Исследование и разработка средств автоматизации дефектоскопического комплекса на базе линейного ускорителя электронов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.20 ВАК РФ

Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им.Л.В.Ефремова

На правах рукописи

ЕАГРИЕШЧ -Владимир Павлович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ РЕКТОСКОПИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НА ВАЗЕ ЛИНЕЙНОГО УСКОРИТЕЛЯ ЭЛЕКТРОНОВ

(01.04.20 - йизика пучков заряженных частиц и ускоштельная техника)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1832

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры им.Д.З.Ефремова

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

Петрунин Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Собенин Николай Павлович;

кандидат технических наук Николаев 1йдаш Михайлович

ведущая организация: Институт импульсной техники (г.Москва)

Защита состоится ^^ 1992 г. на заседании

специализированного совета К 034.05.01 при Научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры^им.Д.3.Ефремова в помещении Кдуба ученик НИИЭфА /Ь tiif -

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке НИИЭФА

Автореферат разослан Л£. (?S< &&

Отзывы об автореферате в одном экземпляре, заверенные ученым секретарем и скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу:.I8963I Санкт-Петербург, Ыеталлострой, Советский проспект, I, НИИЭ£Д

Ученый секретарь специализированного совета к.т.н.

Б.Н.Пуков

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИК! РАБОТЫ

Актуальность работы. Решение проблемы повышения качества выпускаемой продукции, и в первую очередь изделий для атомной энергетики, вызывает необходимость дальнейшего совершенствования традиционных методов высокоэнергетического неразрушающего контроля и развития новых направлений, возникающих в связи с широким внедрением средств вычислительной техники.

Большие возможности для исследования внутренней макроструктуры неоднородных объектов и сложнопрофилышх изделий открываются при использовании прогрессивных методов радиационного контроля, . основанных на принципах компьютерной томографии, для реализации которых требуются специализированные источники высокоэнергетичво-го излучения с улучшенными радиационными характеристиками и автоматизированные системы сбора, обработки и распределения данные. Сложность создания таких систем связана со специфическими условиями работы комплекса, оборудование которого подвергается воздействию сильных электромагнитных полей, ионизирующего излучение и промышленных помех.

Повышение достоверности результатов традиционных методов контроля в основном связано со снижением влияния субъективного фактора, в связи с чем особую значимость приобретает проблема автоматизации процесса расшифровки радиографических изображений.

Основу диссертационной работы составляют результаты исследований и разработки информационно-управляющих систем линейных ускорителей электронов и средств автоматизированной обработки графической информации, проведенных в НЙИЭФА им.Д.В.Ефремова.

Целью настоящей работы является разработка автоматизированных систем управления, контроля и синхронизации ускорительных дефектоскопических установок, а такне исследование й разработка цифровых методов и средств автоматизированной обработки дефектоскопической информации, способствующих повышению эффективности и достоверности высокоэнергетичного радиационного контроля.

Научная новизна. Предложен способ реалиаацин томографического контроля промышленных изделий, основанный на использовании электронного сканирования пучка по протяженной мишени линейного ускорителя электронов и синхронно вращающегося вокруг точечного детектора коллиматора.

Показана целесообразность создания универсальной интроскопо-томографической.установки, получение светотеневых изображений в когорой базируется на принципах компьютерной реконструкции.

Предложены принципы построения системы сбора, обработки и распределения данных с волоконно-оптическими линиями связи, в которой реализованы последовательный мультиплексный канал ввода данных, селекция по длительности поступающей информации и предварительная обработка данных в интеллектуальном контроллере.

Предложены принципы построения 16-канальной мультирежимной системы синхронизации с максимальной задержкой между соседаиш импульсами 50 мкс и дискретностью сдвига импульсов 25 не, на которую дополнительно возлагаются функции стабилизации средней мощности дозы тормозного излучения линейного ускорителя электронов и динамической защиты оборудования. Исследованы цифровые методы обработки изображений, и разработаны специализированные операторы препарироЕания радиографических изображений, повышающие достоверность результатов высокоэнергетичного радиационного контроля.

Практическая ценность работы. Предложенные технические решения и принципы построения высокоэнергетичных компьютерных томографов использованы в создаваемом в НШЗФА им.Д.В.Ефремова промышленном томографе на базе линейного ускорителя электронов.

Автоматизированная система сбора, обработки и распределения данных с волоконно-оптическими линиями связи используется в системах управления линейных ускорителей электронов единой серии.

Автоматизированная система обработки радиографических изображений была внедрена в опытную эксплуатацию в 1988 г. на ПО "Ижорский завод".

На, защиту выносятся:

1. Способ реализации томографического контроля промышленных изделий, базирующийся на использовании линейного ускорителя с электронным сканированием пучка, максимум индикатрисы которого постоянно ориентирован в софокусную точку, где расположен детектор с синхронно вращающимся вокруг него коллиматором.

2. Принцип построения системы сбора, обработка и распределения данных с волоконно-оптическими линиями связи, в которой реализованы последовательный мультиплексный канал ввода данных, селекция по длительности поступающей информации н предварительная обработка данных в интеллектуальном контроллере.

3. Принздпш построения 16-канальной ыульигреннмной системы синхронизации с максимальной задержкой шцду соседними ашульсада

5(J мкс и длительностью сдвига 25 не, которая дополнительно выполняет функции стабилизации средней мощности дозы тормозного излучения линейного ускорителя электронов и динамической защиты оборудования.

4. Разработанные цифровые методы обработки радиографических изображений, повышающие достоверность высокоэнергетичного радиационного контроля.

Апробация полученных результатов. Основные положения диссертационной работы докладывались на Ш-У1 Всесоюзных совещаниях по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве ( Ленинград, 1979 г., 1982 г., 1985 г., 1988 г.), на УШ Всесоюзном совещании по ускорителям заряженных частиц ( Протвино,1982г.), на научно-техническом семинаре "Радиационный контроль. Проблега и решения" ( Свердловск, 1988 г.), на X и XI конференциях США по применению ускорителей в промышленности и научных исследованиях ( Дентон, ит.Техас г 1988 г., 1990 г.), на научном симпозиума "Радиационная аппаратура для лучевой терапии" ( Москва, ISS9 г.).'

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения четырех глав, заключения и приложения. Текст диссертации содержит 195 страниц, 34. рисунка. Список литературы включает 117 наимено-ванш, „

2. КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТК

Зо введении произведена оценка современного уровня автоматизации выоокознергетичвых систем радиационного контроля. Показана актуальность выполненной работы, (формулирована цель исследования, и кратко изложено содержание последующих разделов дассертацши

ri первой главе излояена концепция построения автоматизированного высокоэнергетичного комплекса,

На основе анализа метрологических характеристик радиационных методов контроля и результатов экспериментальных исследований петрологических параметров высокоэнергетичного компьютерного томографа показана перспективность развития компьютеризированных систем контроля и в первую очередь томографических установок. Предложена схема высокоэнергетичной томографической системы¡ построенной на базе линейного ускорителя с электронным сканированием пучка (см.рисунок4.

Структурная схема томографа с электронным

сканированием пучка:

1 - ускоритель с системой монохромагазации;

2 - развертывающий магнит;

3 - фокусирующая линза Пановского;

4 - протяженная цилиндрическая мишень;

5 - контролируемый объект;

6 - вращающийся коллиматор;

7 - детектор ^ - квантов

3 основу данной схемы положен принцип просвечивания контролируемого объекта узким лучом разворачиваемого во времени тормозного излучения, максимум индикатрисы которого постоянно ориентирован в софокусную точку, в которой располагается точечный детектор с синхронно вращающимся вокруг него коллиматором. Предложенная компьютерная томографическая установка обладает всеми достоинствами томографов первого поколения, но при этом в ней отсутствует основной недостаток такого класса томографов - механическое перемещение источника и приемника излучения. Переход к электронному сканированию вызвал значительное ужесточение требований к радиационным параметрам ускорителя. Показано, что энергетический разброс электронов в пучке должен быть не более ± 0,1%, чтобы увеличение поперечного размера пучка на мишени за счет дисперсии магнитооптической отклоняющей системы не превышало I ил.

Рассмотренная томографическая установка имеет невысокую производительность, так как относится к классу однодетекторных систем. Для повышения эффективности контроля предложен переход к универсальным интроскопотомографическим системам, светотеневые

изображения исследуемого объекта в которых получаются методом компьютерной реконструкции. С этой целью предложено блок детекторов выполнить поворотным з виде набора параллельно расположенных протяженных детекторов, каждый из которых представляет собой "юнокристаллический сцинткллятор соотоэлектронными преобразователями на торцах, одновременно являющийся элективным световодок благодаря полному внутреннее/ отражению светового потока от боковой поверхности. Показания протяженных детекторов используются в качестве значений линейных проекций, по которым методам компьютерно!: реконструкции восстанавливается поле распределения интенсивности. Использование всей поверхности блока детектирования позволяет значительно ускорить процесс получения светотеневого изображения объекта. быстрого перехода от радеоскопичестсого метода контроля к томографическому исследований выбранных подозрительных на наличие дефектов областей при изготовлении первзчных к вторичных коюдмзтороз должна быть предуспотренг возможность изменения, шраны а смещения ¡цели.

За счет рецконального сочетания высокой производительности радиографического метода с большой шиорштпвностю и объективностью метода компьютерной томографии предложенная универсальная компьютеризированная система з.тогкет обеспе:с:ть высокую з.'Тектгтв-ность контроля.

Развитие кош-отеризпрозавных радиационных састеи контроля привело к расширению гункцкональной структуры дефектоскопических комплексов, традиционный состав которых дополняется томографическими системаш и автоматизированными системами -обработки изображения (АСОРП). Координирование действий всех систем возложено на центральную ЭЙМ. Работа комплексе в условиях промышленных помех и сильных электромагнитных полей вызвала необходимость использования в качестве каналов связи между системами волоконно-оптических линий.

Показана целесообразность создания системы управления дефектоскопического комплекса на базе топологии типа "звезда" с децентрализованной коммутацией, позволяющей подключать удаленные локальные системы и обладающей достаточно высокой надежностно. Сопряжение центральной Э¿Г/1, которая рассматривается в качестве центрального коммутационного узла, с'локальными системами осуществляется посредством широко распространенного асинхронного последовательного интерфейса Я2-232С.;ЛЗ локальных системах предусмотрена двухуровневая структура управления с управляющей ЭЯ;1 линейного ускорителя электронов на верхнем уровне и интеллектуальным контроллером на нижнем.

Для сопряжения с объектом управления в системах сбора,, обработки и распределения данных радиационных установок предложено использовать набор унифицированных оптоэлектронных модулей типа "Электроника МС".

Вторая глава посвящена разработке, автоматизированных систем управления, контроля и синхронизации радаационно-технологических установок.

Рассмотрены средства сопряжения с волоконно-оптическими линиями связи для подключения электрофизических устаговок к вычислительной технике. Произведен анализ радиационной стойкости волоконно-оптических кабелей к воздействию ионизирующего излучения. Показана возможность применения волокон из легированного кварцевого стекла при дозовых нагрузках, не превышающих 10^ Гр. При более высоких дозовых нагрузках обоснована необходимость использования волоконно-оптических кабелей с сердцевиной из чистого кварцевого стекла.

Рассмотрены основные особенности построения информационно-управляющих систем на базе оптоволоконных устройств типа "Электроника МС". С целью снижения аппаратных затрат и существенного сокращения межмодульных связей предложено блок передатчика модулей "Электроника ЫС-4101" и "Электроника МС-8401" перевести в режим с внешним управлением записью для реализации магистрального принципа построения, а в приемной части модулей "Электроника ЫС-4101" и "Электроника ЫС-8201" ввести последовательный мультиплексный1 канал передачи информации от 16 входных преобразователей к одному блоку демультиплексора.

Представлены временные диаграммы работы модулей типа "Электроника ЫС" в предложенных режимах. Показано, что максимальная задержка появления передаваемых данных на выходе приемника, связанная с введением последовательного мультиплексного канала, не превышает 7,5 мкс.

Для позышения достоверности принимаемых сообщений разработана схема селекции по длительности поступающей информации. Указанная схема отфильтровывает сигналы, длительность которых меньше заданной величины.

Предложен способ диагностирования работоспособности волоконно-оптических каналов связи устройств типа "Электроника МС", "основанный на фиксировании импульсов совпадения предыдущей и текущей посылок.

Рассмотрены сосредоточенные и распределенные системы,сбора и передачи данных. Разработан контроллер с жесткой логикой работы

для сопряжения оптоволоконных модулей типа "Электроника МС" с управляющей ЭВМ. Ограниченность возможностей сосредоточенных информационных систем по количеству обслуживающих абонентов и быстродействию обусловила переход к информационно-управляющим системам с распределенной структурой. С этой целью был разработан интеллектуальный контроллер сопряжения на базе микропроцессорного комплекта 580-й серии. Контроллер обеспечивает контроль работоспособности устройств, допусковый контроль принимаемой аналоговой информации, маскирование и сопоставление с уставкой вводимых цифровых данных, хранение в оперативной памяти емкостью 4 Кбайт текущих значений контролируемых параметров, а также периодическую регенерацию выходных аналоговых и цифровых данных. Период регенерации устанавливается пользователем на этапе генерации системы. Связь интеллектуального контроллера с управляющей ЭШ осуществляется посредством асинхронного последовательного интерфейса

232С(С2). Приведено описание режимов работы, системы ксианд и сообщений автоматизированной системы сбора, обработки з передачи информации с волоконно-оптическими линиями связи. Показано, что за счет предложенных оригинальных решений по подключению волоконно-оптических модулей типа "Электроника Ш" удалось ликвидировать 15 из 16 блоков демультиплексирования и более чем на порядок уменьшить количество разъемных соединений и сигнальных лший. Оснозныз технические характеристики системы приведены в таблице.

Рассмотрены временные характеристики высокоэнергетпческях ра-диационно-технологических установок для неразщшающего контроля. Показана целесообразность реализации функций таймирования и динамической защиты оборудования в единой системе.

Разработана 16-канальная многореяимная система синхронизации с максимальной задержкой между соседними импульсами .50 мке и минимальной дискретностью сдвига 25 не. Система включает в себя два каскада формирования временных интервалов. Первый каскад, построенный на сверхоперативных запоминающих устройствах КР132РУБА, обеспечивает дискретность сдвига 200 не. Второй каскад, собранный на быстродействующих счетчиках К1531 ИЕ17, осуществляет прецизионную подстройку временных интервалов с дискретностью 25 не.

Реализацию динамической защиты оборудования предложено осуществлять путем перехода синхронизатора з один из служебных режимов., устанавливаемый программируемой логической матрицей по совокупности входных логических переменных, отражающих текущее состояние высокоэнергетической установки»

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАННЫХ

Количество аналоговых ВхоЗных сигналов 128

Количество цифровых ВхоЗных сигна/юб 152

Количество аналогобых ВыхоЗных сигналов 64

Количество цифровых ВыхоЗных сигналов 152

Диапазон аналоговых вхоЗных и ВыхоЗных сигналов,В +-10

Погрешность ЦАП и АЦП,% <0.1

Уровень входных и выхоЗных цифровых сигналов ТТЛ

ПериоЗ опроса 128 аналогобых и 152 цифровых сигналоб'мс 34

Период регенерации 64 аналоговых и 152 цифровых сигналов, мс 34

Диапазон изменения частоты аналогобых сигналоВ.Гц 0-30

Дискретность преобразования аналогобых сигналоВ^Йоичных разряЗоб 12

Минимальная Злительность цифрового сигна/т.мкс 6

Максимальное расстояние мекЗу контроллером и объектом управления,м 300

Максимальное расстояние межЗу контроллером и ЗВИ.м 15 Интерфейсы сопряжения ИРПС.С2.ИРПР

3 синхронизаторе реализована схема компенсации нестабильности средней мощности дозы тормозного излучения ускорителя, которая изменяет длительность выходного импульса ускорителя пропорционально уходу средней мощности дозы. Показано, что предложенная схема позволяет компенсировать нестабильности средней мощности дозы, достигающие значений ± 10%.

Третья глава посвящена исследованию факторов и разработке технических средств, способствующих повышению эффективности внсо-коэнергетического радиационного контроля.

Рассмотрены зависимости производительности и чувствительности высокоэнергетического радиографического контроля от энергии из,-лучения и материала контролируемого изделия. Обоснован выбор ускорителя УЭЮЗ—I0-2Д-40 в качестве базовой модели источника таст-кого тормозного излучения для радиационного контроля стальных изделий толщиной 150-350 мм.

Исследованы радиационные характеристики ускорителя 7ЭЛВ-Ю-2Д-40 с целью выявления возможности его использования в радиоскопических и томографических системах. Установлено, что _ значение мгновенного энергетического разброса частиц в пучке составляет - 1.5%, нестабильность средней энергии пучка достигает - 1%, значение нестабильности средней мощности дозы тормозного излучения, связанной с флуктуациями средней энергии пучка плектронов, составляет - 3,7%.

В результате экспериментальных исследований показано, что нестабильность средней мощности дозы тормозного излучения при накоплении 50 импульсов ускорителя достигает £ 0,7$ за 10-ш-нутный интервал. При этом флуктуации мощности дозы излучения от "¡мпульса к импульсу составляли - 4$, что указывает на необходимость применения специальных мер по компенсации нестабильности ¡тошности дозы тормозного излучения ускорителя ЛУЭВ-10-5000Д для использования его в радиоскопических и томографических системах. Рассмотрены дефектоскопические характеристики и приведены результаты испытаний высокоэнергетичной рентгенотелевизионной установки и мозаичного полупроводникового преобразователя с линейным ус--орителем электронов. Показано, что при контроле стальных изделий чувствительность таких систем составляет 1-2%. Для улучшения метрологических показателей радиоскопических установок требуется совершенствование первичных преобразователей и внедрение цифровых методов обработки дефектоскопической информации.

я радиографии повышение эффективности контроля в основном связано с автоматизацией процесса расшифровки рентгеновских

снимков. Описана автоматизированная система цифровой обработки радиографической информации, позволяющая существенно снизить влияние субъективного фактора на достоверность результатов, ¿ум данной системы было разработано устройство барабанного типа для ввода полутоновой информации с рентгеновских пленок в ЭЯЛ, позволяющее обрабатывать снимки размером 300x400 мм с шагом позиционирования 0,25 мм и разрешающее 256 градаций яркости. Рассмотрена возможность.апертурной фильтрации радиографического изображения, путем изменения геометрических размеров сканирующего элемента.

Предложено в блоке предварительной обработки реализовать нелинейный оператор выделения мелких.низкоконтрастных дефектов, который анализирует соотношение абсолютных значений первой и второй производных по направлению.

Исследована зависимость величины отклика разработанного оператора от.ширины выделяемой линии и одномерного перепада. Показано, что данный оператор увеличивает вдвое крутизну краев дефектов, размеры которых не превышают установленного значения параметра оператора.

Для прецизионной обработки рентгеновских снимков изделий атомного машиностроения была разработана автоматизированная система обработки радиографических изображений в псевдоцветах, в состав которой входят:

устройство ввода-вывода информации ГЕЛ6-2П0 (Германия); управляющий вычислительный комплекс на базе мини-ЗЛ 011-1420; графическая станция "РАСТР-1".

Система обладает ^высокими фотометрическими характеристиками и позволяет обрабатывать снимки размером 240x286 мл с шагом позиционирования 10 мкм. Результаты обработки выводятся на цветной монитор, растр которого содержит 512x512 элементов.

В четвертой главе представлены результаты исследования и разработки цифровых методов обработки радиографических изображений.

Рассмотрен процесс формирования радиографических изображений, получаемых при контроле изделий с использованием высокоэнергетических источников тормозного излучения. Выделены основные особенности радиографических изображений, затрудняющие обнаружение и идентификацию дефектов при визуальном анализе рентгеновских снимков. Для повышения достоверности результатов радиационного контроля были разработаны специализированные методы цифровой обработки радаографютеских изображений. Особое внимание при разработке методов препарирования радиографических изображений было уделено

классу комбинированных операторов, в которых оценки отличия элементов друг от друга выражаются в единицах яркости и в рангах. Разработан комбинированный оператор сглаживания, адаптируемый к характеру изображения в окне. Л предлагаемом операторе сочетаются элементы линейной низкочастотной фильтрации с нелинейными преобразованиями, основанными на измерении локальных ранговых статистик изображения. Суть предложенного оператора сглаживания заключается в изменении размеров окрестности усреднения в зависимости от значения показателя однородности анализируемого фрагмента. Чем больше неоднородность исследуемого фрагмента, тем больше элементов окрестности участвует в усреднении. Оценка однородности производится либо по К ближайшим соседям, либо по наиболее однородной окрестности, меньшего размера. При наховденш показателя однородности накладывается ограничение на минимальное количество элементов центральной зоны в общем числе анализируемых элементов. По показателю однородности определяется количество элементов последовательности, упорядоченной то степени близости к значению функции яркости центрального элемента окна, участвующих в усреднении. Для -сглаживания „ радиографических изображений изделий с протяженными дефектами типа трещин показана целесообразность нахождения показателя однородности по наиболее'однородной окрестности меньших размеров, форма которой соответствует типу выделяемого дефекта.

Предложенный подход позволил разработать оператор сглаживания с незначительной пространственной инерционностью, применение которого не приводит к смазыванию мелких деталей и размыванию границ дефектов.

Исследованы методы подчеркивания п выделения контуров дефектов. Проведена классификация операторов такого типа, дан анализ юс 'тувствительности к изменению ориентации идеального перепада.

Предложен комбинированный оператор подчеркивания контуров объектов сложной конфигурации и выделения мелких дефектов'. Разработанный оператор включает в себя два показателя, первый из которых определяет перепад функции яркости центрального элемента окна размером 3x3 относительно сглаженного фона. При этом сглаженный фон представляется усредненным значением функции яркости элементов окрестности без значений функции яркости элементов, находящихся на краях диапазона яркости, ¿торой показатель определяет перепад функции яркости в окрестности центрального элемента. Сочетание указанных показателей составляет основу предлагаемого комбинированного оператора. Для выделения мелких изолированных деталей усиливается значимость первого показателя. При этом разработанный

оператор по своим свойствам приближается к лапласиану. Для выделения перепадов яркости приоритет отдается второму показателю. В этом случае комбинированный оператор напоминает градиентные операторы. Показана возможность параметрического задания избирательной функции указанного оператора по выделению связных конфигураций, содержащих определенное количество элементов.

Рассмотрены методы сегментации радиографичесгоис изображений. Показано, что унимодальность гистограммы распределения яркости радиографических изображений с мелкими дефектами не позволяет осуществить выбор порога разделения одномерных участков непосредственно по гистограмме.

Предложено производить пороговую обработку таких изображений методом улучшения гистрограмм на базе локальных свойств. Для этих целей был разработан модифицированный оператор преобразования гистограмм на основе статистики второго порядка. Л указанном операторе при нахождении частоты направленного совместного появления уровней Яркости учитывается оценка совпадения значений производных по ортогональным направления!.?, что приводит к отфильтровываншэ мелких неструктурных элементов и шумовых выбросов, обладающих близкими по значений производными во всех направлениях. Для выделения трещин и непрозаров, ориентированных определенным образом в пространстве, вычисляется матрица совместного появления уровней яркости усреднения по выбранным направления«, в которой находите.;: главная диагональ и ближзйше к ней диагональные полосы. Предложенный оператор производит преобразование гистограммы, в результате которого она приобретает более выраженную кодальнута структуру за счет относительного повышения уровня выделяемых мод по сравнению с уровней шумов. Дня выделения локальных неоднородностей используется изотропный вариант данного оператора, в котором вычисляется матрица совместного появления уровней яркости, усредненная по всем исследуемым направлениям. Рассмотрены метода обработки бинарных изображений, получаемых в результате сегментации пороговыми операторами. Предложен метод последовательной обработки бинарных радиографических изображений, позволяющий получать сглаженные контурные препараты, который включает в себя следутеше процедуры:

удаление мелких изолированных пустот оператором порогового типа;

сглаживание и выделение ядра дефекта;

оконтуривание и выделение остова.

Получены логические выражения для> операторов сглаживания, оконтуривания и выделения остова. Показана эффективность применения данного метода для выделения остова локальных неоднород-ностей, находящихся на защищенном фоне.

Приведено описание программного- обеспечения автоматизированной системы обработки радиографических изображений в псевдоцветах. Показано, что разработанная система обеспечивает точность измерения параметров дефектов, соответствующую ГОСТ 7512-82.

3 заключении перечислены основные результаты работы. Кратко их можно сформулировать следующим образом:

1. Разработан способ реализации томографического контроля про-}лышленных изделий, базирующийся на использовании линейного ускорителя с электронным сканированием пучка, максимум индикатрисы которого постоянно ориентирован в софокусную точку, где расположен детектор с синхронно вращающимся вокруг него коллиматором. Показано, что при допустимом увеличении за счет дисперсии магнитооптической отклоняющей систеш поперечного размера пучка на I мм энергетический разброс в пучке не должен превышать - 0,1%.

2. Исследованы радиационные характеристики линейного ускорителя электронов УЭДЗ-10-2Д-40. Показано, что энергетический разброс частиц в пучке составляет ~ 2,5%, флуктуации мощности дозы тормозного излучения достигают ± 3,7$. Экспериментально установлено, что нестабильность средней мощности дозы тормозного излучения при накоплении 50 импульсов достигает ¿ '0,75а, при этом флуктуации мощности дозы от импульса к импульсу составляют ±

3. Разработана система сбора, обработки и распределения дан-нах на базе интеллектуального контроллера и модулей типа "Электроника ЫС" с волоконно-оптическими линиями связи, обеспечивающая ввод через предложенный последовательный мультиплексный канал 128 аналоговых и 152 цифровых сигналов, а также вывод 64 аналоговых и 152 цифровых сигналов.

4. Разработана универсальная 16-канальная система синхронизации с максимальной задержкой между соседними импульса!® 50 мкс и дискретностью сдвига 25 не, реализующая функции тактирования, динамической защиты оборудования и компенсации нестабильности средней мощности дозы тормозного излучения линейного ускорителя электронов.

5. Исследованы цифровые методы препарирования радиографических изображений. Разработаны специализированные оператора сглаживания, выделения мелких нязкоконтрастннх дефектов, сегментация и обработки

бинарных изображений, способствующие повышению достоверности результатов высокоэнергетического радиационного контроля.

В приложении представлены практические результаты обработки рентгеновских снимков сварных соединений изделий атомной энергомашиностроительной промышленности.

Материалы диссертации изложены в следующих работах:

1. Багриевич В.П., Комаров А.И., Петрунин З.И. и др. Программно-адаптируемая система управления и контроля ускорителей для народного хозяйства: Доклады Третьего Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Л-д, 26-28 июня 1979). Т.1. Л., 1979, с.236-237.

2. Багриевич В.П. Устройство сопряжения дисплея "й1деотон-340" с ЭШ типа "РДР-8".-Л. Д981г. (Препринт/НИК электрофизической аппаратуры ш.т.Д.В.Ефремова: П-В-0553).

3. Багриевич В.П., Петрунин В.И. Многоканальный аналоговый и широтно-импульсный вывод информации из ЭВМ "Ыир-2": Сб. Электрофизическая аппаратура. Вып.18. Ы.: Атомиздат, 1981,

с.87-92.

4. Багриевич В.П., Комаров А.И., Петрунин В.И. и др. Аппаратные и программные средства управления ускорителями прикладного назначения: Аннотации докладов Четвертого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Л-д, 28-30 сентября 1982). Л., 1982, с.102.

5. Багриевич В.П., Бахрушин Ю.П., Зорогушн и др. Унифицированная система управления линейными ускорителя?,и единой серии: Аннотации докладов Четвертого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Л-д, 28-30 сентября 1982). Л., 1982, с.III.

6. Багриевич В.П., Петрунин В.И., Степанов Г.В. и др. Унифицированная система синхронизации и контроля линейных ускорителей прикладного назначения: Аннотации докладов Четвертого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц

в народном хозяйстве (Л-д, 28-30 сентября 1982). Л., 1982,с.108.

7. Багриевич В.П., Петрунин В.И., Степанов Г.В., Черняков Г.И. Организация общения оператора с ЭШ, управляющей линейным ускорителем: Аннотации докладов Четвертого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Л-д, 28-30 сентября 1982). Л., 1982, с.103.

8. Багриевич В.П., Бахрушин Ю.П., Ворогушн М.4. и др. Построение автоматизированных систем управления ускорителей прикладного назначения: Труда Восьмого Всесоюзного совещания по

ускорителям заряженных частиц (Протвино, 19-21 октября 1982). Т.П. Дубна, 1983, с.324-325.

9. А.с.1072755 (СССР). Умножитель частоты следования импуль-сов/В.П.Багриевич, В.И.Петрунин, Г.И.Черняков//0ткрытия.Изобре-тения. 1989. ik 46. С.288.

10. Багриевич В.П., Петрунин В.И., Черняков Г.И. Автоматизированная система расшифровки радиографических снимков: Тезисы докладов Шестого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (JI-д, 22-24 октября 1985). Ы., 1985, с.112.

11. Багриевич В.П., Бахрушин Ю.П., Ворогушин М.Ф. и др. Автоматизированный дефектоскопический комплекс на базе линейного ускорителя электронов: Вопросы атомной науки и техники. Сер. Электрофизическая аппаратура. 1987. Вып.23. С.43-46.

12. Багриевич В.П., Захрушин ЮЛ., Моисеев A.B. и др. Исследования по созданию высокоэнергетичного промышленного томографа на базе линейного ускорителя электронов единой серии: Тезисы-докладов Шестого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Л-д, 11-13 октября 1988). M., 1988, с.181-182.

13. Багриевич В.П., Бахрушин Ю.П., Кондакова Н.В. и др. Автоматизированный комплекс цифровой обработки радиографических изображений в псевдоцветах: Тезисы докладов Шестого Всесоюзного совещания по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве (Л-д, 11-13 октября 1988). М., 1988, с.176-177.

14. Адаменко Г.М., Айзенштат B.C., Багриевич 3.ÏÏ. и др. Математическое обеспечение системы автоматизированного управления линейными ускорителями прикладного назначения: Вопросы атомной науки и техники. Сер.Электрофизическая аппаратура. 1989. Вып.24. С.55-58.

Подписано к печати 03.04.92 г. . Формат 60x90/16. Уч.-изд.л.1,1. Тираж 140 экз. Бесплатно. Зак.35 II/IQ3

Отпечатано в НИИЗМ