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X射线数字成像检测系统郑金泉.doc

实用标准文档X射线数字成像检测系统目录一、目的意义 (3)二、系统介绍 (3)2.1 CR 技术与 DR技术的共同点 (4)2.2 CR 技术与 DR技术的不同点 (4)2.3 对比分析 (5)2.4 系统组成 (5)2.5 X 射线数字平板探测器 (6)2.6 X 射线源 (7)2.7 图像处理系统 (8)2.8 成像板扫描仪 (9)2.9IP 成像板 (9)三、 DR检测案例 (10)3.1 广西 220kV 振林变 (10)3.2 广西 220kV 水南变 (11)3.3 温州 220kV 白沙变 (13)3.4 广西 110kV 城东变 (15)3.5 广西乐滩水电站 (16)四、 CR检测案例 (18)4.1 百色茗雅 220kV变电站 (18)一、目的意义气体绝缘全封闭组合电器(GIS)设备结构复杂,由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,内部充有SF6绝缘气体,给解体检修工作带来很大的困难,且检修工作技术含量高,耗时长,停电所造成的损失大。

通过对 GIS 设备事故的分析发现,大部分严重事故,未能通过现有的检测手段在缺陷发展初期被发现,导致击穿、烧损等严重事故的发生。

通过 GIS 设备局放监测,结合专家数据库和现场经验,可大致判断 GIS 设备局放类型,进行大致的定位,但无法明确GIS 设备内部的具体故障。

结合X 射线数字成像检测系统,对 GIS 设备进行多方位透视成像,配合专用的图像处理与判读技术,实现其内部结构的“可视化”与质量状态快速诊断,极大地提高 GIS 设备故障定位与判别的准确性,提高故障诊断效率,为整个设备的运行安全与质量监控提供一种全新的检测手段。

对 GIS 设备局放可能造成的危害及其影响范围和程度,提出相应策略,采取相应的措施,对电网的安全、稳定、经济运行具有重要意义。

二、系统介绍按照读出方式(即X 射线曝光到图像显示过程)不同,可分为:数字射线成像( DR-Digital Radiography)计算机射线成像( CR-Computed Radiography)图 1-1 检测原理图文案大全2.1 CR 技术与 DR技术的共同点1、将 X 射线影像信息转化为数字影像信息,不以X 射线胶片为记录和显示信息的载体;2、CR与 DR虽在成像原理方面有区别,但是一旦获得了数字化信号图像并经过图像处理系统处理时,就可以在一定范围内任意改变图像的特性,可以根据需要进行各种图像后续处理来实现图像的优化以达到最佳的视觉效果,从而提高图像质量;3、CR与 DR的 X 射线转换效率高,因此比传统胶片照相检测所需的 X 射线的剂量要低得多,再通过数字化图像处理技术就能得到高清晰的图像,明显缩短了曝光时间,使操作者减少了受 X 射线辐射的危害,而且 X 射线发生器也只需要在较小功率下工作就能满足要求;4、CR与DR技术的应用不需要洗片过程,没有了显影、定影液等化学药品的消耗,不但能节约大量胶片、药水、洗片机、暗室处理的辅助设备等材料及胶片存储等的费用,还能较好的进行质量的控制。

2.2 CR 技术与 DR技术的不同点计算机射线成像( CR)数字射线成像(DR)X 射线间接转换,利用IP 板作X 射线直接转换,直接创建有为 X 射线检测器,拍照后需取下IP 数字格式的图像,利用成像探测器成像原理板进行扫描,成像环节相对于DR较作为 X 射线检测器,成像环节少,多,工作效率低。

工作效率高。

图像分辨率低,图像质量略逊不会产生因为扫描而引起的图像于 DR,而且图像为扫描后的图像,图像模糊,比 CR 有更好的图像分分辨率容易产生失真。

辨率和对比度,成像质量高。

IP 成像板为日常耗材,一张片无需胶片,成像板正常使用可子一般用 1000 次左右就报废,而且耗材成本达3万小时(大概10年),一次性由于使用时要贴紧被检测件,磨损投入成本大,但基本没有日常耗材较大,严重影响寿命,耗材成本高使用与 CR相比,少了 IP 板扫描系基本类同于常规射线系统,但CR 系统所统,但成像板的重量比便携性需要单独的 IP 板扫描系统采用的 IP 板重2.3 对比分析CR优势分析:CR系统的结构简单,易于操作适用于复杂位置的X 拍摄CR劣势分析:CR的成像速度约为5 分钟 / 人,远远低于平板DR CR图像质量相对于DR不佳DR优势分析成像速度快,射线启动10s~15s 内成像图像清晰,分辨率高DR劣势分析结构相对复杂,操作相对困难受空间、位置影响大2.4系统组成数字射线成像组成:X射线数字平板探测器X射线源图像处理系统计算机射线成像:IP (Imaging Plate)成像板(数字胶片)成像板扫描仪图像处理系统其他辅助设备:安全防护警戒线;声光报警灯;X射线辐射剂量检测仪;辅助性升降小车;2.5 X 射线数字平板探测器X 射线数字平板探测器主要由闪烁体、以非晶硅为材料的光电二极管电路和底层 TFT 电荷信号读出电路组成。

工作时 X 射线光子激发闪烁体曾产生荧光,荧光的光谱波段在 550nm左右,这正是非晶硅的灵敏度峰值。

荧光通过针状晶体传输至非晶硅二极管阵列,后者接受荧光信号并将其转换为电信号,信号送到对应的非晶硅薄膜晶体管并在其电容上形成存储电荷,由信号读出电路并送计算机重建图像。

主要技术参数型号: XRD 1621 AN14像素数: 2048× 2048间距: 200μ m总面积: 409.6 ×409.6mm动态范围:> 77dB帧速率: 15fps@200μm成像滞后: ( 标准 ) <8%(1st frame)响应不均匀性:± 2%(10% to 90% FSR)辐射能:可承受40 keV-450 keV 能量射线直接照射工作电源: 100-240VAC,50/60Hz探测器外壳尺寸: 672mm× 599mm×44mm重量: 25kg2.6 X 射线源X 射线源采用进口射线机(德国依科视朗smart300HP),有过压、过流、超温安全保护,在满电压满电流条件下,可以连续工作1 小时。

其主要技术特点如下:(1)产品特征重量轻,设计紧凑;较高的 X 射线剂量使曝光时间较短,并相应增大生产率;末端接地,铍窗,金属陶瓷射线管;辐射范围大 40°× 60°;现代电力电子科技确保高稳定性;控制器和机头结构坚固,能够在恶劣环境中适用 (IP65) ;风冷装置,大量应用于焊缝检测、铝铸件以及复合材料、尤其是需要高穿透力的场合(2)技术指标X 射线管类型: 300kV 金属陶瓷管钨灯丝阳极管电压调节范围: 5~300KV管电流调节范围: 0.5 ~6mA(3.0mA/300kv)靶角: 20°固有滤波: 0.8mm± 0.1mmBe出射线束角度: 40°× 60°焦点尺寸 (EN12543):d=3.0mm电流及电压稳定度:± 1%持续功率: 900W暂载率 (30 ℃ ) : 100%防护等级: IP65最大穿透能力 (A3 钢) :65mm透照条件:焦距: 700mm2.7图像处理系统( 1)笔记本配置高分辨率显卡, 320G硬盘, 2G内存, CPU:双核,带 PC卡插槽;( 2)软件主要功能:静态 / 动态,图像降噪存储、平均降噪 ( 多帧选择 ) 、电子拍片、点片、正片 / 负片、尺寸测量、视频存储、视频回放、图片存储、图片查询、图像放大、缩小,伪彩色、灰度级变换、图像打印、用户管理、参数设定、退出系统等;软件运行环境: WindowsXP;(3)图像处理系统具有如下主要功能:实时动态降噪处理动态实时显示动态回放与存储多种伪彩色功能缺陷位置与尺寸测量,测量精度:≤0.1mm图像边界处理,锐化处理,立体化处理,平滑处理等图像动态录放功能图像窗框 / 窗位调节功能线性指标调节功能,快慢可调图像放大、缩小及放大镜功能图像浏览功能图像多种格式存贮图像存储序号自动生成硬盘和刻录 DVD盘数字存储2.8 成像板扫描仪分辨率:最小25μm,根据不同型号成像板而定。

激光速焦点尺寸:30 μ m尺寸 (H x W x D ):39 x 38 x 52 cm重量 19 kg(不含便携运输箱)供电电压交流:100-240 V / 50-60 Hz总功率:70W最大入片宽度:36cm使用温度:–20°C - +40°C (依据不同型号的成像板)工作噪声: 49 dB(A)端口: USB 2.0激光防护等级:I (EN60825.1)附件运输箱,便携电源包,IP 图像板,暗袋2.9IP 成像板IP 成像板由一种聚酯板严密包装的能储存X 光能量的含磷的荧光体组成,包括保护层、含磷荧光层、成像层、像基、感光层、支持层、条形码标签。

实用标准文档三、 DR检测案例3.1广西220kV振林变检测目的:检查 GIS 设备母线侧、线路侧隔离开关是否分闸到位,如发现分闸不到位,则进行调整确保隔离开关分闸到位;检测过程:分别对 GIS 设备母线侧、线路侧 17 个刀闸 36 个点进行了内部结构透视成像;检测结果:检测共发现有4 个刀闸,7 个点刀闸动触头超出屏蔽罩外7.5mm以上,对分闸不到位的刀闸进行调整,调整之后再次进行检测,最终使所有刀闸都分闸到位。

下面选取其中一个刀闸进行展示现场照片该刀闸未调整之前,检测 ABC三相刀闸分闸状态下动触头,分别约伸出屏蔽罩外5mm,18mm,22mm,进行调整之后,检测ABC三相刀闸分闸状态下动触头,A 相动触头完全退回屏蔽罩内,B 相刀闸动触头伸出屏蔽罩外约4mm,C相刀闸动触头伸出屏蔽罩外约 6mm。

检测图像如下:文案大全图 3-1 A相分闸状态(调整前)图3-2 A相分闸状态(调整后)图 3-3 B相分闸状态(调整前)图3-4 B相分闸状态(调整后)图 3-5 C相分闸状态(调整前)图3-6 C相分闸状态(调整后)3.2 广西 220kV 水南变检测目的:检查 GIS 设备母线侧、线路侧隔离开关是否分闸到位,如发现分闸不到位,则进行调整,确保隔离开关分闸到位;检测过程:分别对 GIS 设备母线侧、线路侧 19 个刀闸 45 个点进行了内部结构透视成像;检测结果:检测共发现有 6 个刀闸,8 个点刀闸动触头超出屏蔽罩外 7.5mm以上,对分闸不到位的刀闸进行调整,调整之后再次进行检测,最终使所有刀闸都分闸到位。

下面选取其中一个刀闸进行展示现场照片该刀闸未调整之前,检测 ABC三相刀闸分闸状态下动触头,分别为, A 像动触头深处屏蔽罩外21mm,B 动触头完全缩到触指片内,C 像刚好与屏蔽罩持平。

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