收集，最终通过矩阵重心法和Canny边界算法获取所述待测物体内、外的缺陷重心位置和边界形貌。本发明专利技术的优点是，可快速实现对待测物体内外部结构、杂质、击穿通道和形状畸变等情况进行无损检测，准确获取物体高清晰的缺陷信息和结果，结构简单，在检测领域有广阔的应用前景。

X-ray Nondestructive Flaw Detection Device Based on Lobster Eye Lens

The invention discloses an X-ray nondestructive testing system and device based on lobster eye lens, which mainly includes X-ray source, lobster eye lens, object to be detected, X-ray imaging detector and signal processing system, and can be applied to nondestructive testing. The X-ray beam emitted by the X-ray source irradiates the lobster eye lens surface to form a high intensity cross focus spot, and then detects the flaw with the object to be measured at the focal length. The flaw detection signal is collected by the X-ray detector. Finally, the internal and external flaws of the object to be measured are obtained by the matrix barycenter method and the Canny boundary algorithm. The position of the center of gravity and the shape of the boundary. The advantages of the present invention are that the nondestructive detection of the internal and external structures, impurities, breakdown channels and shape distortion of the measured object can be realized quickly, the high-definition defect information and results of the object can be obtained accurately, the structure is simple, and the detection field has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置
本专利技术涉及基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，属于无损探伤领域，尤其是X射线无损探伤领域。
技术介绍
目前，常用的无损检测主要有五种：超声检测UT(UltrasonicTesting)、磁粉检测MT(MagneticparticleTesting)、渗透检测PT(PenetrantTesting)、涡流检测ET(EddycurrentTesting)，X射线检测RT(RadiographicTesting)。其中磁粉检测、渗透检测和涡流检测主要是针对被检测物的表面及近表面缺陷，不适用于物体内部缺陷检测。超声检测对工作表面要求平滑、且缺陷成像没有直观性辨识难度大，受人为因素波动较大。X射线无损检测实用范围广、缺陷投影图像直观，这是其他检测手段无法达到企及的。龙虾眼透镜(Micro-poreoptic，简称MPO)源于龙虾的视觉系统(lobster-eye，LE)，由大量规则正方形空心通道阵列紧密排列而成。MPO具有视野大、焦距短、体积小、重量轻、灵敏度高、装调简单、聚焦效率高等优点，在X射线聚焦检测领域拥有巨大的应用前景。目前现有的X射线无损探伤设备存在结构复杂，成本昂贵，检测物体的厚度有限，图像分辨率较差等缺点。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，该系统和装置采用龙虾眼透镜能聚焦X射线，提高图像分辨率，简化结构设计，降低成本。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，包括沿光路依次设置的X射线光源、龙虾眼透镜以及X射线成像探测器；所述X射线光源，用于向待检测物体发射X射线；所述龙虾眼透镜设置于发射光路中，用于汇聚X射线光源所发出的X射线；所述待检测物体，设置于龙虾眼透镜的焦距处；所述X射线成像探测器，用于收集穿透待检测物体的X射线并成像；所述X射线无损探伤装置还包括信号处理系统，所述信号处理系统与X射线成像探测器电连接，用于分析X射线成像探测器所成图像，获取待检测物体的探伤结果。利用本专利技术的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，所述X射线光源发出的X射线束，照射到所述龙虾眼透镜表面聚焦形成高强度的十字焦斑，进而对放置焦距处的待测物体进行探伤，探伤信号被X射线探测器收集，最终通过信号处理系统获取所述待测物体内、外的缺陷种类和位置。进一步的，在本专利技术中，所述X射线光源的出射X射线光子的能量为10keV～50keV。由于X射线的穿透能力有限，在传统的X射线探伤过程中，若待测物体厚度较大，则需要大能量的X射线才能完成，使得光源成本高，且限制了探测物体的厚度。利用本专利技术中龙虾眼透镜的聚焦性能，使得低能量的X射线能够聚焦成高强度的十字焦斑，投入成本大为降低，可以适应于探测较厚的待测物体。进一步的，在本专利技术中，所述龙虾眼透镜的外型为平板状，厚度为1mm～100mm；其内部包括若干根相同的单通道，所述单通道的截面为正方形，所述单通道均匀分布且各个单通道的排布角度一致，所述单通道指向龙虾眼透镜的平板平面的垂直方向。进一步的，在本专利技术中，所述龙虾眼透镜中包括500万～1000万根单通道，每个单通道的边长尺寸为10μm～1000μm。进一步的，在本专利技术中，所述待检测物体的厚度为1mm～40mm。进一步的，在本专利技术中，所述X射线成像探测器为CCD成像探测器，探测靶面像素为1024×1024个，单个像素大小为10μm～20μm。有益效果：本专利技术的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，与现有技术相比，具有以下优势：1、本装置结构组成简单，且作为关键的聚焦工具的龙虾眼透镜的聚焦效果优异，将低能量强度的X射线聚焦成高能量强度的X射线，降低的光源处的高昂成本，而能适应较大的探测厚度，同时相应地获得良好的分辨率；2、上述高分辨率的图像成像清晰，有助于图像分析，快速实现对待测物体内外部结构、杂质、击穿通道和形状畸变等情况进行无损检测。应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的专利技术主题的一部分。结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本专利技术教导的前述和其他方面、实施例和特征。本专利技术的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本专利技术教导的具体实施方式的实践中得知。附图说明附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：图1为本专利技术基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置的示意图；图2为本专利技术龙虾眼透镜结构模型；图3为本专利技术龙虾眼透镜聚焦X射线原理图；图4为本专利技术信号处理系统流程图；图5为本专利技术龙虾眼透镜聚焦成像图。图6为本专利技术添加龙虾眼透镜后光强分布曲线。图中各附图标记含义如下：X射线光源1、龙虾眼透镜2、待检测物体3、X射线成像探测器4、图像信号处理系统5。具体实施方式为了更了解本专利技术的
技术实现思路
，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本专利技术的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本专利技术的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本专利技术所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本专利技术公开的一些方面可以单独使用，或者与本专利技术公开的其他方面的任何适当组合来使用。本专利技术的具体实施例提供了一种基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，可应用于无损检测领域。如图1所示，该装置主要包括：X射线光源、龙虾眼透镜、X射线成像探测器以及信号处理系统。具体的，上述X射线光源、龙虾眼透镜、待检测物体、X射线成像探测器组成光路结构并按照光路顺序布置，其中：X射线光源1，其至少包含一个X射线发光器，用于向待检测物体发射X射线。龙虾眼透镜2设置于发射光路中，用于汇聚X射线光源所发出的X射线，使得X射线的强度增强。待检测物体设置于龙虾眼透镜的焦距处，经过龙虾眼透镜的作用，增强的X射线的汇聚点形成高强度的十字光斑，恰好落在待检测物体上，此处待检测物体接收到的X射线强度最大。X射线成像探测器一般相对于待检测物体设置于其背面，用于收集穿透待检测物体的X射线并成像。所述信号处理系统与X射线成像探测器电连接，用于分析X射线成像探测器所成图像，获取待检测物体的探伤结果。如图5所示的龙虾眼透镜聚焦成像图以及图6所示的添加龙虾眼透镜后光强分布曲线，X射线光源发出的X射线束，照射到所述龙虾眼透镜聚焦形成高强度的十字微焦斑，进而对放置焦距处所述的待测物体进行探伤，探伤信号被X射线探测器接收集，通过信号处理获取所述待测物体内、外的缺陷种类和位置。上述X射线无损检测的基本原理为X射线照射物质时部分会被吸收而使强度减弱，减弱的强度随物质的种类、厚度、密度物体内部的缺陷不同而有所差异。假设用强度为I0的X射线束照射厚度为d(cm)的物质时，射线衰减后的强度变为I1，该强度变化满足以下公式：I1＝I0e-ud式中，u为物体对应的吸收系数，单位为1/cm。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：包括沿光路依次设置的X射线光源、龙虾眼透镜以及X射线成像探测器；所述X射线光源，用于向待检测物体发射X射线；所述龙虾眼透镜设置于发射光路中，用于汇聚X射线光源所发出的X射线；所述待检测物体，设置于龙虾眼透镜的焦距处；所述X射线成像探测器，用于收集穿透待检测物体的X射线并成像；所述X射线无损探伤装置还包括信号处理系统，所述信号处理系统与X射线成像探测器电连接，用于分析X射线成像探测器所成图像，获取待检测物体的探伤结果。

【技术特征摘要】
1.一种基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：包括沿光路依次设置的X射线光源、龙虾眼透镜以及X射线成像探测器；所述X射线光源，用于向待检测物体发射X射线；所述龙虾眼透镜设置于发射光路中，用于汇聚X射线光源所发出的X射线；所述待检测物体，设置于龙虾眼透镜的焦距处；所述X射线成像探测器，用于收集穿透待检测物体的X射线并成像；所述X射线无损探伤装置还包括信号处理系统，所述信号处理系统与X射线成像探测器电连接，用于分析X射线成像探测器所成图像，获取待检测物体的探伤结果。2.根据权利要求1所述的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：所述X射线光源的出射X射线光子的能量为10keV～50keV。3.根据权利要求1所述的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：所述龙虾眼透镜的外型为平板状，厚度为1mm～100mm；其内部包括若干根相同的单通道，所述单通道的截面为正方形，所述单通道均匀分布且各个单通道的排布角度一致，所述单通道指向龙虾眼透镜的平板平面的垂直方向。4.根据权利要求3所述的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：所述龙虾眼透镜中包括500万～1000万根单通道，每个单通道的边长尺寸为10μm～1000μm。5.根据权利要求1所述的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：所述待检测物体的厚度为1mm～40mm。6.根据权利要求1所述的基于龙虾眼透镜的X射线无损探伤装置，其特征在于：所述X射线成像探测器为CCD成像探测器，探测器靶面像素大小为1024×...

【专利技术属性】
技术研发人员：金戈，张正君，徐伟，顾燕，郭一亮，丛晓庆，宋淳，李冬，李丽敏，王健，
申请(专利权)人：北方夜视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53