在食品檢測等領(lǐng)域，X射線無損檢測有助于發(fā)現(xiàn)異物，提升產(chǎn)品質(zhì)量。但包裝好的食物等樣品本身薄厚不均，互相重疊，會(huì)加大異物識(shí)別的難度。

所以要在厚度變化很大的物體中區(qū)分出不同的物質(zhì)，就需要更多的信息，濱松DualXTRAX軟硬件方案中，采用雙能X射線線陣掃描相機(jī)獲取兩個(gè)能量范圍X射線的成像數(shù)據(jù)+對(duì)應(yīng)的算法完 美地解決了這一問題。

有關(guān)X射線在線檢測的原理想必大家耳熟能詳，因此在這里我們直接來分享一下利用濱松DualXTRAX軟硬件解決方案做出來的案例。

雞肉里挑雞骨和沙粒

在本案例中，雞肉當(dāng)中混合了大小從1mm-5 mm不等，厚度為1 mm左右的雞骨碎屑。

圖1 雞肉混合1-2 毫米雞骨檢測效果展示

在濱松DualXTRAX成像方案中，在Z 終成像的圖像中選取一段線形ROI，如右圖，繪制黃色線段區(qū)域的灰度值曲線，可以看到有明顯的灰度值下降，可以以此為依據(jù)識(shí)別1-2 mm的雞骨。

堅(jiān)果里挑沙粒

在本案例中，直徑大約2 mm-5 mm的沙粒混在堅(jiān)果中，由于堅(jiān)果之間有非常多的重疊，在單能X射線成像中，堅(jiān)果部分的灰度值起伏非常劇烈，因此無法有效地從圖像中分離出沙粒。

圖2 堅(jiān)果混合沙粒檢測效果展示

在濱松DualXTRAX成像方案中，經(jīng)過雙能相機(jī)采集和算法處理，由于堅(jiān)果厚度造成的圖像灰度值區(qū)別被消除，沙粒因此很容易地被檢測出來。

圖3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)部產(chǎn)品擺放展示 

雞肉混合雞骨

在本案例中，在雞肉當(dāng)中混合了各種形狀，尺寸從3 mm-40 mm不等的雞骨，在傳統(tǒng)單能X射線成像中，由于雞肉厚度的不同導(dǎo)致圖像灰度值起伏很大，很難區(qū)分出其中的雞骨。

圖4 在X射線圖像中標(biāo)出存在的雞骨

圖5 實(shí)驗(yàn)內(nèi)部產(chǎn)品擺放展示 

在濱松DualXTRAX成像方案中，即使雞肉的X射線成像背景復(fù)雜，依然可以消除雞肉厚度不均帶來的成像灰度值差異，因此雞骨和其他異物都可以被單獨(dú)標(biāo)出。

小結(jié)：

在濱松中國的實(shí)驗(yàn)室中，我們已經(jīng)采用濱松DualXTRAX方案，成功實(shí)現(xiàn)了高分辨率（1 mm）、高速（Z快100 m/min）、精 準(zhǔn)的異物檢測。

DualXTRAX軟硬件方案說明

知其然才能知其所以然，接下來為大家說明一下濱松DualXTRAX軟硬件解決方案中的軟硬件分別包含什么。

DualXTRAX軟件算法

由于雙能X射線線陣掃描相機(jī)獲得了高低兩種能量范圍的X射線穿透物體后的信息，因此可以通過對(duì)比兩種能量的圖像，消除穿透厚度對(duì)X射線吸收的影響，只保留了由于X射線吸收率的不同導(dǎo)致的圖像灰度值的差異，因此在經(jīng)過了DualXTRAX算法的處理后，圖像的灰度值將只代表穿過物體吸收率的差異，不同吸收率的物體在圖像上就會(huì)以不同的灰度值呈現(xiàn)，大大降低了異物識(shí)別的難度。

硬件產(chǎn)品

想必大家在案例展示階段就已經(jīng)看到濱松所提供的的硬件設(shè)備：雙能X射線線陣掃描相機(jī)C11800-08U。

圖6  

采用雙層傳感器，可以同時(shí)分別響應(yīng)X射線當(dāng)中的低能部分和高能部分，獲得了兩個(gè)能量X射線的穿透圖像信息。

圖7 雙能X射線相機(jī)的原理示意

X射線成像原理科普

當(dāng)X射線穿過物體時(shí)，其強(qiáng)度會(huì)隨著穿透距離的增加而衰減，衰減的劇烈程度又和組成物體的材料成分相關(guān)。假設(shè)X射線穿透單一成分的物體，在進(jìn)入物體前其強(qiáng)度為I0，穿過一段距離L后，X射線的強(qiáng)度I變?yōu)椋?/p>

圖8 X射線穿透物品衰減的公式和示意

公式中μ為該能量的X射線穿透物體的衰減系數(shù)，和構(gòu)成物體的成分相關(guān)。穿透物體后的X射線被X射線探測器探測到后，轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像信號(hào)，其灰度值正比于X射線的強(qiáng)度。在X射線無損檢測中，我們不僅可以通過形狀識(shí)別特定結(jié)構(gòu)，還可以基于不同物質(zhì)的衰減系數(shù)μ不同，反推出物體內(nèi)部的成分。

圖9 不同成分對(duì)于不同能量的X射線衰減系數(shù)并不相同，透過率也不一樣

有關(guān)濱松DualXTRAX軟硬件解決方案的介紹就到此結(jié)束了，想要申請(qǐng)打樣的客戶別忘記填寫文章開頭的問卷，如果還有疑問歡迎在評(píng)論區(qū)留言，工程師在線真人回復(fù)。