[发明专利]基于X射线检测技术的三维断层重建及切片显示方法

说明书

本发明公开了一种基于X射线检测技术的三维断层重建及切片显示方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)采用X射线对被测物进行扫描，获取被测物的X射线投影数据；(2)对X射线投影数据进行图像校准和图像处理；(3)将经过图像校准和图像处理后的X射线投影数据进行三维断层重建；(4)根据三维断层重建结果进行三维图像切片显示。本发明不仅步骤简单，便于操作，还能在获得的有限数据下对设备内部结构和状态以三维方式真实再现，可便于检测人员直观的观察及分析设备状态。

技术领域

本发明涉及X射线检测领域，具体是指一种基于X射线检测技术的三维断层重建及切片显示方法。

背景技术

电力设备如GIS、断路器、复合绝缘子等，其内部任何缺陷和故障的存在都可能影响设备整体性能，可能影响到相邻设备的正常工作以及服务范围的正常用电。而大型电力设备如GIS、罐式断路器体形庞大、现场环境复杂，一旦出现事故进行停电检修时就需要投入大量的人力、物力、财力和时间。在电力设备内部的缺陷大量为结构性缺陷，因此，为减少或者避免电力设备因故停运，就必须对电力设备内部缺陷进行检测。

传统的检测方法在应用过程中存在一些技术局限性，尤其是针对全封闭结构的电力设备或普通电力设备封闭不可视部件，具体体现在：

1)检测方法大多针对设备绝缘性能，对于设备内部不可视部分的机械结构类缺陷无法实现有效的检测。

2)不能对缺陷进行定位，或者是缺陷定位过程中需要进行逐点测量，工作量巨大。

3)只能判断缺陷是否存在，无法直观的对缺陷来源及性状进行分析。

4)部分检测方法易受设备结构、机械振动等检测环境影响，导则存在致误判风险。

5)通常都是在故障已经产生甚至是故障发展到比较严重的程度时才能被检测出来，无法在缺陷形成之初对其进行有效的检测。

因此，如何在不拆卸设备的情况下，对GIS、断路器、复合绝缘子等电力设备内部缺陷尤其是结构缺陷进行无损检测和准确诊断就具有了极其重要的研究意义。

发明内容

本发明的目的在于解决上述缺陷，提供一种基于X射线检测技术的三维断层重建及切片显示方法。

本发明的目的通过下述技术方案现实：基于X射线检测技术的三维断层重建及切片显示方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)采用X射线对被测物进行扫描，获取被测物的X射线投影数据；

(2)对X射线投影数据进行图像校准和图像处理；

(3)将经过图像校准和图像处理后的X射线投影数据进行三维断层重建；

(4)根据三维断层重建结果进行三维图像切片显示。

进一步的，所述步骤(1)中X射线以直线扫描的方式对被测物进行扫描。

所述步骤(3)中采用迭代算法对X射线投影数据进行三维断层重建。

所述迭代算法对X射线投影数据进行三维断层重建包括以下步骤：

①、设置初始化重建参数，包括：射线的数目N_r；图像的像素数N_v；已知的投影数据系统投影矩阵其中w_ij为第j个像素与第i条射线相交的长度；给待重建图像赋初始值迭代次数变量N_iter＝0；最大迭代次数N_count；TV梯度下降法的迭代次数N_grad；ART迭代的松弛因子λ；λ缩小的比例λ_red；TV最速下降法迭代过程的松弛因子α；α缩小的比例α_red；变量参数r_max；数据不一致公差ε；

②、开始一次循环迭代；