1 射線檢測的基本原理 
當強度均勻的射線束透照射物體時，如果物體局部區域存在缺陷或結構存在差異，它將改變物體對射線的衰減，使得不同部位透射射線強度不同，這樣，采用一定的檢測器檢測透射射線強度，就可以判斷物體內部的缺陷和物體分布等[1]。 
2 射線實時成像檢驗技術的特點 
射線實時成像檢驗技術的主要優點是動態快速檢驗，采用閃爍晶體或熒光物質與光電倍增器構成檢測器拾取信號，直接得到數字化圖像，可進行近似實時的質量評定[1]。 
射線實時成像檢驗技術在復合材料槳葉檢測中的實踐運用 
1 縮短了復合材料槳葉的檢測時間，大大提高了工作效率 
采用射線實時成像檢驗技術對復合材料槳葉進行射線檢測，與采用射線照相檢測技術檢測復合材料槳葉相比，采用實時成像檢驗技術檢測復合材料槳葉縮短了檢測時間，提高了工作效率。主要體現在2個方面： 
（1）省去了膠片剪裁、包裝時間和膠片暗室處理時間。 
采用射線照相檢驗技術檢測每片復合材料槳葉所需的膠片剪裁、包裝時間和膠片暗室處理時間至少為140min，而采用射線實時成像檢驗技術不需要膠片。 
（2）縮短了檢測時間。 
復合材料為低密度材料，采用射線照相檢驗技術檢測復合材料槳葉時，為了得到質量較好的底片，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復合材料槳葉進行檢測，這樣才可以得到好質量的射線底片，其影像清晰。按每片槳葉平均透照40次計算，透照一片槳葉需240min。而采用射線實時成像檢驗技術，零件被檢測時，由射線轉換器得到的信號，經A/D變換（或已直接完成數字化）送圖像處理部分，通過圖像數據處理改進圖像質量；并通過計算機、軟件和一些輔助設備（如監視器、攝像機等），實現對整個射線實時成像檢驗系統的檢驗過程的控制。這樣，圖像每次成像時間約6s, 大大提高了工作效率。 
2 降低了成本，節約了能源 
與射線實時成像檢驗技術相比，采用射線照相檢驗技術檢測復合材料槳葉需要使用膠片，檢測每片復合材料槳葉平均所需膠片費用至少560元，按檢測20片復合材料槳葉計算，所需的膠片費用至少需11200元。另外，曝光后的膠片需進行暗室處理，期間還需產生一定量的膠片處理用溶液的費用。而采用射線實時成像檢驗技術對復合材料槳葉進行檢測，只需將所得圖像存儲在電腦中或經刻錄后存儲在光盤中，每張光盤約10元，而每張光盤至少可存儲20片槳葉圖像。 
3 零件各結構單元配合狀態圖像顯示清晰、檢測 
一般來說，復合材料制件的制作工藝不同于金屬件，其內部缺陷同樣與制作工藝密切相關。制作工藝不同，產生的缺陷也存在差異。纏繞法、鋪層法等是制作構件的常用工藝，所以選擇透照方法時，應考慮工件的加工工藝或成形工藝特點可能產生的缺陷特點，選擇有利于發現缺陷的方向進行透照[1]。 
復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
結合復合材料槳葉的X射線檢測，根據檢測要求和鋪層方向，主要采用垂直透照法和平行透照法。如檢測各結構元件的放置配合狀態、鋪設狀態等，就必須采用不同的透照方法。檢測復合材料的纖維可能發生的斷裂、纖維分布是否均勻等，采用垂直透照法（見圖2）；檢測纖維的分層、結構單元的對接狀況等，采用平行透照法等（見圖3）。
圖3 平行透照法
在實際檢測中，采用射線實時成像檢驗技術時，可以對所得到的圖像有選擇性地選擇一定的過濾器（如Sharp）對圖像進行處理，根據處理后圖像所得的效果來觀察所需要的零件各結構單元間的配合狀態（見圖4）。而采用射線照相檢驗技術檢測零件的同一部位（見圖5），其檢測效果不如采用射線實時成像檢驗技術檢測時所得的圖像的（見圖4（b））。通過對圖（b）、圖5的比較，可以看出，采用射線實時成像檢驗技術檢測零件的效果比采用射線照相檢驗技術檢測時的。另外，當需要檢測所確定的相鄰兩者間的配合狀態時，可以通過調整相應的工裝的位置有選擇性地對零件進行透照。
如需確定零件各結構單元的配合狀態，可以調整工裝角度、移動工裝、移動零件，通過屏幕顯示的實時圖像確定所需要的圖像。如檢測結構單元4、5間的配合狀態，通過工裝調整等得到圖3所示圖像；同樣檢測結構單元2、3間的配合狀態時得到圖6所示圖像。而當采用射線照相檢驗技術時，如需檢測結構單元2、3 間的配合狀態時，很難把握射線源與結構單元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圖像。而當檢測結構單元5上下兩結構件之間配合狀態時，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較厚，而透照電壓又有其限定值，這樣透照時所得到圖像對比度不明顯，見圖7。為了達到零件的檢測要求，通過調整圖像的灰度值、顯示范圍等，并結合圖像的顯示形式選擇和保存圖像（見圖7、圖8）來實現。
圖5 采用射線照相檢驗技術檢測零件
通過上述比較可知，采用射線實時成像檢驗技術檢測復合材料槳葉所得到圖像清晰，檢測。
4 輻射防護安全 
輻射，即通常所稱的射線。對于工業射線檢測技術，在輻射防護方面面對的主要問題是外照射防護。輻射作用于生物體時由于電離作用，將造成生物體的細胞、組織、品管等的損傷，引起病理反應，產生輻射生物效應。
圖7 圖像的負片顯示形式
由于復合材料槳葉尺寸較大，通常機房內不能對槳葉檢測，只能進行野外作業。這樣，對復合材料槳葉檢測采用射線照相檢驗技術時，就只能采取外照射防護方法，盡量避免不必要的射線對人體造成輻射損傷。對外照射防護主要從照射時間、照射距離、屏蔽3方面控制操作人員所受到的照射劑量。 
（1）時間。減少受到照射的時間可以減少接受的照射劑量。在照射率一定時，由于： 
劑量＝劑量率× 時間，（1）因此，針對照射率的大小可以確定容許的受到照射時間。 
（2）距離。將輻射源視為點源，則輻射場中某點的照射劑量與該點和源的距離的平方成反比，即：D1/D2=F12/F22，（2）其中，F1為源與輻照場中點1 的距離；F2為源與輻照場中點2的距離；D1為輻照場中點1的照射劑量；D2為輻照場中點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。按照射線的衰減規律，如果在工作人員與源之間設立適當的屏蔽物體，則射線穿過屏蔽物后其強度將大大降低，也必然減少產生的照射劑量。 
通過采取上述方法盡量降低輻射對人體可能造成的危害。而采用射線實時成像檢驗技術檢測復合材料槳葉時，由于該設備采用“鋼- 鉛- 鋼”結構屏蔽射線，并經有關資質部門檢測，該設備的輻射泄漏符合GB18871-2002標準，操作人員可以安全地進行檢測作業。這樣，操作人員不但可以放心地操作設備，射線機發射射線時還可以近距離地通過鉛玻璃隨時觀察被檢測物體，隨時調整被檢測物的位置、被檢方向等。 
北京百思佳特公司主營行業：儀器儀表/實驗設備/礦用設備/石油產品/教學儀器/醫療器械