X射线检测系统的演变

X射线检测系统的演变（通用10篇）

X射线检测系统的演变 篇1

伴随着人们对食品安全的愈发关注,生产商保护终端消费者的压力也愈发增大。近年来,生产企业对产品检测解决方案的需求增长迅速,技术进步促进了检测设备的发展,最新的产品检测解决方案在开发提高中国食品安全的强有力质量控制程序方面发挥了重要作用。现在,检测设备能够检测和祛除各种食品、产品和包装中更多种类的污染物,从而代替对人工食品检测的需求。由于食品行业的动态性,X射线检测设备还需要改进,以满足不同创意包装设计对检测流程提出的新要求。

从容应对各类密度的食品

即食餐(无论是包装好的饭菜还是冷冻食品)的兴起对许多食品生产商产生很大的影响:生产商压实、包装好的饭菜包含多种密度食品,会导致X射线成像比较“乱”,从而对识别污染物带来新挑战。此类情况的发生对检测污染物的图像分析软件提出了更高要求,对于成像“杂乱”且密度不均匀的产品,X射线材质甄别(MDX)技术尤其有用,是解决该问题的不错办法。

MDX技术最初用于安全部门,能够通过化学成分来确定材料,并能检测和剔除以前无法检测的无机污染物,比如玻璃碎片、石块、橡胶和某些塑料。以前,在难度较大的产品应用中,X射线或任何其它常规手段均无法检测出产品中的异物。但是,新的产品检测系统现在采用MDX双能算法,现如今这种算法可显著提高污染物检测效果。

应用广泛的X射线检测系统,适应发展新形式

市场上初露头角的另一个趋势是不同形状的创新包装日渐增多,为了成功吸引购物者对产品的关注,食品生产商需要推出新式和创新型包装设计,比如特殊形状的食品容器和特殊纹理的玻璃瓶。这些创意设计旨在让消费者感受不同的包装,然而,这些变化也给食品生产商带来了挑战。生产商不得不调整之前校准、用于扫描标准类型包装的检测设备,以便能够准确地分析用于非典型包装形式的新形状、尺寸和材料。应用了最新技术的X射线检测设备可同时进行广泛的在线质量检测,比如检查灌装量、质量测量和检查缺件,以在分量超限时提醒生产商,从而避免浪费。曾经,玻璃罐、瓶子和复合材料容器等直立容器的底部是检测盲点。如今,采用不同光束几何形状的检测设备可从多个角度照射产品,从而轻松检查这些容器的底部。

生产商经常遇到一个类似的问题:在检测容器内的金属污染物时,锡罐或箔袋中的产品影响检测工艺。箔或金属包装食品中的金属和外来污染物是不可能用传统金属检测设备检测出来的。然而,随着X射线检测技术的发展,这个问题已得到解决,因为金属薄膜或箔包装对检测水平已没有显著影响。

持续升级,满足不断变化的需求

由于中国是全球最大的食品出口国之一,因此中国生产商迫切需要遵守国际食品安全法规和全球公认的食品安全标准。食品法规以及大型零售商的要求已经成为业内提高X射线检测工艺的动力,虽然不存在关于使用X射线检测指南的法律规定,但生产商仍有义务建立可靠、予以完整记录的产品检测程序。危害分析与关键控制点(Hazard Analysis Critical Control Point,HACCP)管理体系通过分析和控制生物、化学和物理危害来处理食品检测。生产商将HACCP管理体系贯穿于食品生产的各个阶段和制备工艺(包括检测、包装和分销)。

随着越来越多的创新包装进入食品市场,X射线检测设备将继续升级,以预测并满足不断变化的需求。同时,由于零售商要求更高,食品安全法规得以强化,产品生命周期每个阶段的合规性和可追溯性变得越来越重要。最后,所有产品检测设备将均需加以调整,既用作管理手段,又用作食品安全措施。

检测设备能够检测和祛除各种食品、产品和包装中更多种类的污染物,从而代替对人工食品检测的需求。但是,由于食品行业的动态性,X射线检测设备还需改进,以满足不同创意包装设计对检测流程提出的新要求。

X射线检测系统的演变 篇2

[关键词] 铁路 X射线 行李包检查系统 放射卫生防护

随着铁路运输事业的不断发展，铁路X射线行李包检查系统的使用数量也在不断增加。铁路X射线行李包检查系统的放射防护管理问题，不仅关系到该系统工作人员的健康与安全，而且也关系到在该系统周围场所工作的其他人员（如车站服务员、安全值勤人员等）以及广大旅客的健康与安。因此，X射线行李包检查系统的放射防护管理问题就显得尤为重要。

1 基本情况

福建铁路企业现在使用的28台X射线行李包检查系统，均为SEVI008系列机型，分别安装在福建省境内20个火车站侯车大厅入口处和行李房进货处。共有工作人员120人。28台X射线行李包检查系统均未取得《射线装置工作许可证》，工作人员也未经过放射卫生防护知识的培训和健康检查。放射卫生防护的管理工作还是一个空白。

2 存在的问题

2.1 法制观念淡薄，防护意识不强

使用X射线行李包检查系统的单位领导和有关人员对放射防护的法律、法规了解甚少。对X射线的特征及危害性没有足够的认识，防护意识差，责任心不强。由于法律意识差，在没有办理“许可”登记手续的情况下就安装使用了X射线行李包检查系统。在没有进行上岗前健康体检和放射性防护知识的培训情况下，让其工作人员上岗。

2.2 管理职责不明确，安全隐患多

铁路X射线行李包检查系统是由铁路公安部门负责管理、安装和招聘保安人员进行仪器操作，而使用单位却是客运部门。在放射卫生防护和管理问题上，两个部门都不愿意负责。因此；放射卫生防护和管理工作没有具体负责的单位。导致了X射线行李包检查系统的检测报告无单位接收，发现不符合放射卫生防护要求的问题需要改进时无人负责，造成了工作人员职业健康监护和个人辐射计量监测、放射性防护知识的培训等工作无人管理的局面。再加上铁路防疫站由于管理科室性质的改变（劳动卫生科改为职业卫生检测科），失去了合法的放射卫生监督权利，更造成了管理上的又一不便。

3 对策与建议

3.1 加强法律、法规的宣传和培训

大力加强放射工作卫生防护的有关法律、法规知识的宣传和培训。对X射线行李包检查系统射线装置的有关单位领导、相关工作人员及从业人员进行法律、法规和放射防护知识的培训，使他们知晓相关的法律、法规，知晓X射线的危害性，从思想上引起足够的重视，明确各自的职责和任务，自觉遵守法律、法规和有关规定。

3.2 明确职责，消除安全隐患

铁路有关部门应根据《中华人民共和国职业病防治法》、《放射性同位素与射线装置安全防护条例》等法律、法规的要求，明确规定X射线行李包检查系统的管理单位，消除多头管理、避免相互推诿的现象。另外，还应设置铁路职业卫生、放射卫生监督岗位，以便具有合法资格的行政执法人员开展放射卫生防护的监督工作，为提高铁路放射防护卫生工作提供组织保障。

3.3 加大监督执法力度，确保放射防护措施的落实

不断演变的X射线检测系统 篇3

即食餐饮 (无论是包装好的饭菜还是冷冻食品) 的兴起满足了不同人群的需要, 但生产商压实的饭菜包含多种密度的食品, 导致X射线成像比较“乱”, 从而给污染物的识别技术带来新的挑战, 这也对检测污染物的图像分析软件提出了更高要求。对于成像“杂乱”的密度不均匀产品而言, X射线材质甄别 (MDX) 技术尤其有用, 是解决此问题的优选方案。MDX技术最初用于安全部门, 能够通过化学成分来确定材料, 并能检测和剔除以前无法检测的无机污染物, 比如玻璃碎片、石块、橡胶和某些塑料。新的产品检测系统采用MDX双能算法。以前, 在难度较大的产品应用中, X射线或任何其它常规手段均无法检测出产品中的异物。如今, MDX双能算法可显著提高污染物检测效果。

目前, 市场上初露头角的是另一种不同形状的创新包装。为了成功吸引消费者对产品的关注, 食品生产商需不断推出新式和创新型包装设计, 比如特殊形状的食品容器和特殊纹理的玻璃瓶。这些创意设计旨在让消费者感受不同的包装。然而, 这些变化也给食品生产商带来了挑战。生产商不得不调整以前校准、用于扫描标准类型包装的检测设备, 以便能够准确地分析用于非典型包装形式的新形状、尺寸和材料。应用了最新技术的X射线检测设备可同时进行广泛的在线质量检测, 如检查灌装量、质量测量和检查缺件, 以在分量超限时提醒生产商, 从而避免浪费。以前, 玻璃罐、瓶子和复合材料容器等直立容器的底部是检测盲点。如今, 采用不同光束几何形状的检测设备可从多个角度照射产品, 从而轻松检查这些容器的底部。

生产商经常遇到一个类似的问题:在检测容器内的金属污染物时, 锡罐或箔袋中的产品会影响检测工艺。箔或金属包装食品中的金属或外来污染物无法通过传统金属检测设备检测出来。然而, 随着X射线检测技术的发展, 这个问题已得到解决, 现在金属薄膜或箔包装对检测水平已没有显著影响。

此外, 由于中国是全球最大的食品出口国之一, 因此中国生产商迫切需要遵守国际食品安全法规和全球公认的食品安全标准。食品法规以及大型零售商的要求已经成为业内提高X射线检测技术的动力。虽然不存在关于使用X射线检测指南的法律规定, 但生产商仍应建立可靠、可以完整记录产品的检测程序。危害分析与关键控制点 (HACCP) 管理体系通过分析和控制生物、化学、物理危害来处理食品检测。生产商将HACCP管理体系贯穿于食品生产的各个阶段和制备工艺 (包括检测、包装和分销) 。

X射线引发的诺贝尔奖传奇 篇4

1895年11月8日，德国维尔茨堡大学校长伦琴在进行阴极射线实验时，观察到放在射线管附近涂有氰亚铂酸钡的屏幕上发出微光，最后他确信这是一种尚未为人所知的新射线，并将其称为“X射线”。经过几周的紧张工作，伦琴发现：X射线除了能引起氰亚铂酸钡发出荧光外，还能引起许多其他化学制品发出荧光。X射线能穿透许多普通光所不能穿透的物质，特别是能直接穿过肌肉但却不会透过骨胳，伦琴把手放在阴极射线管和荧光屏之间，就能在荧光屏上看到自己的手骨。X射线沿直线运行，与带电粒子不同，X射线不会因磁场的作用而发生偏移。X射线发现仅4天，美国医生就用它找出了病人腿上的子弹。于是，企业家蜂拥而至，出高价购买X射线技术。50万，100万，出价越来越高。“哪怕是1000万，”伦琴淡淡地一笑，说道：“我的发现属于全人类。但愿这一发现能被全世界的科学家所利用。这样，就会更好地服务于人类……”因此，伦琴没有申请专利权。他知道，如果这项技术被一家大公司独占，穷人就出不起钱去照X光照片。因为发现X射线，伦琴获得了1901年诺贝尔物理学奖。

诺贝尔物理奖上的赢家

恐怕伦琴自己也无法预见，他的这一伟大发现将成就多少诺贝尔奖得主。在伦琴X射线的启发下，法国物理学家贝克勒尔于1896年发现了铀射线。这一现象引起了青年居里夫妇的极大兴趣，他们决心研究这一不寻常现象的本质，并最终导致放射性元素钋和镭的发现，为人们认识原子结构提供了可靠的试验依据。贝克勒尔和居里夫妇因此分享了1903年诺贝尔物理学奖。1897年，英国的汤姆逊在关于气体导电性的研究中，借助X射线最终发现了电子，这一发现有力地证明了原子的可分性，汤姆逊因此荣获了1906年的诺贝尔物理学奖。

在X射线发现之初有许多人想证明X射线属于电磁波，并采用传统的光栅技术进行实验，但都无果而终。德国科学家劳厄认为，如果X射线属于电磁波，应该是波长极短的电磁波。传统的光栅因缝隙过大无法产生干涉现象，应该使用更加精细的光栅，他推测有规则原子三维排列的晶体可能具有这样的作用。劳厄根据这个判断推测，只要X射线的波长和晶体中原子的间距具有相同的数量级，那么当用X射线照射晶体时就可以观察到干涉现象。显然，劳厄只是利用晶体这种材料来证明X射线属于电磁波。劳厄的设想很快就被实验证实了，一举解决了X射线的本性问题，意外的收获是，这种方法给研究晶体的微观结构提供了一个强有力的工具，从而揭开了更多“诺贝尔级”研究的序幕。随后从光的三维衍射理论出发, 劳厄根据几何学理论迅速完成了X射线在晶体中的衍射理论，成功地解释了实验结果。劳厄的这项工作为在实验上证实电子的波动性奠定了重要基础，对此后的物理学发展做出了卓越贡献。爱因斯坦曾称劳厄的实验为“物理学最美的实验”。因证明X射线属于电磁波，劳厄获得了1914年的诺贝尔物理学奖。

利用劳厄发现的X射线通过晶体可发生衍射现象，英国学者布拉格父子对晶体结构进行了深入研究。小布拉格提出，晶体对X射线的衍射在形式上可视为晶体中原子面对X射线的反射。利用其父老布拉格发明的电离室，1913年小布拉格证实了这一观点，并导出了X射线反射存在条件的方程，即著名的布拉格公式。1914年，布拉格父子俩率先测定出了氯化钠、氯化钾和金刚石等晶体的结构。利用X射线衍射的结果，他们能够分析晶体内部原子的排列方式、离子团结构、原子大小及核间距等。根据对晶体密度的研究，他们精确测定了阿佛加德罗常数，并因此获得了1915年的诺贝尔物理学奖。

在化学与生理学领域夺魁

1916年，荷兰科学家德拜发展了劳厄用X射线研究晶体结构的方法，采用粉末状晶体代替较难制备的大块晶体。经X射线照射后，粉末状晶体样品在照相底片上可得到同心圆环衍射图样，该技术可用来鉴定样品的成分，并可决定晶胞大小。1936年德拜获得诺贝尔化学奖，其中X射线晶体制备技术是获奖的部分原因。

利用X射线衍射技术，小布拉格的学生霍金奇测定出生物大分子的空间结构，获得1964年的诺贝尔化学奖。小布拉格刚开始只是用X射线确定了简单晶体的结构，而他的学生霍金奇则成功采用老师建立的技术确定了胰岛素和胃蛋白酶的结构，成为第一个用X射线结晶学成功解析生物化学结构的学者，并因此获得诺贝尔化学奖。

玻尔、薛定谔和小布拉格的得意门生鲍林，也利用了X射线衍射作用，研究化学键的性质和复杂的分子结构而获得了1954年诺贝尔化学奖。他不仅是化学领域的超级明星，还在1962年获得诺贝尔和平奖。

小布拉格的另一位高徒佩鲁茨改进了X射线的分辨率，运用重原子技术发现了血红蛋白的结构，从而获得了1962年诺贝尔化学奖。佩鲁茨是发现DNA双螺旋结构的沃森和克里克的实验室导师，其实DNA双螺旋结构的提出也是因为采用了X射线衍射技术看清楚了DNA结构。

米歇尔和胡伯尔同样是利用X射线结晶分析法测定出蛋白质复合体结构，也就是细菌的光合作用中心之蛋白质复合体的三维空间结构，共享了1988年的诺贝尔化学奖。1979年的诺贝尔医学或生理学奖，由柯麦科和豪恩斯弗尔德分享，以表彰他们发明了计算机X射线断层摄影术(CT)。因为在核磁共振成像领域的成就，美国科学家劳特布尔和英国科学家曼斯菲尔德获得2003年诺贝尔医学或生理学奖。实质上，核磁共振成像的技术思路正是来自X射线断层摄影术。

一个基本物理现象的发现，引发了10余次诺贝尔奖，这样的情况或许是空前绝后的。伦琴如果天上有知，这个不愿意为自己的发现申请专利，只希望自己的发现能为全人类造福的科学巨人，真应该心满意足了。也许伦琴大师根本不在意这些，其对人类的巨大贡献也绝非是一枚诺贝尔奖章就可以诠释的。

X射线检测系统的演变 篇5

1 工作原理

X射线检测仪是利用X射线的穿透能力进行检测, 在工业上一般用于检测眼睛所看不到的物品内部情况或电路的短路等。X射线机发射X射线, X射线透过待检工件, 然后在图像探测器 (现在大多使用X-Ray图像增强器) 上形成一个放大的X射线图像。由于被检工件内部结构密度不同, 对X射线的阻挡能力也不一样, 因此X射线图像能清晰地展现被检样品内部的细微结构。之所以能形成放大的X射线图像, 是因为在X射线发生器对面有个数据接收器, 可自动地将接收到的辐射转换成电信号并传到扩张板中, 并在电脑中转换成特定的信号, 通过专用的软件将图像在显示器中显示出来, 这样就可以通过肉眼观测到检测物的内部结构, 而不用打开一个个检查。简而言之, X射线具有透视能力, 能检测不希望破坏结构又欲知内部缺陷的场所。

2 健康与安全

根据FDA和WHO (世界卫生组织) 的规定, 食品药品辐射是指让产品接触X射线等辐射源。辐射不会使药品具有放射性, 就像做过胸部X光透视的人也不会具有放射性一样。WHO在1997年进行的一项研究证实, 如果食品或者药品辐射量不超过10 k Gy (10 000 GRAY, GRAY是辐射吸收剂量的单位) , 则不会影响食品药品的安全或营养价值。FDA不会将低于1 kGy的剂量视为辐射过程。X射线辐射在制药、科研和产品检测应用中非常实用。梅特勒-托利多公司FluidCheK X射线系统不含铀等活性辐射源, 因而为操作人员提供了一个安全的工作环境。只要遵守安全原则, 任何人 (包括孕妇和青少年) 都可以操作这类设备。X射线检测系统中的X射线是用电产生的, 因而可以开关。这有别于铀之类的辐射源, 此类辐射源是以阿尔法、贝塔或伽玛射线形式自然发出辐射。只要将这些辐射源隔离起来就能确保安全。该X射线系统被归类为操作柜系统, X射线源始终安装在外壳内。并且该X射线系统符合“1999年电离辐射规定”以及美国标准1020.40 CFR等安全标准, 在每个人都遵守安全规程的前提下可确保所有人员和生产工人安全地操作设备。

3 设备特性

该FluidChek的X射线系统是专门为用玻璃瓶或罐、金属罐、塑料瓶包装的液体检测而设计, 具有优良的精确度。其主要性能参数如表1所示。

4 优点

4.1 提高了灵敏度

因为污染物密度通常大于周围的液体, 因此高密度流体中污染物往往会沉到容器的底部, 因此FluidChek X射线系统将检测的重点放在了容器底部。只集中检测容器底部的优势在于X射线发生器可以更靠近产品, 缩短了X射线光束必须射入检测机的距离, 提高了X射线图像的质量以及检测的灵敏性和检出率, 从而确保产品具有很高的安全性。因此, 这项技术的应用改进了X射线成像检测水平, 提高了灵敏度, 优化了检测结果。

4.2 无与伦比的检测

对于内部底层凸起或拱形的玻璃和金属容器, 使用相互垂直的水平光源X射线检测系统通常难以检测其底部。由于拱形区域密度大于容器的其他区域并形成部分的X射线层叠影像, 因而可能会遮盖住污染物造成检测盲点。Fluid Chek X射线系统发出的X射线光束是以一定的角度检测容器底部, 进行相应的消除, 因此可避免传统检测盲点和隐藏区, 实现卓越的污染物检测性能。

4.3 品牌保护

FluidCheK X射线系统适合安装在生产线末端, 对最终产品进行检测, 以确保在生产或密封期间没有污染物进入产品内。该设备还装备了一种名为XTP的新软件技术, 适用于污染物检测。该软件对X射线图像中的各个像素进行分析, 即使产品出现再小的变化都能进行识别。它通过确保产品的安全性, 帮助企业符合国内外法规要求, 满足零售商要求以及HACCP等要求, 提升企业的形象, 维护品牌权威。

4.4 卓越的软件能力

(1) 新开发的XTP软件工具进行产品分析时有着最高的分辨率, 提供了卓越的检测水平;

(2) 完全自动化的设置, 确保生产正常运行时间不被干扰;

(3) 自适应滤波 (即容器外廓过滤器) , 动态地根据容器的不同进行容器外廓过滤, 以获得容器内部最佳的检测率和最小的失误率。

4.5 适合于审计/验证

(1) 可供质量追溯的全面统计报告;

(2) 断电后影像/统计自动保存, 确保相关数据将被保留;

(3) 内置的性能验证, 以确保最佳的性能不变;

(4) 所有报告下载到USB或通过网络无纸记录保存。

4.6 优越的卫生设计

(1) 领先于同行的卫生设计, 符合GMP认证要求, NSF和EHEDG的相关原则;

(2) 机器的所有部位都易清洗, 确保最短的停机时间和最佳的卫生保护, 防止病原微生物的生长;

(3) 高速“快门”设计确保只有产品通过检测点时FluidChek才发出射线, 减少射线排放量。

4.7 较好的弹性

(1) 具有最低的操作难度。最少的停机时间内能在不同的检测对象间快速转换, 获得最佳的设备操作性能;

(2) X射线扫描速度自动与检测带速同步, 保持一对一图像比例, 无需手动调整, 确保了最高的生产线正常运行时间, 检测效率高, 同时检出差错率低。

4.8 独特的X射线透明输送机 (图2)

Fluid CheK采用梅特勒-托利多获得专利的X射线板链式模块传输带。该传输带的设计及其材料的低X射线衰减性具有良好的传输性质, 但又不会降低检测的灵敏度。它适用于高速运行的玻璃容器罐生产线, 具有更小的间隙, 确保产品的顺畅传送, 而且更容易与现有的模块化输送机集成, 更容易剔除和转移有缺陷的包装。如果生产线上发生玻璃破碎, 可在几分钟内轻松拆卸传送带, 方便进行清洗或维护。

利用X射线透明金属板式输送带, 轻松检查容器, 无需倾斜容器, 也无需费力搬动容器, 取放产品轻松方便, 不会损坏标签包装。因此, FluidCheK执行的是一个完全的“非接触式”检查。这意味着, 无论产品何时通过机器都不会接触到它们, 这样可避免产品搬运问题和破坏包装标签。

5 结语

随着计算机技术的发展和普及, 现代工业已进入数字化时代。X射线无损检测作为一种新兴的无损检测方法正在被各个行业应用实践。梅特勒-托利多公司的数字化的FluidCheK X射线系统检测技术已非常成熟并已成功应用于国外多家制药企业。如Contract Pharmacal Corporation (CPC) , Pfizer LLC。因为其良好的检测灵敏度和可靠的精确度, 通过提供准确的质量控制, 可有效避免产品召回和客户投诉, 并能帮助生产商遵守HACCP、零售商要求, 以及危害分析与关键控制点 (HACCP) 规范。制药企业生产面向公众的药品, 肩负着重要的职责。为了确保产品的质量和安全性, 利用最先进的技术, 使用X射线检测系统已经是大势所趋。

摘要：以瑞士梅特勒-托利多 (METTLER TOLEDO) 公司的Fluid CheK X射线检测系统为例, 介绍目前X射线检测系统的最新技术动向。

关键词：X射线检测系统,设备特性,制药行业

参考文献

[1]美国梅特勒-托利多公司.www.mt.com

[2]美国梅特勒-托利多公司.www.mt.com/safelineus

[3]英国健康保护署.辐射安全.www.hpa.org.uk/radiat-ion

[4]食品标准局报告.www.food.gov.uk/news/newsarchi-ve/dec/r adi o

[5]FDA.www.fda.gov/cdrh/radhealth/

[6]世界卫生组织.www.who.int/foodsafety/publicati-ons/fs_management/irradiation/en/

基于X射线的干式互感器检测 篇6

关键词：X射线,干式互感器,可视化

1 前言

近年来, 35k V及以下干式互感器因其具有无瓷、无油 (变压器油) 、无气 (SF6) 的结构特点, 以及无渗漏、维护工作量小、绝缘特性好等优良的特性, 得到越来越广泛的应用[1]。然而随着它们在配电网中的大量运行, 各种缺陷及故障出现频率较高。其原因主要是设备工艺上的缺陷, 如浇注材料不合适, 一次绕组未做缓冲包扎等, 这些都容易引起树脂开裂, 最终导致事故的发生[2,3,4]。到目前为止, 对于此类设备的检测缺乏一个非常有效的手段。利用X射线对互感器进行透照, 可以清晰明了地看清内部结构或者存在的异常, 从而为缺陷的判断提供技术支持, 并同时展现设备发生故障后其内部结构发生的变化。

与此同时, X射线数字成像技术如与红外检测仪、紫外检测仪、局部放电检测方法的有效结合使用, 将会成为检查35k V及以下互感器设备缺陷及隐患的一种系统和有效的手段。

2 X射线数字实时成像系统

X射线数字成像技术 (Digital Radiography, DR) 是目前最先进的数字成像技术, 它比传统胶片成像和计算机射线成像 (Computer Radiography, CR) 更具有优势[5,6]。DR技术具有成像质量高、速度快、可以做到实时成像显示并能实现在线检测等优点[7]。因而, 该技术具有广阔的应用前景。针对某些电力设备缺乏有效检测手段, 且需在不拆卸、不停电情况下, 才能确定电力设备内部的情况。因而, X射线数字成像DR检测技术是不可多得的对电力设备进行检测的手段。

X射线数字实时成像系统由X射线机、平板探测器及笔记本移动工作站等组成。现场工作时, 笔记本移动工作站与平板探测器相连, 通过软件进行图像接收和传输设置, 同时实现图像查找和查看的功能。

3 基于X射线的检测

文中主要从35k V及以下干式电压互感器和电流互感器出发, 通过对好的和损坏的互感器进行透照试验并进行对比分析, 得出X射线数字成像DR检测系统对互感器的检测效果。

3.1 基于X射线的电压互感器透视检测

1) 对新TV的透视检测:利用高频X射线机对该TV进行多个角度的透照, 其正面和侧面拍摄的角度最好, 能非常清晰地看到内部结构, 包括铁芯、一二次绕组、套管引线等, 通过对拍摄到的照片进行局部放大分析研究, 发现右边套管根部伞群下表面侧有裂纹。鉴于此情况, 对该TV进行实物检查, 最后在该设备A端套管根部伞群下表面外侧发现一长约5cm的裂纹。此缺陷较为隐蔽, 一般难以发现。从而验证X射线成像DR成像检测系统的有效性。

该TV的最佳X射线数字实时成像系统的参数设置见表1所示。

2) 对烧毁TV的透视检测:烧毁的TV与新的TV进行对比, 利用高频X射线机对该烧毁的TV进行相同的多个角度的透照, 最后选取了正面和侧面拍摄的角度进行对比, 可以清楚地看到该TV出线套管已整体断开, 一、二次绕组有损伤。铁芯局部可以清晰地看到烧毁的TV其铁芯一侧有明显的损坏痕迹。这些情况在该烧毁TV不解体的情况下是无法判断的。该烧毁的TV的最佳X射线数字实时成像系统的参数设置如表2所示。

3.2 基于X射线的电流互感器透视检测

本文选取了两种型号的TA, 利用高频X射线机对其进行透照, 以查看内部的铁芯及一二绕组缠绕情况。

1) HLG-35型TA:经多次试验确定该TA的最佳X射线数字实时成像系统的参数设置见表3。

从图1中可以清楚地看到该TA设备内部的一、二次绕组及铁芯情况, 套管及内部引线情况。

2) AN36/250f/2SII型TA:并经多次试验确定该TA设备的最佳X射线数字实时成像系统的参数设置如表4所示。

4 结束语

文中通过对35k V及以下干式互感器的研究, 验证了高频X射线数字成像技术能快速、直观、准确地发现和判断互感器设备内部结构存在的异常或者缺陷情况。该技术实现了35k V及以下干式互感器设备在不解体、不破坏主绝缘的条件下对其内部状态的直观、可视的展示。同时, 利用该技术对投运之前的35k V及以下干式互感器设备进行拍照存档, 为后期的设备状态评价、缺陷分析及检修工作提供技术支持。因此, 利用高频X射线数字成像系统对35k V及以下互感器设备可视化检测是可行的且有效的。

参考文献

[1]林晓宇, 陈荣柱, 龚列谦, 等.一起干式高压电流互感器爆炸事故原因分析[J].高压电器, 2009, 45 (3) :151~153.

[2]张欣然.对两起10kV电流互感器爆炸事故的分析[J].电力设备, 2005, 6 (7) :70~71.

[3]刘辉, 彭洪斌.35kV浇注式电流互感器质量问题分析与处理[J].广西电力, 2010, 33 (5) :26~30.

[4]朱竣.环氧树脂真空压力凝胶 (VPG) 技术-干式互感器成型工艺探讨[C], 第十四次全国环氧树脂应用技术学术交流会暨学会长三角地区分会第一届学术交流会论文集.2010, 145.

[5]李衍.承压设备焊缝CR和DR技术应用最新国际动态[J].无损探伤, 2009, 33 (4) :1~6.

[6]董旭.医用X射线数字摄影 (CR/DR) 系统检测方法的研究和评定[J].中国医学装备, 2010, (1) :8~11.

X射线检测系统的演变 篇7

为何要使用X射线检测食品

越来越多的制造商开始选择在生产线的关键控制点上安装X射线检测系统, 目的是避免金属包括铁、非铁和不锈钢, 以及非金属污染物对产品质量的影响。随着消费者对新产品需求的日益增长, 产品种类不断丰富, 由此带来的是生产工艺的复杂化, 而只有提高生产效率才能获得稳定的产品量。同时制造商也开始高度重视产品质量, 大多数工厂已经引入HACCP (危害分析与关键控制点) 等规范要求, 确保生产线以及产品安全。

X射线与食品辐射的区别

X射线是一种类似于光波或者无线电波的电磁辐射, 波长介于紫外线和γ射线之间。由于它可以穿透在可见光下透明或不透明的材料 (穿透性取决于产品的密度) , 因此X射线检测被广泛应用于食品行业。

辐射与放射性这两个术语经常交换使用, 但是了解二者的区别很重要。放射性通常是指同时产生辐射的物质。由于其所含的能量较高, 且不可控制, 因此长时间接触放射性元素可对人体和环境带来危害, 切尔诺贝利事件就是很典型的例子。

相比之下, X射线检测系统虽然带有辐射, 但不会同时释放放射物, 因此不具有放射性。X射线使用的电源, 可以像灯泡一样开关。关闭X射线检测系统的电源, X射线流会立即停止。即使打开, X射线发出的辐射也可进行控制和受到空间限制, 以防止任何危险的发生。

X射线检测的食品安全性

作为消费者, 主要关心的是产品经过X射线照射后是否会对自身造成危害, 而这也是我们所担心的内容。科学数据表明, X射线检测不会对食品产生任何影响。世界卫生组织 (WHO) 证实, 不超过10000Sv的食品辐射量, 不会对食品安全性或营养价值构成影响。这意味着, 食品在接受比X射线检测高出1000万倍的辐射量时, 仍然不会造成任何危害。

这里我们以婴儿罐装食品的例子。从理论上讲, 婴儿食品在灌入玻璃、加盖密封并贴上标签后, 就会准备送往超市。然而产品在生产过程中经常会掺杂进玻璃碎块或金属等异物, 玻璃可以通过X射线进行检测, 而受污染的罐子则可由X射线检测系统从生产线上剔除。食品在X射线光束下总共停留1/4秒, 接受的辐射剂量大约为200µSv (0.2mSv) 。高度发达的X射线检测技术实现了高效的产品检测, 而且产品吸收的辐射量相当低, 甚至可以满足有机标签的苛刻要求。

综上所述, 我们可以为消费者总结出这样的结论:食品在经过X射线照射后, 其产品本身没有发生丝毫变化。

辐射无处不在安全生产至关重要

无时无刻我们不再吸收着来自自然界的辐射, 而大多数来自自然界的本底辐射能量非常小, 因此对人生安全几乎不会有任何影响。辐射量是衡量X射线强弱的重要标准。辐射量的国际单位为Sv。每个人每年从自然界吸收的辐射当中, 本底辐射的平均辐射量约为2400µSv (即2.4mSv) 。假如我们每周吃一罐蚌肉, 一年累计吸收的辐射量会是250µSv;经常坐飞机, 每年在飞行中吸收的辐射量通常为2600µSv, 飞行人员更是高达每年4400µSv。

X射线检测设备的辐射量如何?对于操作X射线检测设备的工作人员而言, 每小时吸收的辐射量小于1µSv, 远低于国家标准。按照每年工作50周, 每周工作40小时计算, 一年累积吸收的辐射量小于2000µSv, 远低于经常坐飞机的商务人士。因此, 使用X射线检测设备的操作人员, 是可以放心使用的。

尽管X射线检测系统在使用中的辐射量已经很小, 但作为设备制造商仍然会将安全设计融入设备中, 以达到进一步减少辐射量的目的。以梅特勒-托利多提供的X射线检测设备为例, 除了使用不锈钢作为设备外壳, 通过射线发射指示灯来显示X射线的工作状态, 使用保护帘阻挡射线外漏之外, 还可以通过间距和屏蔽来降低接触射线的风险, 设备的安全联锁功能也是防护措施之一。

当设备正常开启, 并且所有安全联锁处于正常状态时, X射线方可被开启, 并且会通过位于设备顶部的射线发射指示灯来显示X射线的状态, 时刻提醒操作人员进行正常操作。如果发现异常情况, 操作人员可以方便迅速地使用外置的紧急制动装置来停止设备, 以进行必要的检查维护。

基于X射线的电容三维可视化检测 篇8

目前,国内缺乏自主研发的面向电子封装X光检测的三维可视化设备,而传统的工业CT机绝大多数是面向体积较大的机械部件,难以在高密度电子封装过程中对不可见焊点进行无损检测。电子工业生产中常采用X光机得到内部缺陷的断层图像,来实现部分缺陷的判定和检测,但对于内部线路复杂、重叠的元器件来说,仅采用二维X光图像难以获得内部缺陷的完整认识。断层图像的三维可视化技术可利用X光连续断层图像来实现检测对象完整三维重建,对内部缺陷进行精确测量[1,2]。传统的基于断层边界的轮廓线重建算法是采用基于断层边界轮廓线重建方式,首先在原始二维图像内寻找物体的轮廓线,然后通过连接轮廓线顶点形成闭合轮廓,最后将各个切片层的轮廓线“堆砌”成物体的表面。传统算法实时旋转操作较快,但是图像质量较差。

现以常见的电容元件为对象(如图1所示),采用基于断层边界轮廓线的改进算法[3],以最小二乘B样条改善了边界重建算法画面质量较差的缺陷,较好地实现电容元件的3D重建和显示。提出的改进算法对电子封装元器件的快速3D重建和显示进行了初步的探索,为今后高密度封装元器件的快速3D重建算法提供了一定的参考。

1电容断层图像边界轮廓线的三维可视化算法

1.1三维可视化流程图

改进的算法是从一系列平行断层图像数据中恢复被重建对象原有的三维形貌,主要涉及断层图像预处理、轮廓拟合和三维图像绘制等步骤[4,5]。面向电子封装的断层图像三维可视化流程如图3所示。

1.2二维图像预处理

读取序列断层图像数据,将其转化为灰度图像,对灰度值作归一化处理[6],以增强图像对比度,然后自动选择合适的阈值将灰度图像转化为二值图像,二维滤波后再运行闭运算,最后通过最小二乘B样条拟合得到边缘光滑的图像[7]。电容的上中下部图像预处理过程如图3所示。

在图像分割方面,引入利用概率统计学的分位数图来查找阈值的自适应阈值法[8]。所谓分位数是设连续随机变量X的分布函数为F(X),密度函数为P(X)。那么,对任意0<P<1的P,称F(X)=P的X为此分布的分位数。简单的说,分位数指的就是连续分布函数中的一个点,这个点是对应的概率P。利用MATLAB的prctile函数求得增强图像的灰度值分位数图,如图4所示,横坐标表示灰度值出现的概率,纵坐标表示相应的灰度值[9]。

分析灰度值分位数图,不难发现,曲线由左至右由不光滑变得光滑,中间的拐点(即图4中圆点处)其纵坐标就是自动分割的阈值。原理:由于图像中大部分像素的灰度值都是比较小的,所以前段的分位数曲线是平的。当遇到灰度值变化时,分位数曲线开始波动,若灰度带比较接近,则分位数曲线比较光滑,相反则比较曲折。因此,曲线开始平滑时的地方就是图像轮廓边缘的拐点,即自适应阈值。图5中左图的分位数图中选择阈值0.635分割后得到图5中右图的效果。

2利用最小二乘B样条改进算法

2.1最小二乘B样条算法介绍

断层图像经过分割预处理后得到的边界轮廓是比较粗糙的,从而使电容表面的曲率变化较大,显示效果不够理想见图7。利用最小二乘B样条拟合轮廓线的方法,使重建表面变得光滑[6,10]。假设轮廓线网格点构成的矢量为Β(t,r),曲线对网络点qs∈S的逼近误差为ds,那么最小二乘逼近法的数学模型为:

$\min {\rm E}=\min {\rm B}\left\{{\displaystyle \sum _{s=0}^{{\rm M}}\parallel d{}_s\parallel }{}^2\right\}$。

2.2算法流程

3实验结果及分析

为验证算法的可行性, 本文使用CPU为双核Pentium(R) T3200 2.00 GB,内存为2.99 GB的计算机,在MATLAB R2012a的环境下编程实现了上述算法[11]。

由X光检测设备实测获得的原始序列断层图像如图5所示,电容的断层图像按从左到右、从上到下的顺序排列。

利用最小二乘B样条改进算法,对电容元件不同截面进行处理得到如图8所示拟合边界曲线。

利用传统算法的三维重建效果如图9所示,利用最小二乘B样条改进算法的重建效果如图10所示。对比两者发现,后者图像重建的画面质量得到较大提高,且实时操作速度较快。从图11中虚线内的检测部位,能够准确判断出电容引出线与电解胶带间的连接情况,证明本算法可为电容封装质量的判断提供高质量的可视化信息。

4结论

利用最小二乘B样条拟合轮廓线的方法,改进了常用的断层图像边界轮廓三维重建的显示效果。实验结果表明,算法能较好地实现电容元件的3D表面重建和显示,与传统算法不同,文中不完全采用图像的灰度信息, 主要以对象的轮廓信息实现表面重建,减少了重建所需的数据量,加快了三维图形实时旋转操作的响应速度。实现了电容这一器件的三维重建,今后的研究工作主要侧重在图像分割及拟合算法方面改进, 以实现更为复杂的电子封装元器件的三维显示。

摘要：随着电子元件封装技术的发展,电子元器件集成度越来越高,对内部缺陷的检测需求也逐渐增加,而传统方法很难实现内部缺陷的检测。三维可视化技术是利用基于X光的连续断层图像进行三维立体显示的过程,可直观显示元器件表面及其内部一定深度的结构,有助于电子元件封装过程中内部缺陷的检测。文中以常见的电容元件为对象,研究了基于断层边界轮廓线的重建算法。首先对图像进行预处理得到断层图像轮廓线,然后利用最小二乘B样条拟合形成光滑的闭合轮廓线,最后将各层轮廓线堆叠形成电容的三维模型。实验结果表明算法能显示出元器件表面及内部结构,可用来检测元器件的内部缺陷,协助评估元器件质量。

关键词：三维可视化,断层图像,重建,三维显示

参考文献

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[3]王瑞娟,张季,彭可.计算机辅助医学图像三维重建的算法分析.中国组织工程研究与临床康复,2011;15(4):745—748

[4]余平.医学图像三维重建系统的研究与实现.上海:同济大学,2006

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太空巡警：X射线天文卫星 篇9

一般来说，天体温度越高，发出的电磁波波长越短。在电磁波谱中，γ射线的波长最短，X射线次之，接下来依次是紫外线、可见光、红外线和射电波。人类可以利用这一特性，通过观测天体发出的电磁波分析它们的类型和特征。

近年来，X射线天文卫星成果颇多，也越来越受天文学家们的青睐。这种卫星又被称为空间高能天文卫星或空间高能望远镜，因为它们主要用于观测宇宙中的高温天体和宇宙中发生的高能物理过程——宇宙中很多极端天体的物理过程都会产生强烈的X射线高温气体，比如白矮星、中子星和黑洞吸收物质的过程。

由于宇宙中许多天体都发射X射线，因此探测宇宙中的X射线对探索宇宙奥秘具有重要意义。又由于X射线极易被介质吸收，介质对X射线的折射率非常低，所以在地面进行高能X射线的收集和聚焦非常困难。即使在太空观测X射线，望远镜的设计也要非常讲究，不能选用普通的折射系统，而要让射线以掠射方式射入镜面才行。

我国研制的首颗天文卫星——“硬X射线调制望远镜”将于2015年正式升空。它是一颗工作于硬X射线能区（1～250千电子伏特）的空间高能天文卫星，用于完成深度巡天，可发现大量巨型黑洞、大批硬X射线天体和一系列天体高能辐射新现象，并绘出高精度的硬X射线天图。

该卫星具有比欧洲“国际γ射线天体物理实验台”、美国“雨燕”更强大的成像能力和独一无二的定向观测能力，能以最高灵敏度和分辨率发现大批被尘埃遮挡的超大质量黑洞和其他未知类型高能天体，从而对宇宙硬X射线背景的性质做深入研究。

“硬X射线调制望远镜”携带的低能（1～15千电子伏特）、中能（5～30千电子伏特）和高能（20～250千电子伏特）三个望远镜，都是准直型探测器，直接调节扫描数据可以实现高分辨和高灵敏度成像以及对弥散源的成像；而大面积准直探测器又能获得特定天体目标的高统计和高信噪比数据，使“硬X射线调制望远镜”既能实现大天区成像，又能通过宽波段时变和能谱观测研究天体高能过程。

由于X射线空间望远镜不断产生重大天文发现，引发了一些国家争相研制空间高能天文望远镜的浪潮，仅今年就将增加3个。

计划今年发射的俄罗斯“光谱-X-γ”卫星，主要用于探测上千个星系团和星系群中的热星系际介质以及星系团之间的纤维状热气体，从而研究宇宙的结构演化。

印度的“天文卫星”也拟于今年入轨。它是印度首颗天文卫星，主要用于监测宇宙天体源的辐射强度变化，对X射线双星、活动星系核、超新星遗迹和恒星冕进行光谱观测和监视可能出现的瞬变源等。

2013年，日本也将发射“天文-H”高能天文卫星，预计该卫星将在空间高能天文领域获得大批重要的发现，促进对宇宙的极端物理现象，尤其是强引力场和强磁场中的物理过程的理解。

X射线检测:强制性工序 篇10

X射线检测进入新市场的通行证

食品安全法促进内销食品的质量提高

近年来食品事件在中国的频发加剧了消费者对食品安全的担忧。IBM最新调查显示:“有六成的消费者表示对自己所购买食品的安全性十分担心;而在美国10座城市接受调查的1000人当中, 有半数人表示购买已被召回产品的可能性较小, 只有55%表示对于曾召回受污染食品的食品生产放心”。这些不得不引起食品生产商的极度重视。

不仅如此, 中国新出台的食品安全法及针对食品标准、食品风险的控制办法以及新产品管理方法的附加细则更是对食品生产商提出了更严格的要求。中国的食品即使内销也要受到严格的法规、标准的制约, 如此以来, 食品生产商只有严格遵守这些法规、标准才能确保自己的产品进入更新、更严格的市场, 如商店、超市等。

严格的出口标准促使国内生产商更加重视产品质量

此外, 鉴于国外市场对食品的要求更为严格, 对于以出口来扩大市场占有率的企业而言, 在国内市场取得成功是其赢得更多国外市场必须实现的目标之一。在此之前, 中国的食品企业还未曾受到与欧盟或美国同样严格的食品安全法的制约。最近则发生了明显的变化, 食品企业要将产品出口到欧盟或美国, 必须出示其遵守严格工序、确保产品安全的证明。很多中国的食品生产厂商并未达到这样的水平, 以致许多国家/地区都在禁止进口某些中国产品, 并且食品生产商还要自行承担由此而产生的处置费用。

相信进口国的这些举动能够促使中国食品生产商开始非常严肃的对待产品安全和质量问题, 从而在出口食品之前更加主动的进行可靠的检验与测试。而要实现可靠的测试, 可靠的检测系统必不可少。例如, 在对物理污染物的检测方面, 一些生产商已经认识到X射线检测系统给他们带来的整体收益, 这对X射线检测系统的品牌发展将起到明显的促进作用。梅特勒-托利多的X射线检测系统专为满足全球安全标准而开发, 可以简单、出色的检测高速产品, 是物理污染检测的理想选择。

X射线检测系统有效规避商业风险, 降低成本

众所周知, 生产线上一些很细微的异常现象有时会造成毁灭性的故障。而经验告诉我们, 即便是非常细小的零散玻璃碎片也可能引发公关危机, 对品牌带来商业灾难。梅特勒-托利多的新型AXR系列X射线检测系统可同时应用高速检测单轨道与多轨道, 在不影响检测灵敏度的情况下对整条生产线进行整体及高效的检测, 帮助制造商规避风险。

除了确保产品的安全与质量, 规避商业风险, 生产商会考虑生产效率和成本问题。表面看来, 生产商会认为在生产线上额外添置一个监测系统会降低他们的生产效率。其实不然, 经过验证, 梅特勒-托利多最新X射线检测系统不仅效率高, 而且能够最大限度延长生产线的运行时间。例如, 目前已经在中国销售的梅特勒-托利多Safeline的AXR X射线检测系统就因其高速而广受赞誉。AXR X射线检测系统具有启动与产品切换极为快速的特点, 可以以500包/分钟以上的生产线速度自动识别并剔除污染物。此外, 该系统还可确保产品的安全和成本的有效性, 这些特点使其成为符合中国最新出台的食品安全法的绝佳系统。

X射线检测系统能够降低生产成本还体现在可同时执行多项检测任务上。例如, 漳州港昌罐头食品有限公司采用GlassCheK X射线检测系统能够在进行玻璃、石头、金属与高密度塑料等污染物检测的同时, 检查罐中填充量, 确保封口完好, 从而减少了浪费, 节约了成本。