Jaki detektor rentgenowski wybrać do badań radiograficznych NDT? 6 kluczowych zagadnień.
Radiografia Bezpośrednia (DR – Digital Radiography) to technika nieniszczących badań radiograficznych (NDT), w której obraz rentgenowski powstaje bezpośrednio w postaci cyfrowej, bez użycia błon radiograficznych lub płyt obrazowych CR. Kluczowym elementem systemu DR jest cyfrowy detektor rentgenowski (panel), który konwertuje promieniowanie X lub gamma na sygnał elektryczny, a następnie na obraz cyfrowy.
Radiografia DR znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, m.in. w:
– badaniach spoin spawanych (rurociągi, konstrukcje stalowe),
– przemyśle energetycznym (kotły, rury, turbiny),
– przemyśle lotniczym i kosmicznym,
– odlewnictwie (kontrola porowatości, wtrąceń),
– przemyśle motoryzacyjnym,
– kontroli jakości komponentów o zróżnicowanych grubościach i gęstościach materiałowych np. baterie,
Zaletami DR są m.in. natychmiastowa dostępność obrazu, możliwość obróbki cyfrowej, łatwa archiwizacja, wyższa powtarzalność oraz redukcja czasu i kosztów badań.
Kluczowe kryteria wyboru detektora rentgenowskiego do zastosowań przemysłowych
Wybór odpowiedniego panelu rentgenowskiego dla użytkownika przemysłowego powinien być poprzedzony analizą całego systemu radiograficznego oraz wymagań normatywnych, aplikacyjnych i eksploatacyjnych. Zgodnie z normą ISO 17636-2:2022, ocenie podlega nie tylko sam detektor, ale kompletna konfiguracja badawcza.
1. Grubość i rodzaj prześwietlanych komponentów
Jednym z podstawowych kryteriów wyboru detektora jest zakres grubości badanych elementów oraz rodzaj materiału (stal węglowa, stal nierdzewna, aluminium, stopy niklu itp.). Grubość komponentu wpływa bezpośrednio na:
– energię zastosowanego źródła promieniowania (kV, MeV),
– wymagany zakres dynamiki detektora,
– czułość detekcji oraz stosunek sygnału do szumu.
Dla cienkich komponentów kluczowa będzie wysoka rozdzielczość przestrzenna i niski poziom szumu (np. detektory Teledyne CMOS), natomiast dla grubych elementów – wysoka efektywność detekcji (DQE), szeroki zakres dynamiczny oraz odporność detektora na wysokie dawki promieniowania (np. detektory Teledyne ICM aSi). Zobacz porównanie: https://pcb.com.pl/jaki-detektor-rentgenowski-wybrac-cmos-czy-asi-do-badan-w-technice-radiografii-cyfrowej-ndt/
2. Zgodność z normą ISO 17636-2:2022
Norma ISO 17636-2:2022 określa wymagania dotyczące radiografii cyfrowej z użyciem detektorów DR w badaniach spoin. Detektor musi umożliwiać spełnienie określonych klas technik badawczych oraz zapewnić widoczność odpowiednich wskaźników jakości obrazu (IQI).
W praktyce oznacza to konieczność:
– uzyskania widoczności wymaganych pręcików IQI,
– spełnienia wymagań dla wskaźników DUPLEX (dla oceny rozdzielczości przestrzennej),
– osiągnięcia minimalnej rozdzielczości obrazu określonej dla danej klasy techniki.
– Dobór wielkości piksela detektora (pixel pitch) powinien umożliwiać detekcję najcieńszych wymaganych pręcików IQI przy zachowaniu odpowiedniego stosunku sygnału do szumu.
3. Rozdzielczość przestrzenna i wielkość piksela
Rozdzielczość przestrzenna detektora jest kluczowa dla wykrywania drobnych nieciągłości. Zależy ona głównie od:
– wielkości piksela,
– konstrukcji warstwy scyntylacyjnej,
– geometrii układu badawczego (ognisko – obiekt – detektor).
Detektory o mniejszym pixel pitch oferują wyższą rozdzielczość, jednak mogą charakteryzować się niższą efektywnością dla grubych komponentów. Dlatego wybór musi być kompromisem pomiędzy rozdzielczością a czułością.
4. Parametry jakości obrazu: CNR, SNR i rozdzielczość
Uzyskany radiogram cyfrowy musi spełniać określone wymagania jakościowe są to m.in.:
Signal to Noise Ratio (SNR) – stosunek sygnału do szumu, decydujący o czytelności obrazu,
Contrast to Noise Ratio (CNR) – zdolność do rozróżniania obiektów o niewielkich różnicach gęstości,
Minimum Image Spatial Resolution (SRb) – minimalna rozdzielczość przestrzenna obrazu.
Parametry te są wynikiem działania całego systemu DR, a nie wyłącznie samego detektora.
5. System jako całość – detektor, źródło i oprogramowanie
Cyfrowy system rentgenowski musi być traktowany jako spójna całość. Obejmuje on:
detektor rentgenowski,
źródło promieniowania (lampa RTG lub źródło gamma),
oprogramowanie do akwizycji, analizy i archiwizacji obrazów.
Źródło promieniowania musi zapewniać odpowiednią energię i stabilność wiązki, dopasowaną do charakterystyki detektora. Oprogramowanie natomiast powinno umożliwiać:
kalibrację detektora,
obróbkę obrazu zgodnie z normami NDT,
zapis i archiwizację danych w standardzie DICONDE, co jest kluczowe w przemyśle regulowanym.
6. Warunki eksploatacyjne i ergonomia
W środowisku przemysłowym istotne są również:
- odporność detektora na warunki środowiskowe (temperatura, wilgotność, wstrząsy),
- mobilność systemu, łączność i zasięg
- czas akwizycji obrazu,
- łatwość integracji z istniejącymi systemami czy procedurami badań NDT.
Wybór detektora rentgenowskiego do zastosowań przemysłowych wymaga holistycznego podejścia. Kluczowe jest dopasowanie parametrów detektora do grubości i rodzaju badanych komponentów oraz spełnienie wymagań normy ISO 17636-2:2022, w tym widoczności wskaźników IQI i DUPLEX. Należy pamiętać, że ostateczna jakość radiogramu – wyrażona poprzez CNR, SNR czy rozdzielczość przestrzenną – jest wynikiem działania całego cyfrowego systemu rentgenowskiego: detektora, źródła promieniowania oraz oprogramowania zgodnego z DICONDE. Tylko takie podejście gwarantuje wiarygodne, powtarzalne i zgodne z normami badania radiograficzne w przemyśle.
Firma Teledyne jest doświadczonym i sprawdzonym producentem paneli rentgenowskich od wielu lat. Dostarcza panele rentgenowskie zarówno na rynek medyczny jak i przemysłowy są to m.in.: specjalistyczne ultra rozdzielczości detektory RadEye XR, detektory bardzo wysokiej rozdzielczości do kabin rentgenowskich Rad-icon oraz przenośne detektory Go-Scan. Firma Teledyne ICM jest również producentem przenośnych aparatów rentgenowskich. Produkuje aparaty rentgenowskie serii CP zasilane sieciowo o mocy 180-320kv oraz bateryjne 120-200kV. Kupując system radiografii bezpośredniej DR aparat, detektor oprogramowanie możesz mieć pewność że system będzie w pełni zintegrowany i kompatybilny.
