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“软硬”兼顾,X射线无损检测全新方案

滨松中国
2023.4.21
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在食品检测等领域,X射线无损检测有助于发现异物,提升产品质量但包装好的食物等样品本身薄厚不均,互相重叠,会加大异物识别的难度。

所以要在厚度变化很大的物体中区分出不同的物质,就需要更多的信息,滨松DualXTRAX软硬件方案中,采用双能X射线线阵扫描相机获取两个能量范围X射线的成像数据+对应的算法完美地解决了这一问题。

借此方案,我们为您提供免费打样服务,点击此处,填写问卷进行预约。

有关X射线在线检测的原理想必大家耳熟能详,因此在这里我们直接来分享一下利用滨松DualXTRAX软硬件解决方案做出来的案例。

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鸡肉里挑鸡骨和沙粒

在本案例中,鸡肉当中混合了大小从1mm-5 mm不等,厚度为mm左右的鸡骨碎屑。

92d725b1ebcd1120ed4eaa0ae3a26e87.png鸡肉混合1-2 毫米鸡骨检测效果展示
在滨松DualXTRAX成像方案中,在最终成像的图像中选取一段线形ROI,如右图,绘制黄色线段区域的灰度值曲线,可以看到有明显的灰度值下降,可以以此为依据识别1-2 mm的鸡骨。
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坚果里挑沙粒

在本案例中,直径大约2 mm-5 mm的沙粒混在坚果中,由于坚果之间有非常多的重叠,在单能X射线成像中,坚果部分的灰度值起伏非常剧烈,因此无法有效地从图像中分离出沙粒。

d91bfc7b932ca2d5b4291fe0fe9b98e1.png图2 坚果混合沙粒检测效果展示

在滨松DualXTRAX成像方案中,经过双能相机采集和算法处理,由于坚果厚度造成的图像灰度值区别被消除,沙粒因此很容易地被检测出来。

9a7a9db01e73e368ef89defb5a682c4e.png图3 实验内部产品摆放展示 
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鸡肉混合鸡骨

在本案例中,在鸡肉当中混合了各种形状,尺寸从3 mm-40 mm不等的鸡骨,在传统单能X射线成像中,由于鸡肉厚度的不同导致图像灰度值起伏很大,很难区分出其中的鸡骨。

c4cabaafd84ec87e3fc2013231f21ed7.png图4 在X射线图像中标出存在的鸡骨
f6729426b7879d55966cbc0264f3b1f7.png图5 实验内部产品摆放展示 
在滨松DualXTRAX成像方案中,即使鸡肉的X射线成像背景复杂,依然可以消除鸡肉厚度不均带来的成像灰度值差异,因此鸡骨和其他异物都可以被单独标出。

小结:

在滨松中国的实验室中,我们已经采用滨松DualXTRAX方案,成功实现了高分辨率(1 mm)、高速(最快100 m/min)、精准的异物检测。


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DualXTRAX软硬件方案说明


知其然才能知其所以然,接下来为大家说明一下滨松DualXTRAX软硬件解决方案中的软硬件分别包含什么。


DualXTRAX软件算法


由于双能X射线线阵扫描相机获得了高低两种能量范围的X射线穿透物体后的信息,因此可以通过对比两种能量的图像,消除穿透厚度对X射线吸收的影响,只保留了由于X射线吸收率的不同导致的图像灰度值的差异,因此在经过了DualXTRAX算法的处理后,图像的灰度值将只代表穿过物体吸收率的差异,不同吸收率的物体在图像上就会以不同的灰度值呈现,大大降低了异物识别的难度。


硬件产品


想必大家在案例展示阶段就已经看到滨松所提供的的硬件设备:双能X射线线阵扫描相机C11800-08U

b22729ec6b822f6587352a4e48f8d2d4.png图6  点击此处获取双能相机样本资料

采用双层传感器,可以同时分别响应X射线当中的低能部分和高能部分,获得了两个能量X射线的穿透图像信息。点击此处,了解产品信息详情

34a8857d435c73789c167b48b0c1f6e7.png图7 双能X射线相机的原理示意

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X射线成像原理科普

当X射线穿过物体时,其强度会随着穿透距离的增加而衰减,衰减的剧烈程度又和组成物体的材料成分相关。假设X射线穿透单一成分的物体,在进入物体前其强度为I0,穿过一段距离L后,X射线的强度I变为:

0e3311621784b1e6a90154f306c2fa39.png图8 X射线穿透物品衰减的公式和示意
公式中μ为该能量的X射线穿透物体的衰减系数,和构成物体的成分相关。穿透物体后的X射线被X射线探测器探测到后,转化成数字图像信号,其灰度值正比于X射线的强度。

在X射线无损检测中,我们不仅可以通过形状识别特定结构,还可以基于不同物质的衰减系数μ不同,反推出物体内部的成分, 点击此处观看《如何获得一张满意的X射线图像》视频报告获得更多的信息。
43c66a2f805d4cb7fe5902de15d7c015.png图9 不同成分对于不同能量X射线衰减系数并不相同,透过率也不一样
有关滨松DualXTRAX软硬件解决方案的介绍就到此结束了,想要申请打样的客户别忘记填写文章开头的问卷,如果还有疑问欢迎在评论区留言,工程师在线真人回复。
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编辑:又又&

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