X射线仪在热电池检测中提高分辨力的方法研究

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随着科技进步和新能源技术的快速发展,热电池技术得到了深入发展和广泛应用。在生产热电池的过程中,需要对其内部集流片的安装位置是否正确及是否漏装进行质量检测。热电池属于一次性电池,不允许上电检测,目前在产品检测和质量控制上多采用X射线成像方法,质检效果与X射线成像的分辨力直接相关。为进一步提高X射线图像的分辨力,分别开展了X射线成像原理研究和提高X射线图像分辨力方法的研究,并进行了相关的实验验证,研究内容对于热电池生产过程中的稳定性、安全性检测和质量控制都有重要的理论意义和工程应用价值。主要工作如下:首先,以X射线成像理论和原理为基础,分析了影响X射线图像分辨力的主要因素,包括X射线源焦点尺寸、X射线源管电压值和X射线源管电流值、系统成像放大倍数以及探测器结构四个方面。针对这四个影响因素从理论和实验两个方面研究了X射线图像分辨力与各个参数之间的关系,进一步分析了三个提高分辨力的关键技术:一是采用焦点尺寸小于100μm的微焦点射线源;二是在实验基础上优化X射线源管电压值、管电流值和成像放大倍数;三是增加二次光学放大装置并减小探测器的像元尺寸。其次,搭建了X射线仪的热电池检测图像采集及处理系统,对图像采集卡进行了硬件电路设计和软件编程,并对采集卡的图像数据采集进行了时序测试,验证了其有效性。并且开发了X射线图像采集程序和图像增强处理程序,并在C++平台下基于Open CV开发包实现了热电池图像采集和图像增强处理。最后,搭建了实验系统,对射线源焦点尺寸、管电压管电流的取值、成像放大倍数以及图像增强算法开展实验研究,利用灰度值曲线和瑞利判据判定成像分辨力,验证了相关优化方法。实验结果表明焦点尺寸越小,成像分辨力越高,且在焦点尺寸为2μm时分辨力达到4μm;管电流的最佳值为50μA;最佳成像放大倍数为246倍,与理论值的245倍基本一致;成像分辨力最高的算法为幂次变换-拉普拉斯锐化,经过此算法处理,图像分辨力达到3μm。实验证明了本文所研究方法的有效性。
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