基于X射线光栅相位衬度的鲫鱼无损成像研究

近年来,光栅相位衬度成像成为当前X射线成像学界的研究热点,因其与传统X光源的高度兼容性而被认为是未来临床医学无损诊断的关键技术.与现有X射线吸收衬度成像技术相比,相位衬度成像技术对软组织具有不可替代的分辨能力.基于几何投影的X射线光栅相位衬度成像技术,无损研究了本地鲫鱼的鱼体结构,利用福尔马林溶液处理样品,发现成像结果清楚地显示出鱼肠组织的结构.这是第一次利用X射线光栅相位衬度成像技术观察到鱼肠组织.     

几种与X射线吸收谱有关的技术

扼要介绍几种与XAFS有关的技术，原子的XAFS（AXAFS），这是由吸收原子的外层价电子的散射造成的，主要用来研究原子外层的电子结构及近邻环境的关系，近边结构X射线显微镜，这是将NEXAFS与X射线显微镜相结合的成像技术，除了利用相同元素在近边区吸收的差异可清晰成像的技术以外，还可作出生物分子中各有机分子或天然元素的定量分布图，光声X射线吸收精细结构，这是通过在吸收边两侧测量光声信号获得XAFS的技术，利用相位的延滞，可测得薄膜的厚度，与其它技术联合形成综合谱，DAFS是XRD与XAFS的综合谱，可研究在特定的位置上特定价态原子的近邻结构，XAFS还可以与X射线Raman,X射线粉末衍射，光电子能谱等技术联合用于结构研究。     

医用X射线在背散射成像中应用初探

在分析X射线背散射原理和成像机制的基础上,通过对利用医用X射线放射成像设备进行背散射信号的获取、存储及图像处理的说明,分析了医用X射线背散射成像的可行性和主要的技术方向.从理论和实验两个角度,描述了物质原子序数对X射线背散射成像的影响、试验环境的影响和噪声的产生机理及影响。实验表明,医用X射线作为对人体安全的射线源能够提供有效的信号,可以进行人体的X射线背散射成像研究。     

基于同步辐射光源的DEI技术在豚鼠耳蜗成像中的应用

基于同步辐射光源和单色晶体-分析晶体系统的硬X射线衍射增强成像（diffraction enhanced imaging， DEI）是一种对X射线相位信息进行成像的有效方法. 利用分析晶体微弧度量级的角敏感性，DEI可以对X射线穿透样品时产生的透射光、折射光和散射光分别进行成像，大大提高了硬X射线成像的像衬度和空间分辨率. 在北京同步辐射装置（Beijing synchrotron radiation facilities，BSRF）形貌学实验站，文中应用DEI方法对豚鼠耳蜗进行成像，获得了一系列的DEI图像；并在此基础上计算得到了表观吸收像和表观折射像. DEI图像清晰显示了耳蜗的整体结构和内部细节，甚至包括细胞水平的结构，如内外毛细胞的静纤毛和Hansen 细胞边缘等. DEI图像具有高衬度、高分辨率和明显的边缘增强等特点，在生物、医学研究和临床应用中有广阔的前景.     

基于X射线数字成像技术的高压输电导线内部缺陷检测实验研究

提出了一种高压输电导线内部缺陷X射线可视化检测方法,详细介绍了CV—1型X射线数字成像系统的组成和工作原理,验证了X射线数字成像系统对500 k V输电导线透照能力,确定了照射参数和透照方法;根据输电导线内部缺陷特征和缺陷所在部位,在实验室条件下分别模拟检测了导线钢芯断股、钢芯表面划伤、夹杂、散股以及压接深度不足等内部缺陷并与无缺陷输电导线进行了对比,得出了导线内部缺陷的X射线数字图像的特征,实验结果证明了X射线数字成像技术对输电导线内部缺陷检测的有效性和可行性,为高压输电导线内部缺陷检测提供了新方法和参考依据。     

3D叠层封装集成电路的缺陷定位方法

三维(3D)叠层封装集成电路是高性能器件的一种重要封装形式,其独特的封装形式为失效定位带来了新的挑战.文中融合实时锁定热成像和X射线探测技术,提出了一种3D叠层封装集成电路缺陷定位方法.该方法首先利用X射线探测技术从器件的正面、侧面获取电路内部结构并成像,进而确定芯片的装配位置及面积、芯片叠层层数、引线键合方式;然后利用锁定热成像技术获得缺陷在封装内部传播的延迟信息及在封装内部xy平面上的信息,通过计算不同频率下的相移来确定叠层封装中缺陷在z轴方向的位置信息.对某型号塑料封装存储器SDRAM中缺陷的定位及对缺陷部位的物理分析表明,锁定热成像与X射线探测技术相结合,可以在不开封的前提下进行3D叠层封装集成电路内部缺陷的定位.     

基于X射线成像技术的板栗内部品质检测

利用X射线成像技术和图像处理技术,对板栗是否有病害进行检测.首先利用3×3高斯滤波器对板栗图像去噪,运用自适应阈值法分割板栗病害区域,再通过分析样本病害区域面积,设定判定阈值,实现板栗是否有病害的定性判别.该判定阈值总体误判率为8.2%.研究表明,X射线成像技术结合图像处理技术,可以实现对板栗品质的无损检测.     

基于CCD的软X射线成像系统研究

随着空间科学技术的发展,空间科学试验对样品的检测技术提出了新的要求,不但要求能在线检测样品,而且还能实时分析实验进程与样品变化。通过对软X射线实时成像技术的研究,从软X射线源、软X射线转换装置、CCD驱动电路、信号采集电路等方面提出在空间开展软X射线成像实验的技术途径和实现方法,为空间科学实验的在线无损检测创造技术条件。     

基于小波变换的集成电路内部缺陷检测方法

随着集成电路向多功能、高精密、高集成度的发展,集成化多层封装技术成为关键,而传统的表面缺陷检测和功能性测试方法对内部缺陷无法实现有效检测.X射线可通过透射成像直观地呈现元器件的内部缺陷,为极大规模集成电路产品的高可靠性生产提供了有效的检测手段.然而,集成电路的X射线图像灰度水平低、对比度低、有效特征细小,难以实现有效的检测.针对该问题文章设计了一种基于小波变换的集成电路内部缺陷检测方法.该方法利用小波的多分辨率分析特点,采用小波同态滤波方法对集成电路的X射线图像进行预处理,提高图像的对比度,进而采用小波模极大值方法提取缺陷的有效边缘供给工业检测判断.实验结果表明,该方法提取的缺陷边缘清晰、数量完整,为保证内部缺陷检测精度、提高集成电路封装质量提供依据.     

不同波长X射线对衍射增强成像的影响

为了研究不同波长X射线对衍射增强成像的影响,我们利用北京同步辐射光源4W1A光束线引出的硬X射线对肿瘤组织进行成像的研究。结果显示：表观吸收图像的可见度比在摇摆曲线顶部记录的峰位图像的可见度高,说明利用计算机图像重建可以提高图像的可见度;尽管折射图像的可见度不是很好,但其图像的层次感（衬度）会有所增加,便于图像的辨别;X射线波长较大（X射线能量较低）时,各种图像的可见度均比较高,可见长波长X射线有利于衍射增强成像。     

多靶材X射线显微镜在轻质样品成像中的应用

搭建了基于SEM(Scanning Electron Microscope)的多靶材X射线显微成像系统,并对其成像原理进行了分析,改装后的X射线显微成像系统可以通过切换靶材来实现对低能X射线的能量调节,进而实现对轻质样品不同区域的高分辨率、高对比度成像;在现有的平台上,分别使用铝、铬、钨3种靶材对杨树叶和蚂蚁样品进行了DR(Digital Radiography)成像实验,并且对几种靶材的DR成像结果进行了分析.结果表明:使用铝靶材对样品的轻薄(～100μm)、边界区域进行成像,容易获得较好的对比度;而铬、钨靶材则可以在样品较厚(小于1 mm)时获得较好的衬度.     

直线扫描CT检测碳纤维复合芯导线缺陷研究

碳纤维复合芯导线作为常见的增容导线之一,在架空输电线路中应用广泛.由于碳纤维复合芯导线芯棒在施工过程中易受损伤,并诱发导线断股和断线等故障,亟需研究在役碳纤维复合芯导线的无损检测技术.由于传统的X射线检测方法尚无法检测多股铝线和有机复合材料芯棒绞合结构条件下芯棒的损伤,文中提出了一种利用直线扫描CT检测在役碳纤维复合芯导线的方法.此方法采用射线源—探测器围绕固定检测对象作相对平行直线运动的扫描方式,具有结构简单、便于安装等优点.设计了一段以及两段直线扫描CT模型,搭建了原理实验平台,在实验室条件下对断裂、劈裂和裂痕3种常见芯棒缺陷进行了小批量检测实验.结果表明,一段直线扫描CT可快速检测较大的芯棒缺陷,两段直线扫描CT可检测微小的芯棒缺陷.相比于传统的X射线透射成像检测,直线扫描CT成像为在役架空导线内部缺陷检测提供了新思路和参考.     

数字图像处理技术在木材缺陷无损检测中的应用

木材无损检测技术可以提高木材利用率,缓解木材供需矛盾,实现木材资源的可持续利用。X射线技术与计算机数字图像处理技术相结合是检测木材缺陷的一种行之有效的方法,可以推广使用。     

一种焊点缺陷检测方法的研究

利用基于X射线所采集的图像检测BGA器件焊点在PCB板上所存在的缺陷.介绍了采用基于X射线焊点图像的检测方法,讨论了缺陷检测算法的实现过程,提出了焊点粗糙度的概念和计算方法,最后给出了实验结果,结果表明提出的检测方法在BGA焊点的缺陷检测中是有效的.     

硬X射线同轴相衬成像相位恢复的模拟

基于角谱传播的概念, 分析了硬X射线同轴相衬成像过程, 将基于角谱传播的相位恢复算法－迭代角谱法(IASA)用于硬X射线同轴相衬成像, 进而又将此算法与强度传播方程(TIE)算法相结合进行相位恢复, 计算机模拟研究了相衬成像和相位恢复过程, 验证了这两种相位恢复算法, 并与已有的多种相位恢复算法进行了比较, 得出对于硬X射线同轴相衬成像来说, IASA与TIE相结合的算法是收敛速度最快、误差精度较高的相位恢复算法.     

复合虚拟光栅在投影栅相位法上的应用

通常准确测量物体的突变形面,采用一种双频变精度方法.该方法测量周期长,动态性较差,所以提出了基于虚拟复合光栅投影的三维轮廓测量技术.在计算机上模拟生成虚拟光栅,将两种频率的光栅合成为投影复合光栅进行测量.本文给出了这种测量技术的原理,实验结果表明,采用复合虚拟光栅投影三维形貌测量技术可以有效地解决相位展开所产生拉线的困难,实验效果较好.     

基于GMFM的脉冲涡流检测亚表面腐蚀缺陷成像技术

将磁场梯度测量技术和脉冲涡流检测技术有效融合,集中探究基于脉冲涡流磁场梯度信号的亚表面腐蚀缺陷成像手段及其优势性。首先,采用三维有限元仿真分析了脉冲涡流磁场梯度信号在亚表面腐蚀缺陷成像中的有效性和优势性,模拟仿真结果显示磁场梯度信号对于缺陷边缘的检测具有优势。基于模拟仿真结果,搭建了一套脉冲涡流检测实验系统,通过成像实验比较了基于两类信号的亚表面腐蚀缺陷扫描结果,并进一步研究了该类缺陷的成像技术。成像结果表明采用磁场梯度信号可实现对缺陷边缘的高效成像,基于磁场梯度测量的脉冲涡流检测技术较传统脉冲涡流检测技术,具有高效、高灵敏度的优势。     

利用PVDF检测金属表面缺陷的实验研究

提出一种利用聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器检测激光超声的实验方法.将PVDF薄膜附着在微型柱状刀劈上,钳紧在特制的金属固定块上,引出两个电极,从而实现信号的声电转换.利用Nd:YAG脉冲激光器在金属铝板上激发声表面波,PVDF传感器固定在远场区域接收超声信号,并采用扫描激光线源技术,在线检测金属铝表面的微小缺陷.当激光源扫描至缺陷近场区域时,观察信号的幅度和频率特征,从而可以检测微小缺陷的位置,提取缺陷的有关信息.结果表明信号灵敏度高,适合观察声表面波,并可用于表面缺陷的检测.     

利用X射线对原木内部缺陷扫描识别方法的研究

由于原木木质部分与内部缺陷部分对X射线的吸收能力不同,在X射线底片上形成的影像也不一样,根据一定的识别算法分析,从而对原木内部缺陷进行测定。本文的研究内容既是利用X射线的扫描图像,提出一种缺陷识别算法来检测原木内部缺陷。     

边缘检测技术在解相位模糊研究中的应用

研究了星载InSAR三维成像中解相位模糊的问题,给出了一种利用边缘检测技术解相位模糊的方法.利用三峡地区的L波段SIR-C并行轨道数据进行实验,在对一些常用的边缘检测算法进行比较的基础上,选用了Sobel和Prewitt算子进行干涉纹检测,获得了比较满意的实验结果.