1 射線檢測(cè)的基本原理 
當(dāng)強(qiáng)度均勻的射線束透照射物體時(shí)，如果物體局部區(qū)域存在缺陷或結(jié)構(gòu)存在差異，它將改變物體對(duì)射線的衰減，使得不同部位透射射線強(qiáng)度不同，這樣，采用一定的檢測(cè)器檢測(cè)透射射線強(qiáng)度，就可以判斷物體內(nèi)部的缺陷和物體分布等[1]。 
2 射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)的特點(diǎn) 
射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)態(tài)快速檢驗(yàn)，采用閃爍晶體或熒光物質(zhì)與光電倍增器構(gòu)成檢測(cè)器拾取信號(hào)，直接得到數(shù)字化圖像，可進(jìn)行近似實(shí)時(shí)的質(zhì)量評(píng)定[1]。 
射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)在復(fù)合材料槳葉檢測(cè)中的實(shí)踐運(yùn)用 
1 縮短了復(fù)合材料槳葉的檢測(cè)時(shí)間，大大提高了工作效率 
采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料槳葉進(jìn)行射線檢測(cè)，與采用射線照相檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉相比，采用實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉縮短了檢測(cè)時(shí)間，提高了工作效率。主要體現(xiàn)在2個(gè)方面： 
（1）省去了膠片剪裁、包裝時(shí)間和膠片暗室處理時(shí)間。 
采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)每片復(fù)合材料槳葉所需的膠片剪裁、包裝時(shí)間和膠片暗室處理時(shí)間至少為140min，而采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)不需要膠片。 
（2）縮短了檢測(cè)時(shí)間。 
復(fù)合材料為低密度材料，采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉時(shí)，為了得到質(zhì)量較好的底片，只有在射線能夠穿透零件的條件下選用較低的能量，采用較大的曝光量對(duì)復(fù)合材料槳葉進(jìn)行檢測(cè)，這樣才可以得到好質(zhì)量的射線底片，其影像清晰。按每片槳葉平均透照40次計(jì)算，透照一片槳葉需240min。而采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)，零件被檢測(cè)時(shí)，由射線轉(zhuǎn)換器得到的信號(hào)，經(jīng)A/D變換（或已直接完成數(shù)字化）送圖像處理部分，通過(guò)圖像數(shù)據(jù)處理改進(jìn)圖像質(zhì)量；并通過(guò)計(jì)算機(jī)、軟件和一些輔助設(shè)備（如監(jiān)視器、攝像機(jī)等），實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)系統(tǒng)的檢驗(yàn)過(guò)程的控制。這樣，圖像每次成像時(shí)間約6s, 大大提高了工作效率。 
2 降低了成本，節(jié)約了能源 
與射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)相比，采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉需要使用膠片，檢測(cè)每片復(fù)合材料槳葉平均所需膠片費(fèi)用至少560元，按檢測(cè)20片復(fù)合材料槳葉計(jì)算，所需的膠片費(fèi)用至少需11200元。另外，曝光后的膠片需進(jìn)行暗室處理，期間還需產(chǎn)生一定量的膠片處理用溶液的費(fèi)用。而采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)對(duì)復(fù)合材料槳葉進(jìn)行檢測(cè)，只需將所得圖像存儲(chǔ)在電腦中或經(jīng)刻錄后存儲(chǔ)在光盤中，每張光盤約10元，而每張光盤至少可存儲(chǔ)20片槳葉圖像。 
3 零件各結(jié)構(gòu)單元配合狀態(tài)圖像顯示清晰、檢測(cè) 
一般來(lái)說(shuō)，復(fù)合材料制件的制作工藝不同于金屬件，其內(nèi)部缺陷同樣與制作工藝密切相關(guān)。制作工藝不同，產(chǎn)生的缺陷也存在差異。纏繞法、鋪層法等是制作構(gòu)件的常用工藝，所以選擇透照方法時(shí)，應(yīng)考慮工件的加工工藝或成形工藝特點(diǎn)可能產(chǎn)生的缺陷特點(diǎn)，選擇有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向進(jìn)行透照[1]。 
復(fù)合材料的透照方法有：垂直透照法（即中心射線束垂直透照制件的透照方法）、平行透照法（即中心射線束與錐形件的軸線或制件的鋪層方向平行的透照方法）、切線透照法（即中心射線束與錐形件、筒形件和管形件的圓弧面相切的透照方法）、斜線透照法（即中心射線束與筒形件和容器制件的中心軸成一定傾角的透照方法）[2]。
圖2 垂直透照法
結(jié)合復(fù)合材料槳葉的X射線檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)要求和鋪層方向，主要采用垂直透照法和平行透照法。如檢測(cè)各結(jié)構(gòu)元件的放置配合狀態(tài)、鋪設(shè)狀態(tài)等，就必須采用不同的透照方法。檢測(cè)復(fù)合材料的纖維可能發(fā)生的斷裂、纖維分布是否均勻等，采用垂直透照法（見圖2）；檢測(cè)纖維的分層、結(jié)構(gòu)單元的對(duì)接狀況等，采用平行透照法等（見圖3）。
圖3 平行透照法
在實(shí)際檢測(cè)中，采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)時(shí)，可以對(duì)所得到的圖像有選擇性地選擇一定的過(guò)濾器（如Sharp）對(duì)圖像進(jìn)行處理，根據(jù)處理后圖像所得的效果來(lái)觀察所需要的零件各結(jié)構(gòu)單元間的配合狀態(tài)（見圖4）。而采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)零件的同一部位（見圖5），其檢測(cè)效果不如采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)時(shí)所得的圖像的（見圖4（b））。通過(guò)對(duì)圖（b）、圖5的比較，可以看出，采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)零件的效果比采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)時(shí)的。另外，當(dāng)需要檢測(cè)所確定的相鄰兩者間的配合狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整相應(yīng)的工裝的位置有選擇性地對(duì)零件進(jìn)行透照。
如需確定零件各結(jié)構(gòu)單元的配合狀態(tài)，可以調(diào)整工裝角度、移動(dòng)工裝、移動(dòng)零件，通過(guò)屏幕顯示的實(shí)時(shí)圖像確定所需要的圖像。如檢測(cè)結(jié)構(gòu)單元4、5間的配合狀態(tài)，通過(guò)工裝調(diào)整等得到圖3所示圖像；同樣檢測(cè)結(jié)構(gòu)單元2、3間的配合狀態(tài)時(shí)得到圖6所示圖像。而當(dāng)采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)時(shí)，如需檢測(cè)結(jié)構(gòu)單元2、3 間的配合狀態(tài)時(shí)，很難把握射線源與結(jié)構(gòu)單元2、3間間隙的垂直度，這樣往往得到的圖像不如意（見圖5），即使重新透照也很難保證能得到滿意的檢測(cè)圖像。而當(dāng)檢測(cè)結(jié)構(gòu)單元5上下兩結(jié)構(gòu)件之間配合狀態(tài)時(shí)，由于該透照部位采用平行透照方法，零件在此透照方向的透照厚度相對(duì)較厚，而透照電壓又有其限定值，這樣透照時(shí)所得到圖像對(duì)比度不明顯，見圖7。為了達(dá)到零件的檢測(cè)要求，通過(guò)調(diào)整圖像的灰度值、顯示范圍等，并結(jié)合圖像的顯示形式選擇和保存圖像（見圖7、圖8）來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖5 采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)零件
通過(guò)上述比較可知，采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉所得到圖像清晰，檢測(cè)。
4 輻射防護(hù)安全 
輻射，即通常所稱的射線。對(duì)于工業(yè)射線檢測(cè)技術(shù)，在輻射防護(hù)方面面對(duì)的主要問題是外照射防護(hù)。輻射作用于生物體時(shí)由于電離作用，將造成生物體的細(xì)胞、組織、品管等的損傷，引起病理反應(yīng)，產(chǎn)生輻射生物效應(yīng)。
圖7 圖像的負(fù)片顯示形式
由于復(fù)合材料槳葉尺寸較大，通常機(jī)房?jī)?nèi)不能對(duì)槳葉檢測(cè)，只能進(jìn)行野外作業(yè)。這樣，對(duì)復(fù)合材料槳葉檢測(cè)采用射線照相檢驗(yàn)技術(shù)時(shí)，就只能采取外照射防護(hù)方法，盡量避免不必要的射線對(duì)人體造成輻射損傷。對(duì)外照射防護(hù)主要從照射時(shí)間、照射距離、屏蔽3方面控制操作人員所受到的照射劑量。 
（1）時(shí)間。減少受到照射的時(shí)間可以減少接受的照射劑量。在照射率一定時(shí)，由于： 
劑量＝劑量率× 時(shí)間，（1）因此，針對(duì)照射率的大小可以確定容許的受到照射時(shí)間。 
（2）距離。將輻射源視為點(diǎn)源，則輻射場(chǎng)中某點(diǎn)的照射劑量與該點(diǎn)和源的距離的平方成反比，即：D1/D2=F12/F22，（2）其中，F(xiàn)1為源與輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)1 的距離；F2為源與輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)2的距離；D1為輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)1的照射劑量；D2為輻照?qǐng)鲋悬c(diǎn)2的照射劑量；這樣，距離增大將迅速降低受到的照射劑量。
圖8 圖像的正片顯示形式
（3）屏蔽。按照射線的衰減規(guī)律，如果在工作人員與源之間設(shè)立適當(dāng)?shù)钠帘挝矬w，則射線穿過(guò)屏蔽物后其強(qiáng)度將大大降低，也必然減少產(chǎn)生的照射劑量。 
通過(guò)采取上述方法盡量降低輻射對(duì)人體可能造成的危害。而采用射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)檢測(cè)復(fù)合材料槳葉時(shí)，由于該設(shè)備采用“鋼- 鉛- 鋼”結(jié)構(gòu)屏蔽射線，并經(jīng)有關(guān)資質(zhì)部門檢測(cè)，該設(shè)備的輻射泄漏符合GB18871-2002標(biāo)準(zhǔn)，操作人員可以安全地進(jìn)行檢測(cè)作業(yè)。這樣，操作人員不但可以放心地操作設(shè)備，射線機(jī)發(fā)射射線時(shí)還可以近距離地通過(guò)鉛玻璃隨時(shí)觀察被檢測(cè)物體，隨時(shí)調(diào)整被檢測(cè)物的位置、被檢方向等。 
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