Разработка сканирующего денситометра для автоматизации дешифрирования радиографических изображений

• Автор: Корбаков, Валерий Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 206 c. : ил

В настоящее время основой экономической политики страны является всемерное повышение эффективности производства. Это нашло отражение в решениях ХХУ1 съезда КПСС:"Во всех отраслях необходимо создать условия для высокопроизводительного труда, всемерно ускорять комплексную механизацию и автоматизацию".
Тенденции развития современного производства стимулируют работы по автоматизации процесса неразрушающего контроля качества изделий, в том числе по дешифрированию радиографических изображений. Производительность человека при обнаружении и опознавании дефектов ограничена 60 см/мин [I] , при необходимости измерений производительность значительно снижается. Вследствие этого рост объемов радиографического контроля, составляющий ежегодно около &% [2] , сопровождается увеличением числа контролеров. В условиях дефицита трудовых ресурсов подобная тенденция вредна. Поэтому в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года”в качестве главного пути повышения производительности контроля предусматривается ускорение внедрения автоматизированных методов и средств контроля качества.
Необходимость автоматизации дешифрования радиографических изображений диктуется также новыми требованиями к точности измерения параметров дефектов на снимках.. Стремление минимизировать ошибки при определении годности изделий привело к разработке стандартов качества, допускающих оценку параметров дефектов с погрешностью не выше 0.5 ... 1% [3] '.Существующий визуальный способ расшифровки снимков не удовлетворяет поставленным требованиям [4]
Обоснованная отбраковка изделий связана с проведением довольно громоздких вычислений характеристик прочности [5] , в этом человек также уступает автоматическим устройствам.
Исходя из требований современного производства, существующая методика дешифрирования радиографических изображений должна быть изменена. Известные предложения по ее совершенствованию сводятся к разработке структур типа: сканирующий денситометр - ЭВМ -программа - представление результатов [6, 7] .В смежных отраслях науки, связанных с дешифрированием аэрофотоснимков, обработкой изображений, поступающих на Землю с космических аппаратов, анализом медицинских снимков, обработкой фотографий пузырьковых и искровых камер,создан ряд приборов аналогичной структуры. Однако, разработанные устройства не удовлетворяют требованиям, предъяв-.ляемым к сканирующим денситометрам в радиографии: высокая производительность, низкая погрешность измерений, экономичность, возможность обработки широкоформатных фотоносителей. Поэтому разработка прибора, отвечающего современным требованиям к дешифрированию радиографических изображений, является актуальной задачей на современном этапе развития радиационной дефектоскопии.

Для решения поставленной задачи необходимо:

1. Определить основные параметры, которыми должны обладать денситометры, предназначенные для расшифровки радиографических снимков.
2. Провести анализ возникающих в денситометрах погрешностей измерения оптической плотности и координат изображения.
3. Разработать устройства коррекции этих погрешностей, позволяющих снизить их величину до необходимого уровня.
4. Разработать автоматический денситометр и оценить его метрологические характеристики.

В первом разделе диссертационной работы рассмотрены основные факторы, стимулирующие постановку исследований по автоматизации процесса расшифровки результатов радиографического контроля,и проанализированы задачи, требующие решения при создании таких средств. К числу основных задач следует отнести создание автоматических денситометров повышенного быстродействия, имеющих достаточную точность измерения параметров изображения, а также разработку алгоритмов расшифровки. Автором сформулированы требования, предъявляемые к денситометрам для систем расшифровки радиографических изображений, проведен анализ известных схем в соответствии с этими требованиями и выбрана структура денситометра, обеспечивающая получение заданных характеристик.
Второй раздел посвящен анализу погрешностей, возникающих в денситометрах. По влиянию, оказываемому на результаты измерений параметров снимков (оптической плотности и координат),их можно разделить на три группы: амплитудные погрешности, определяющие ошибки измерения оптической плотности, координатные погрешности, определяющие ошибки определения координат исходного изображения, и пространственно-частотные погрешности, влияющие на измерение частотно-контрастных характеристик изображения. Получены аналитические выражения для всех типов погрешностей, по ним сделаны расчеты, которые затем были подтверждены экспериментальными измерениями, что позволяет использовать полученные результаты для инженерного расчета денситометров.
В третьем разделе рассмотрены методы, позволяющие снизить погрешности измерения оптической плотности и координат изображения, а также частотно-контрастных искажений . Приводятся описания устройств коррекции систематических амплитудных, координатных и пространственно-частотных искажений, основанные на калибровке ошибок, возникающих в процессе измерения соответствующих

Рис. 2.4. Схема усилителя, цреобразуюцего ток в напряжение
Рис. 2.5. Структурная схема логарифмического аналого-цифрового преобразователя поразрядного кодирования