无损检测依靠x射线、红外成像来保证产品的完整性

当制造商需要验证一个部件的结构完整性或测量一个物体的特定特性时，他们会求助于无损检测(NDT)。虽然现有的NDT技术有十多种，但机器视觉公司正在调整他们的产品，特别是两种井下检测和评估方法——工业射线照相和热成像——以反映现代制造地面的现实。

诊断X射线问题
利用X射线成像的工业射线照相已在NDT应用中使用超过一个世纪。虽然射线照相的基本原理在多年上保持不变，但是图像分辨率的进步，扫描速度和较小缺陷的检测是使技术在一系列行业中越来越有吸引力。

五年前，Teledyne DALSA(安大略省滑铁卢)改进了其基于cmos的x射线探测器的Rad-icon产品线，使其更安静、更快、更灵敏，同时提供了约4 × 6英寸的更大的测量面积。可在GigE或Camera Link接口，检测器的帧率可达30帧/秒。

radicon的特点是Teledyne DALSA的第六代CMOS技术。x射线成像公司的副总裁Thorsten Achterkirchen说，CMOS传感器“是一种先进的设备，可以在实时帧速率和非常高的数据速率下运行，并进行模数转换Teledyne DALSA．“我们可以控制像素内部的灵敏度，并在低信号和高信号应用程序之间来回切换。”

使用radicon的最大市场之一是电子检测。x射线探测器可以检测组件中的缺陷，如集成电路封装内部的线键和球栅阵列，球栅阵列是一种表面贴装封装，使用放置在印刷电路板上的焊锡球。

“总的来说，x射线作为一个市场正在增长，因为越来越多的制造商将x射线检查作为一种过程和质量控制的手段，”Achterkirchen说。“在某些情况下，市场也从传统的图像增强器转向数字平板探测器。”

Teledyne Dalsa还确定了对便携式X射线系统的不断增长的需求，特别是对于基于安全的检查。例如，如果您查看石油和天然气市场，则必须检查其管道中的每种焊接，以确保它在结构上发出声音，或者他们需要识别可能导致线路破裂的东西，“Achterkirchen说。Teledyne Dalsa与比利时的Teledyne ICM与姐妹公司合作，为NDT市场提供了专门的便携式X射线发电机。

x射线在汽车行业的安全关键应用中发挥着重要作用。检查包括铝制车轮、轮胎、发动机缸体和气囊。但该行业正在扩大“安全至关重要”的定义。VJ技术公司(纽约波希米亚)工业部门全球销售和市场总监Rahul Alreja说，这意味着x射线无损检测有更多的机会。该公司的VJ x射线部门生产集成x射线源和高压发电机。

“你无法评估实验室环境中的某些东西，”Alreja说。“只有当汽车在该领域出来时，您了解发生了什么。由于汽车制造商收集更多数据，他们确定哪些组件更可能失败和风险伤害，而且这些组件被视为关键组成部分。“

Alreja补充道，汽车原始设备制造商要求其各级供应商对其提供的零部件进行100%的检查。

感受失败的热度
红外线（IR）热成像为制造和其他工业段提供另一种方式，以检测多种材料中的空隙，裂缝和分层。IR地图或测量表面温度随着热量流过，或从物体流过。

“我们已经能够不断降低先进的热成像的成本，并且小型化使我们能够建立更小，便携的轻量级系统，”总裁兼首席执行官Markus Tarin说MoviTHERM（欧文，加利福尼亚州）。

除了便携式系统，MoviTHERM还为想要测试结构设计的制造商开发实验室系统，并将其产品集成到全机器人自动化工作单元中。

热成像作为超声波检测（UT）的替代品，特别是对于常用于汽车和航空航天行业的碳复合材料的NDT检查。在固体碳复合材料层压体中，IR可以穿透材料表面下方约7至8毫米。使用高频声波来检测漏洞的UT是这些复合材料的NDT检查的首选技术。

然而，塔林说，制造商“意识到超声波不适合非常复杂形状的部件，因为它们的半径，这使得很难接收到超声波的信号。”“或者他们可能有非常大的结构，由于测量时间太长，使用超声波变得不切实际。”

塔林说，超声波无损检测需要水或空气等耦合剂，以促进将声能传递到测试对象中，而高分辨率红外相机“只需要一次非接触式拍摄就可以进行一次测量，因此在更大的区域内获得更快的结果。”

Movitherm已开发出用于航空航天工业的多个IR NDT系统，包括用于NASA的NASA，用于测试先进的复合结构和用于空隙，异物夹杂物，影响损害和分层区域的缺陷。Movitherm还提供数据管理解决方案，其系统帮助航空航天公司维持严格的跟踪要求。

尽管红外成像系统的技术优势和成本下降，热成像供应商仍然面临一个主要的进入障碍。Tarin说，公司已经投资培训和认证他们的无损检测人员，主要在UT，但通过引入一种替代的测量方法，如IR技术，“他们现在必须承担重新培训和重新认证他们的劳动力的成本。”

铸造更广泛的网
x射线和红外成像系统开发人员看到了将这些NDT技术更多地应用于工厂和现场的一些前景。Teledyne DALSA公司的Achterkirchen预计，随着能力的提高，数字射线照相技术将被广泛应用于NDT。他说:“让我感到兴奋的一件事是，有能力构建可以看到越来越小的特征的x射线系统，特别是当你在计算机断层扫描领域。”“结合具有微小焦点的x射线源的进步，你可以看到一些以前没有成像过的亚微米级的惊人细节。”

MoviTHERM公司的Tarin说，在热成像技术方面，制造过程中对速度的需求将最终推动该技术的实施，“因为其他方法，如超声波检测，无法满足不断增长的吞吐量要求。”

塔林还指出，红外成像并不是万能的解决方案。“物理学将热成像限制在某些类型的测量和应用中。有时，根据零件的复杂程度，需要组合不同的NDT方法。”

除了目前使用NDT的传统行业段之外，消费者产品制造商开始看待灌输过程。VJ Technologies'Alreja将此发展归因于社交媒体趋势。“之前，一个或两个坏产品很难在你的声誉中做出凹陷，”他说。“现在，如果一个人得到一个糟糕的部分，他们有一个强大的社交媒体，他们可以发布它，然后它进入了晚间新闻，并且突然突然对公司的声誉损坏是巨大的。NDT可以通过防止市场击中市场来帮助保护品牌。“

伟大的期望
虽然电子检测领域的OEM客户通常了解他们的x射线成像系统，但Teledyne DALSA的Achterkirchen指出，在x射线无损检测领域，系统集成商缺乏更多通用应用的知识是一个关键挑战。“我们使检测器,另一家公司的x射线源,有人必须有知识和经验整合这两个在一起,选出正确的组件的应用程序,把它放到辐射安全柜,然后添加驱动整个系统的机器视觉软件,“Achterkirchen说。“这种技能在今天的市场上是不容易找到的。”

Achterkirchen建议系统集成商尽可能多地了解FDA法规和其他安全要求，特别是与x射线成像的辐射方面相关的规定。Achterkirchen说，将用于无损检测和其他检测任务的x射线系统集成在一起的过程“比将传统机器视觉系统集成在一起更复杂”。

同时，由于制造设施和流程在生成和分析增加的数据增加时变得更加联系和自动化，公司预期NDT设备和服务提供商适合该模具。为了预测其客户的需求，VJ技术与大学和实验室合作，并达到思想领导人“利用我们每个人带到桌面以便提供下一代解决方案”，“Alreja说。

在这种精神，VJ技术在10月中旬举办了未来NDT研讨会的未来，不仅在NDT中汇集了专家，而且在自动化和软件开发中讨论了NDT和产品质量如何发展为工厂整合大数据，行业4.0和事情的互联网。

用于NDT的x射线和红外成像可能只占机器视觉市场份额的一小部分，但这些组件和系统的制造商继续开发解决方案，以跟上制造业和行业对更严格的质量控制和更大吞吐量的不断变化的需求。