楊永鋒+趙培得

摘要文章對常用的復(fù)合材料射線檢測技術(shù)進行了闡述，主要介紹了計算機斷層掃描成像技術(shù)、膠片射線照相技術(shù)、康普頓背散射成像技術(shù)及射線實時成像技術(shù)，并對復(fù)合材料射線檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢進行預(yù)測，提高人們對復(fù)合材料無損檢測的認識，促進射線檢測方法的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞復(fù)合材料；射線檢測；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TB33 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）12-0123-01

隨著科技的發(fā)展，復(fù)合材料的應(yīng)用范圍越來越廣，在不同領(lǐng)域中均發(fā)揮著重要作用，然而對復(fù)合材料及產(chǎn)品的檢測標準也越發(fā)嚴格。射線檢測技術(shù)是復(fù)合材料無損檢測的主要方法，檢測影像易保存，更加清晰和直觀[1]。在科學(xué)技術(shù)不斷進步的同時，射線檢測方法也取得了很大的突破，不斷完善和創(chuàng)新，從而擴大了復(fù)合材料的射線檢測范圍，提高了檢測能力，可以作為復(fù)合材料無損檢測的首選方式。

1復(fù)合材料的射線檢測技術(shù)

1.1 計算機斷層掃描成像技術(shù)

于20世紀80年代出現(xiàn)的計算機斷層掃描成像技術(shù)發(fā)展非常迅猛，是一種先進的復(fù)合材料無損檢測技術(shù)，其中應(yīng)用最為廣泛的就是工業(yè)CT技術(shù)。計算機系統(tǒng)、輻射源-準直器-探測器一體化系統(tǒng)、機械掃描系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是工業(yè)CT的主要組成部分，能夠?qū)z測圖像準確、清晰、直觀的呈現(xiàn)出來，具有很高的實用價值，工作原理為：先對復(fù)合材料或產(chǎn)品進行掃描，之后用計算機技術(shù)對得到的斷層數(shù)據(jù)信息進行處理和重建，最后顯示圖像。

工業(yè)CT技術(shù)要想獲得檢測物體的三維圖像，只需要沿著掃描軸線取得足量的斷層二維圖像即可，能夠顯示數(shù)字式的圖像，方便了圖像壓縮、放大、傳輸和分析等操作，將遠距離觀測變?yōu)楝F(xiàn)實。與傳統(tǒng)膠片照相技術(shù)不同的是，工業(yè)CT技術(shù)檢測圖像清晰，靈敏度較高，無模糊和重疊的現(xiàn)象，更具優(yōu)勢[2]。該技術(shù)在無損狀態(tài)下能夠獲取復(fù)合材料或產(chǎn)品的斷層二維灰度圖像，利用檢測圖像中的灰度來分析和判斷被檢測物體的截面是否存在缺陷，缺陷大小及性質(zhì)、材質(zhì)、裝配和基本構(gòu)成原件等信息。

1.2 膠片射線照相技術(shù)

目前應(yīng)用最廣泛的射線檢測技術(shù)為膠片射線照相技術(shù)，該技術(shù)為其他射線檢測技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，基本原理是使射線源發(fā)射的射線穿透檢測物體，因為檢測物體的缺陷部分和其他部位會出現(xiàn)不同程度的射線衰減現(xiàn)象，從而將檢測物體的內(nèi)部信息表現(xiàn)并記錄下來，之后再對射線膠片中的記錄進行定影和顯影，形成投影影像，最后評定檢測物體內(nèi)部的連續(xù)性。同數(shù)字射線成像技術(shù)相比，膠片射線照相技術(shù)的影像質(zhì)量更高，可以將大小在0.25 mm以下的缺陷檢測出來，比非膠片照相技術(shù)更加精確。

1.3 康普頓背散射成像技術(shù)

作為一種新型無損檢測技術(shù)，康普頓背散射成像技術(shù)（CST）不僅能夠檢測大型物體，還能夠準確的檢測表面形狀復(fù)雜的復(fù)合材料或產(chǎn)品，檢測效果優(yōu)于普通射線照相技術(shù)，同透視成像相比，該技術(shù)對低密度材料的檢測對比度更高，尤其對復(fù)合材料、塑料鋁合金等原子序數(shù)較低的檢測物非常適用[3]。

CST檢測技術(shù)具備了其他檢測技術(shù)不具備的技術(shù)優(yōu)勢，在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，但我國因為技術(shù)設(shè)備配備不齊全，仍在進行不斷的探索和研究，相信CST檢測技術(shù)在以后的航天領(lǐng)域會具有非常廣闊的發(fā)展前景。

1.4 射線實時成像技術(shù)

射線實時成像技術(shù)（RTR技術(shù)）同膠片射線照相檢驗技術(shù)在同一時期發(fā)展而成，利用電子成像的方法，能夠跟隨成像物體圖像的變化而變化。該技術(shù)最主要的優(yōu)勢就是曝光寬容度和實時性更強，彌補了實時成像技術(shù)的弊端，不需要進行膠片暗室處理操作，圖像的動態(tài)范圍更廣，曝光時間較短，因此在汽車、軍工業(yè)、壓力容器等多種行業(yè)占據(jù)著非常重要的地位。RTR技術(shù)對復(fù)合材料和產(chǎn)品的在線檢測方面有很明顯的優(yōu)勢，具有極高的檢測率，不僅可以快速檢測工作線上的工件，還有利于檢測人員對工件細節(jié)的觀察[4]。

隨著射線實時成像技術(shù)的引入和發(fā)展，目前已經(jīng)取得了很大的進步，RTR技術(shù)檢測系統(tǒng)主要有包括：陣列射線實時成像檢測系統(tǒng)、工業(yè)射線實時成像檢測系統(tǒng)及微焦點射線實時成像檢測系統(tǒng)三大類。其中海關(guān)檢查、車站或機場安檢會用到陣列射線檢測系統(tǒng)，而微焦點射線檢測系統(tǒng)在小型工件、生物學(xué)樣品及電子元件等方面具有廣泛的應(yīng)用。RTR技術(shù)動態(tài)范圍廣、分辨率高，在未來的發(fā)展過程中該技術(shù)的研究方向主要是靈敏度強、檢出率高的掃描x射線源實時成像檢測系統(tǒng)以及在非晶硅的基礎(chǔ)上以大面積成像板為基礎(chǔ)原件的射線實時成像檢測系統(tǒng)，發(fā)展前景非常廣闊。

2復(fù)合材料射線檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

在科學(xué)技術(shù)日新月異的當今社會，越來越多的科技被開發(fā)并應(yīng)用于人們的現(xiàn)實生活中，給社會和人類帶來方便和益處。同樣的，在射線無損檢測技術(shù)的領(lǐng)域，數(shù)字射線技術(shù)因電子技術(shù)的成熟而不斷完善，同時計算機模擬與仿真技術(shù)也得益于計算機科技的進步而區(qū)域領(lǐng)先地位，更重要的是上述兩者已經(jīng)成為該領(lǐng)域的熱門技術(shù)，得到廣泛認同與應(yīng)用。其中非膠片數(shù)字射線照相技術(shù)受到普遍歡迎，得益于其環(huán)保性和成本節(jié)約性。

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動著檢測設(shè)備的研制和創(chuàng)新，反過來更加完善的檢測設(shè)備在一定程度上也會推動檢測技術(shù)的發(fā)展，基于目前國際復(fù)合材料的無損射線檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，今后檢測設(shè)備的更新方向會具有以下幾個特點：1）實現(xiàn)自動化檢測，相關(guān)工業(yè)CT技術(shù)和高性能探測器系統(tǒng)的研制成為主要熱點，側(cè)重于對一種新型掃描模式的不完全數(shù)據(jù)CT重建系統(tǒng)、傾斜入射CT系統(tǒng)、基于平板探測器的錐束CT系統(tǒng)和微焦點X射線CT系統(tǒng)等技術(shù)的研發(fā)；2）無損檢測技術(shù)更具模塊化、大型化的特征；3）檢測設(shè)備會更加復(fù)雜，具備顯示圖像的功能，智能化程度大大提高；4）引入數(shù)字化技術(shù)，形成復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)[5]。

與此同時，計算機模擬與仿真技術(shù)具有眾多不可替代的優(yōu)勢，諸如開展虛擬檢測，選定最佳結(jié)構(gòu)配置，制定檢測工藝等等，上述特點在改進工藝，增加效率等方面的功效尤為突出。射線檢測方法在相關(guān)科技不斷進步，要求標準不斷提升的情形下也必須不斷進行改革更新與進步完善。由此，要制定射線檢測方法和標準，填補該領(lǐng)域該方向的法律空缺，加強無損檢測的制度和規(guī)范力度，間接提升該方向的完善力度，進而得到更好的發(fā)展與進步，跟隨國際無損檢測技術(shù)的發(fā)展步伐，將國內(nèi)該領(lǐng)域技術(shù)做到完善。

參考文獻

[1]王小永，錢華.先進復(fù)合材料中的主要缺陷與無損檢測技術(shù)評價[J].無損探傷，2012（04）.

[2]吳東流，郭偉明.復(fù)合材料計算機層析照相檢測及應(yīng)用[J].無損檢測，2011（04）.

[3]J.Kosanetzky， G.Harding， K.H.Fischer，孔凡庚.用康掃描（ComScan）系統(tǒng)對低原子序數(shù)材料進行康普頓背散射層析X射線照相[J].無損檢測，2010（09）.

[4]徐麗，張幸紅，韓杰才.射線檢測在復(fù)合材料無損檢測中的應(yīng)用[J].無損檢測，2011（09）.

[5]俊山，許正輝，黃葛偉，等.用CT圖像分析C/C復(fù)合材料的內(nèi)部缺陷[J].宇航材料工藝，2011，28（6）.

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