[发明专利]一种通过X射线检测含金属被测物的无损检测系统和方法

权利要求书

1.一种通过X射线对含有金属绳的被测目标进行无损检测的系统，其特征在于，该系统包括：超高压发生器、X射线发生器、碘化铯传感器、光纤模块、控制模块、计算机和电源模块，其中：

所述超高压发生器与所述X射线发生器连接，用于将系统外部提供的普通电压转换成发射X射线使用的超高压，并提供给所述X射线发生器；

所述X射线发生器放置在被测目标的下方，用于产生X射线来照射被测目标；

所述碘化铯传感器放置在被测目标的上方，用于接收穿过被测目标后经过衰减的X射线，将其转换为能量变化数据，并将采集得到的能量变化数据通过光纤模块传输给计算机；

所述控制模块与所述超高压发生器、X射线发生器和碘化铯传感器连接，用于控制这三个设备的同步开启、同步关闭、传感器采集频率，并对设备的工作状态进行监控；

所述光纤模块与所述控制模块和所述计算机连接，用于进行所述碘化铯传感器、所述控制模块和所述计算机之间的数据传输；

所述计算机与所述光纤模块和所述电源模块连接，用于对通过光纤模块接收的所述能量变化数据进行处理以及显示用户交互界面；

所述电源模块与所述控制模块和所述计算机连接，用于为系统中的各电子设备提供电源。

2.一种通过X射线对含有金属的被测目标进行无损检测的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，利用碘化铯被照射后所产生的荧光作用，记录X射线通过被测目标后由于被测目标物质密度不同所产生的垂直于被测目标运动方向的一维能量变化数据；

步骤S2，随着被测目标的运动，采集得到多个一维能量变化数据，并将采集得到的多个一维能量变化数据拼接成二维图像；

步骤S3，将所述二维图像从计算机的内部存储器传输到GPU的存储器，步骤S4-S7的计算均在GPU的存储器中进行；

步骤S4，对所述二维图像进行暗电流消除，得到暗电流消除图像；

步骤S5，对所述暗电流消除图像进行增益调整；

步骤S6，将增益调整后得到的二维图像中金属绳所在的区域分割出来；

步骤S7，对于分割得到的每根金属绳所在区域进行完整性检测，即缺陷检测，得到多个连通区域；

步骤S8，将所述多个连通区域数据从GPU存储器传到计算机的内部存储器，步骤S9-S10的计算均在计算机的内部存储器中进行；

步骤S9，对所述多个连通区域中的每一个分别进行特征提取；

步骤S10，对提取得到的特征进行模式识别，得到并输出被测目标损伤区域的最终检测结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述能量变化数据的采集由多个碘化铯传感器组成的传感器阵列来完成，所述传感器阵列中的每一个传感器检测得到某一像素行中某一个像素的能量变化数据。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的运动为匀速运动。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，在将所述多个一维能量变化数据拼接成二维图像时，先将所述一维能量变化数据每多条做平均，然后再将平均后得到的能量变化数据拼接成二维图像，以去除所述能量变化数据中的噪声。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述暗电流消除为：将所述二维图像减去暗电流背景图像，所述暗电流背景图像根据以下步骤获取：

步骤S41，在没有被测目标的情况下，使用满电压、满功率的X射线照射碘化铯，在不同的时间点采集获得与所述二维图像属于同一安装模式的多幅满电压、满功率照射图像；

步骤S42，对所述多幅满电压、满功率照射图像分别进行16位整型到32位浮点的格式转换，得到格式转换后的图像；

步骤S43，对格式转换后的多幅图像进行均值化处理，得到该安装模式上的暗电流背景图像。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述安装模式包括射线源安装位置、射线源开口角度、传感器安装位置以及碳纤维保护层厚度。