本實(shí)用新型屬于透照設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于大厚度比復(fù)雜構(gòu)件的X射線透照設(shè)備。

背景技術(shù)：

X射線成像檢測(cè)系統(tǒng)在對(duì)具有大厚度的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件進(jìn)行X射線透照成像時(shí)，傳統(tǒng)的固定電壓成像模式易出現(xiàn)過曝光和欠曝光現(xiàn)象，導(dǎo)致構(gòu)件結(jié)構(gòu)信息缺失嚴(yán)重。另外，變電壓X射線成像技術(shù)，通過X射線檢測(cè)系統(tǒng)的自適應(yīng)控制、有效信息的提取、信息融合等過程，但是，由于X射線的多能性，其融合權(quán)值不準(zhǔn)確，需要人工進(jìn)行調(diào)整，實(shí)施復(fù)雜，對(duì)材料和系統(tǒng)物理?xiàng)l件的依賴性嚴(yán)重，這些實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備限制了在現(xiàn)實(shí)工程上的應(yīng)用。

X射線數(shù)字成像已成為航空、航天、車輛、儀器儀表等領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)品關(guān)鍵部件檢測(cè)的主要技術(shù)和必不可少的工具。隨著裝備技術(shù)的發(fā)展，一些直接影響系統(tǒng)性能的關(guān)鍵部件呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化、材料多組化的趨勢(shì)，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片組、發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器葉輪、大馬力的柴油機(jī)缸蓋等，這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)件均關(guān)系著整個(gè)工程系統(tǒng)試驗(yàn)、運(yùn)行的成敗，必須對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行無損檢測(cè)，將安全隱患消滅在萌芽之中。但是此類復(fù)雜結(jié)構(gòu)件在X射線成像時(shí)，由于在射線透照方向上的有效厚度變化率較大，受射線轉(zhuǎn)換效率、光電轉(zhuǎn)換效率及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍的限制，傳統(tǒng)固定電壓成像模式無法在單一透照電壓下對(duì)整個(gè)構(gòu)件同時(shí)曝光成像，易出現(xiàn)過曝光或欠曝光的現(xiàn)象，信息缺失嚴(yán)重，從而影響成像圖像質(zhì)量和檢測(cè)靈敏度。

例如，發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋外部分布著很多深淺不一的孔洞，因而對(duì)其進(jìn)行X射線檢測(cè)時(shí)，射線透照方向上厚度差異比較大，導(dǎo)致單一固定電壓成像模式無法一次對(duì)整個(gè)構(gòu)件有效曝光成像。

為了構(gòu)件較薄部分能清晰成像，采用較低的透照電壓對(duì)缸蓋進(jìn)行透照，但此時(shí)在缸蓋厚度較厚的地方，由于到達(dá)探測(cè)器的光子數(shù)過少，該區(qū)域的信息淹沒在噪聲中無法正常顯示出現(xiàn)了欠曝光的現(xiàn)象，左右兩端紅色方框內(nèi)的孔洞信息完全不可見。為了使這些區(qū)域能清晰成像，需要提高X射線檢測(cè)系統(tǒng)的透照電壓，而隨著透照電壓的升高，缸蓋較厚區(qū)域的孔洞等信息逐漸清晰，但在缸蓋厚度較薄的地方，由于到達(dá)探測(cè)器的光子能量過高，圖像的灰度趨于飽和而出現(xiàn)過曝光的現(xiàn)象，此時(shí)如右上方紅色方框內(nèi)的孔洞信息等丟失。因而常規(guī)固定電壓成像模式對(duì)這類大厚度比復(fù)雜構(gòu)件進(jìn)行X射線透照時(shí)，易出現(xiàn)過曝光或欠曝光的現(xiàn)象，導(dǎo)致投影信息缺失嚴(yán)重，透照構(gòu)件的部分結(jié)構(gòu)信息無法識(shí)別。

目前針對(duì)大厚度比復(fù)雜構(gòu)件的X射線檢測(cè)，主要采用具有高動(dòng)態(tài)范圍的成像器件、補(bǔ)償法、分區(qū)域進(jìn)行局部透照等方法。采用高動(dòng)態(tài)范圍的成像器件可以提升X射線圖像的動(dòng)態(tài)范圍，增加圖像的對(duì)比度，但高動(dòng)態(tài)范圍器件價(jià)格昂貴，大大增加了系統(tǒng)的成本，且高動(dòng)態(tài)范圍的成像系統(tǒng)也存在一個(gè)動(dòng)態(tài)范圍，能檢測(cè)的透照物體的有效厚度也是一定的，不能從根本上解決透照物體有效厚度比大的問題；采用厚度或密度補(bǔ)償?shù)姆椒?，?shí)施困難，且相應(yīng)增加了X射線的透射劑量；根據(jù)構(gòu)件不同的檢測(cè)部位設(shè)置不同的透照參數(shù)，分區(qū)域局部透照的方法，需要人工參與，且不能在一幅圖像中顯示構(gòu)件的完整結(jié)構(gòu)信息，從而影響對(duì)構(gòu)件信息的有效識(shí)別，檢測(cè)效率低。因此，從檢測(cè)效率、檢測(cè)質(zhì)量、系統(tǒng)適應(yīng)性、系統(tǒng)成本以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)等角度考慮，迫切需要一種新的X射線成像設(shè)備，在不改變X射線系統(tǒng)硬件組成的情況下，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的X射線質(zhì)量檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種針對(duì)大厚度比復(fù)雜構(gòu)件的X射線成像設(shè)備，檢測(cè)效率高，檢測(cè)質(zhì)量好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：大厚度比復(fù)雜構(gòu)件透照設(shè)備，包括包括置于工作臺(tái)上的工件，工件的一側(cè)布置有發(fā)射器，發(fā)射器的X射線發(fā)射端口朝向工件布置，工件的另一側(cè)依次布置有低電壓管成像裝置、中電壓管成像裝置、高電壓管成像裝置、信息提取器和圖形展示裝置，低電壓管成像裝置、中電壓管成像裝置和高電壓管成像裝置均豎直布置，低電壓管成像裝置與中電壓管成像裝置之間留有第一間隙，中電壓管成像裝置與高電壓管成像裝置之間留有第二間隙，第一間隙與第二間隙寬度相同。

工件分為上部結(jié)構(gòu)件、置于上部結(jié)構(gòu)件下方的中部結(jié)構(gòu)件、置于中部結(jié)構(gòu)件下方的下部結(jié)構(gòu)件，上部結(jié)構(gòu)件的厚度大于中部結(jié)構(gòu)件的厚度，中部結(jié)構(gòu)件的厚度大于下部結(jié)構(gòu)件的厚度，下部結(jié)構(gòu)件的底部固定在底座上，上部結(jié)構(gòu)件、中部結(jié)構(gòu)件與下部結(jié)構(gòu)件呈階梯狀布置。

低電壓管成像裝置的上部為低壓欠曝光區(qū)域，低電壓管成像裝置的下部為低壓正常曝光區(qū)域，中電壓管成像裝置的上部為中壓欠曝光區(qū)域，中電壓管成像裝置的中部為中壓正常曝光區(qū)域，中電壓管成像裝置的下部為中壓過曝光區(qū)域，高電壓管成像裝置的上部為高壓正常曝光區(qū)域，高電壓管成像裝置的下部為高壓過曝光區(qū)域。

針對(duì)不同厚度的復(fù)雜工件，通過X射線進(jìn)行透照后，會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：

一、低電壓管成像裝置：當(dāng)發(fā)射器發(fā)射低電壓X射線時(shí)，X射線透過工件，此時(shí)，下部結(jié)構(gòu)件的區(qū)域透射的X射線能量適中，在低電壓管成像裝置下部的低壓正常曝光區(qū)域清晰成像，但是工件上的上部結(jié)構(gòu)件、中部結(jié)構(gòu)件厚度較大，X射線能量投射過小，到達(dá)低電壓管成像裝置上部的X射線能量過小，出現(xiàn)欠曝光現(xiàn)象，在低電壓管成像裝置的上部形成低壓欠曝光區(qū)域，低壓欠曝光區(qū)域中的透照?qǐng)D像灰度值過低(呈暗黑色)，結(jié)構(gòu)信息很差，甚至看不出被檢構(gòu)件在該區(qū)域的有效結(jié)構(gòu)信息。

二、中電壓管成像裝置：當(dāng)發(fā)射器發(fā)射中電壓X射線時(shí)，X射線透過工件，此時(shí)，X射線透過工件下部結(jié)構(gòu)件的X射線過量，在中電壓管成像裝置下部的中電壓過曝光區(qū)域出現(xiàn)過曝光現(xiàn)象，中部結(jié)構(gòu)件的區(qū)域投射的X射線能量適中，在中電壓管成像裝置中部的中壓正常曝光區(qū)域清晰成像，X射線透過工件上部結(jié)構(gòu)件的X射線過少，X射線透過在中電壓管成像裝置上部的中電壓欠曝光區(qū)域出現(xiàn)欠曝光現(xiàn)象。

三、高電壓管成像裝置：當(dāng)發(fā)射器發(fā)射高電壓X射線時(shí)，X射線透過工件，此時(shí)，透過上部結(jié)構(gòu)件的X射線能量適中，在高電壓管成像裝置上部的高壓正常曝光區(qū)域正常成像，透過中部結(jié)構(gòu)件和下部結(jié)構(gòu)件的X射線能量過量，在高電壓管成像裝置下部的高壓過曝光區(qū)域出現(xiàn)過曝光現(xiàn)象。

當(dāng)發(fā)射器的X射線的管電壓較低時(shí)，投射圖像能夠顯示被測(cè)工件的下部結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)信息；當(dāng)發(fā)射器的X射線的管電壓較高時(shí)，投射圖像能夠顯示被測(cè)工件的上部結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)信息；當(dāng)發(fā)射器的X射線的管電壓適中時(shí)，投射圖像能夠顯示被測(cè)工件的中部結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)信息。通過圖像信息通過信息提取器傳輸給圖形展示裝置進(jìn)行處理，圖像信息融合后，得到一幅包含構(gòu)件完整結(jié)構(gòu)信息的融合圖像，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)工件進(jìn)行X射線質(zhì)量檢測(cè)。

發(fā)射器包括置于殼體內(nèi)的電子加速單元、安裝在電子加速單元一端的電子發(fā)射單元、安裝在電子加速單元另一端的靶，殼體內(nèi)還布置有電子漂移段，電子漂移段置于電子加速單元與靶之間，靶置于屏蔽端頭之間，屏蔽端頭內(nèi)預(yù)留有發(fā)射通道，靶置于發(fā)射通道的一端，發(fā)射通道的另一端為發(fā)射端口，發(fā)射通道內(nèi)布置有準(zhǔn)直器，通過將準(zhǔn)直器設(shè)置在相對(duì)于打靶電子束流方向偏離較大角度的方向上，獲得X射線束流具有更好的品質(zhì)。

其中，作為優(yōu)選的，靶為平面結(jié)構(gòu)。

其中，作為優(yōu)選的，靶為球面結(jié)構(gòu)。

其中，作為優(yōu)選的，靶為屈折面結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)變電壓對(duì)復(fù)雜工件的X射線成像，在不改變現(xiàn)有X射線成像設(shè)備的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大厚度比工件的X射線質(zhì)量檢測(cè)，成本低，檢測(cè)效率高，檢測(cè)質(zhì)量好。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中發(fā)射器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中靶的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖2中靶的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖2中靶的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為工作臺(tái)，2為工件，3為發(fā)射器，4為低電壓管成像裝置，5為中電壓管成像裝置，6為高電壓管成像裝置，7為第一間隙，8為第二間隙，9為第一卡槽，10為第二卡槽，11為第三卡槽，12為信息提取器，13為圖形展示裝置，21為上部結(jié)構(gòu)件，22為中部結(jié)構(gòu)件，23為下部結(jié)構(gòu)件，31為電子加速單元，32為電子發(fā)射單元，33為靶，34為電子漂移段，35為屏蔽端頭，36為發(fā)射通道，37為準(zhǔn)直器，38為發(fā)射端口，41為低壓欠曝光區(qū)域，42為低壓正常曝光區(qū)域，51為中壓欠曝光區(qū)域，52為中壓正常曝光區(qū)域，53為中壓過曝光區(qū)域，61為高壓正常曝光區(qū)域，62為高壓過曝光區(qū)域。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

如圖1所示，大厚度比復(fù)雜構(gòu)件透照設(shè)備，包括包括置于工作臺(tái)1上的工件2，工件2的一側(cè)布置有發(fā)射器3，發(fā)射器3的X射線發(fā)射端口38朝向工件2布置，工件2的另一側(cè)依次布置有低電壓管成像裝置4、中電壓管成像裝置5、高電壓管成像裝置6、信息提取器12和圖形展示裝置13，低電壓管成像裝置4、中電壓管成像裝置5和高電壓管成像裝置6均豎直布置，低電壓管成像裝置4與中電壓管成像裝置5之間留有第一間隙7，中電壓管成像裝置5與高電壓管成像裝置6之間留有第二間隙8，第一間隙7與第二間隙8寬度相同。

工作臺(tái)1上布置有第一卡槽9，低電壓管成像裝置4收縮后可置于第一卡槽9內(nèi)。

工作臺(tái)1上布置有第二卡槽10，中電壓管成像裝置5收縮后可置于第二卡槽10內(nèi)。

工作臺(tái)1上布置有第三卡槽11，高電壓管成像裝置6收縮后可置于第三卡槽11內(nèi)。

工件2分為上部結(jié)構(gòu)件21、置于上部結(jié)構(gòu)件21下方的中部結(jié)構(gòu)件22、置于中部結(jié)構(gòu)件22下方的下部結(jié)構(gòu)件23，上部結(jié)構(gòu)件21的厚度大于中部結(jié)構(gòu)件22的厚度，中部結(jié)構(gòu)件22的厚度大于下部結(jié)構(gòu)件23的厚度，下部結(jié)構(gòu)件23的底部固定在底座上，上部結(jié)構(gòu)件21、中部結(jié)構(gòu)件22與下部結(jié)構(gòu)件23呈階梯狀布置。

低電壓管成像裝置4的上部為低壓欠曝光區(qū)域41，低電壓管成像裝置4的下部為低壓正常曝光區(qū)域42，中電壓管成像裝置5的上部為中壓欠曝光區(qū)域51，中電壓管成像裝置5的中部為中壓正常曝光區(qū)域52，中電壓管成像裝置5的下部為中壓過曝光區(qū)域53，高電壓管成像裝置6的上部為高壓正常曝光區(qū)域61，高電壓管成像裝置6的下部為高壓過曝光區(qū)域62。

針對(duì)不同厚度的復(fù)雜工件2，通過X射線進(jìn)行透照后，會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：

一、低電壓管成像裝置4：當(dāng)發(fā)射器3發(fā)射低電壓X射線時(shí)，低電壓管成像裝置4外伸，中電壓管成像裝置5收縮至第二卡槽10內(nèi)，高電壓管成像裝置6收縮至第三卡槽11內(nèi)，X射線透過工件2，此時(shí)，下部結(jié)構(gòu)件23的區(qū)域透射的X射線能量適中，在低電壓管成像裝置4下部的低壓正常曝光區(qū)域42清晰成像，但是工件2上的上部結(jié)構(gòu)件21、中部結(jié)構(gòu)件22厚度較大，X射線能量投射過小，到達(dá)低電壓管成像裝置4上部的X射線能量過小，出現(xiàn)欠曝光現(xiàn)象，在低電壓管成像裝置4的上部形成低壓欠曝光區(qū)域41，低壓欠曝光區(qū)域41中的透照?qǐng)D像灰度值過低(呈暗黑色)，結(jié)構(gòu)信息很差，甚至看不出被檢構(gòu)件在該區(qū)域的有效結(jié)構(gòu)信息。

二、中電壓管成像裝置5：當(dāng)發(fā)射器3發(fā)射中電壓X射線時(shí)，中電壓管成像裝置5外伸，低電壓管成像裝置4收縮至第一卡槽9內(nèi)，高電壓管成像裝置6收縮至第三卡槽11內(nèi)，X射線透過工件2，此時(shí)，X射線透過工件2下部結(jié)構(gòu)件23的X射線過量，在中電壓管成像裝置5下部的中壓過曝光區(qū)域53出現(xiàn)過曝光現(xiàn)象，中部結(jié)構(gòu)件22的區(qū)域投射的X射線能量適中，在中電壓管成像裝置5中部的中壓正常曝光區(qū)域52清晰成像，X射線透過工件2上部結(jié)構(gòu)件21的X射線過少，X射線透過在中電壓管成像裝置5上部的中壓欠曝光區(qū)域53出現(xiàn)欠曝光現(xiàn)象。

三、高電壓管成像裝置6：當(dāng)發(fā)射器3發(fā)射高電壓X射線時(shí)，高電壓管成像裝置6外伸，低電壓管成像裝置4收縮至第一卡槽9內(nèi)，中電壓管成像裝置5收縮至第二卡槽10內(nèi)，X射線透過工件2，此時(shí)，透過上部結(jié)構(gòu)件21的X射線能量適中，在高電壓管成像裝置6上部的高壓正常曝光區(qū)域61正常成像，透過中部結(jié)構(gòu)件22和下部結(jié)構(gòu)件23的X射線能量過量，在高電壓管成像裝置6下部的高壓過曝光區(qū)域62出現(xiàn)過曝光現(xiàn)象。

當(dāng)發(fā)射器3的X射線的管電壓較低時(shí)，投射圖像能夠顯示被測(cè)工件2的下部結(jié)構(gòu)件23的結(jié)構(gòu)信息；當(dāng)發(fā)射器3的X射線的管電壓較高時(shí)，投射圖像能夠顯示被測(cè)工件2的上部結(jié)構(gòu)件21的結(jié)構(gòu)信息；當(dāng)發(fā)射器3的X射線的管電壓適中時(shí)，投射圖像能夠顯示被測(cè)工件2的中部結(jié)構(gòu)件22的結(jié)構(gòu)信息。通過圖像信息通過信息提取器12傳輸給圖形展示裝置13進(jìn)行處理，圖像信息融合后，得到一幅包含構(gòu)件完整結(jié)構(gòu)信息的融合圖像，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)工件2進(jìn)行X射線質(zhì)量檢測(cè)。

如圖2所示，發(fā)射器3包括置于殼體內(nèi)的電子加速單元31、安裝在電子加速單元31一端的電子發(fā)射單元32、安裝在電子加速單元31另一端的靶33，殼體內(nèi)還布置有電子漂移段34，電子漂移段34置于電子加速單元31與靶33之間，靶33置于屏蔽端頭35之間，屏蔽端頭35內(nèi)預(yù)留有發(fā)射通道36，靶33置于發(fā)射通道36的一端，發(fā)射通道36的另一端為發(fā)射端口38，發(fā)射通道36內(nèi)布置有準(zhǔn)直器37，通過將準(zhǔn)直器37設(shè)置在相對(duì)于打靶33電子束流方向偏離較大角度的方向上，獲得X射線束流具有更好的品質(zhì)。

如圖3所示，作為優(yōu)選的，靶33為平面結(jié)構(gòu)。

如圖4所示，作為優(yōu)選的，靶33為球面結(jié)構(gòu)。

如圖5所示，作為優(yōu)選的，靶33為屈折面結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)變電壓對(duì)復(fù)雜工件2的X射線成像，在不改變現(xiàn)有X射線成像設(shè)備的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大厚度比工件2的X射線質(zhì)量檢測(cè)，成本低，檢測(cè)效率高，檢測(cè)質(zhì)量好。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包在本實(shí)用新型范圍內(nèi)。