复合材料X射线数字成像检测技术研究

复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、抗疲劳性能好和膨胀系数低等特点,已广泛应用于航空航天、国防、电子电气、建筑等领域。但复合材料制品在生产和使用过程中可能产生缺陷,引起质量问题,造成重大经济损失和人员伤亡,因此对其进行无损检测非常必要。目前,X射线检测仍然是复合材料无损检测最常用的检测方法之一。但是复合材料X射线检测图像存在灰度一致性差、对比度低、缺陷边缘模糊等特点,给复合材料内部缺陷的检测与识别带来了一定的困难。 基于以上背景,本课题重点研究了复合材料内部微弱缺陷的X射线检测技术及射线图像处理算法。具体内容包括:(1)以中心四轴DR/CT检测系统为实验平台,对复合材料的X射线衰减规律进行了研究,为正确选择实验参数和提高系统检测灵敏度提供了重要依据;(2)针对复合材料的结构特性与X射线检测本身的特点,对X射线检测图像进行特征分析,重点研究了材料特性对复合材料检测图像的影响;(3)在图像预处理方面,主要对散射噪声抑制方法进行了研究,针对传统处理方法的不足,提出了基于构造函数的散射噪声抑制方法;(4)在缺陷检测方面,本文提出了基于经验模式分解(Empirical Mode Decomposition ,简称EMD)和迭代阈值分割的缺陷检测算法,成功地实现了复合材料内部微弱缺陷的提取和分割。 实验结果表明,采用上述方法不仅能从根本上改善复合材料X射线检测图像的质量,而且能显著增强图像缺陷特征,并能成功提取和分割缺陷区域,为今后复合材料缺陷的自动检测和识别,提供了重要的理论依据。