Дослідження рентгенівської системи неруйнівного контролю деталей
Автор: Федіна Анастасія Дмитрівна
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютеризовані системи управління та автоматика
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2020-2021 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Федіна А. Д., Бучма І. М. (керівник). Дослідження рентгенівської системи неруйнівного контролю деталей. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2020. Розширена анотація. Актуальність. При виконанні виробничо-експлуатаційних процесів технічний стан будь-якого об’єкта (обладнання або будівлі, їх окремі конструкції та елементи) вимагає регулярної оцінки. Системи неруйнівного контролю [1] дають можливість проводити оціночні заходи без призупинення експлуатації, демонтажу, відбору та руйнування зразків. Серед таких систем особливе місце займають системи радіаційного контролю. Засновані на реєстрації і аналізі іонізуючого випромінювання[2] після його взаємодії з об’єктом, вони забезпечують виявлення внутрішніх або структурних дефектів навіть великогабаритних деталей. Тому робота, присвячена вдосконаленню систем радіаційного контролю без сумніву є актуальною. Об’єкт дослідження – методи рентгенівського неруйнівного контролю. Предмет дослідження – алгоритм симуляції роботи рентгенівської системи неруйнівного контролю при обстеженні 3D моделі деталей. Мета роботи – розширення можливостей симулятора рентгенівської системи неруйнівного контролю. Наукова новизна. В роботі розроблено симулятор системи неруйнівного контролю, що використовує гамма- або рентгенівські промені для обстеження внутрішньої структури деталей та виявлення будь-яких дефектів. У такій системі рентгенівські промені зазвичай використовуються для тонких або менш щільних матеріалів[3, 4], в той час як гамма-промені використовуються для більш товстих або щільних предметів. Оскільки кожен матеріал має свою проникну здатність[5], усі результати про неоднорідності матеріалу відображають використовуючи плівкову радіографію, комп’ютерну рентгенографію, комп’ютерну томографію або цифровоу рентгенографію. Розроблена в роботі програма для симулятора системи дозволяє обчислити ослаблення рентгенівського випромінювання[4, 5] від поліго- нальних сіток використовуючи графічний процесор за допомогою OpenGL і мови шейдерів OpenGL (GLSL)[6, 7]. При цьому продуктивність значно зросла без втрати точності порівняно з використанням центрального процесора (ЦП). Система була застосована для тренувальної флюороскопії (рентгенівські знімки в режимі реального часу) [8]. Розроблена програма дозволяє створювати рентгенівські зображення в режимі реального часу, що може бути використано у тренувальних програмах для трансгепатичної холангіографії[8]. З допомогою програми також можна змоделювати складний процес комп’ютерної томографії (КТ) при отриманні реалістичних синограм та реконструкції зрізів КТ за допомогою артефактів руху [9]. Розроблена структура може бути використана для оцінки алгоритму реконструкції КТ [10] з корекцією артефактів руху в контрольованому середовищі. Практична цінність. Розроблений алгоритм для симуляції системи рентгенівського випромінювання дозволяє надійно розпізнавати внутрішню структуру різних 3Д моделей та визначати найкращі параметри для обробки рентгенівських знімків на реальних рентенівських апаратах, тому його можна рекомендувати для практичного застосування. Ключові слова – неруйнівний контроль, рентгенівський метод контролю, 3Д модель, OpenGL (GLSL), синограма, симуляція, рентенівські апарати. Перелік використаних літературних джерел. 1. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов. 2. Ионизирующая радиация: радиоэкология, физика, технологии, защита: учеб. для студентов вузов / А. Ю. Погосов, В. А. Дубковский ; под ред. А. Ю. Погосова: М-во образования и науки, молодежи и спорта Украины. — Одесса: Наука и техника, 2012. — 804 с. : ил. — Библиогр.: с. 657—679 (305 назв.). 3. BERGER M. J., HUBBELL J. H., SELTZER S. M., CHANG J., COURSEY J. S., SUKUMAR R., ZUCKER D. S., OLSEN K.: XCOM: Photon Cross Section Database. Tech. Rep. NBSIR 87-3597, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, 2010. 4. Leroux, J, і Thinh, TP, Переглянуті таблиці коефіцієнтів ослаблення рентгенівських мас, Corporation Scientifique Classique, Квебек (1977). 5. AGOSTINELLI S., ET AL.: Geant4–a simulation toolkit. Nucl Instrum Methods Phys Res A 506, 3 (2003), 250 – 303. doi:10.1016/ S0168-9002(03)01368-8. 1, 3. 6. BIELAJEW A., ET AL.: History, overview and recent improvements of EGS4. Tech. rep., Stanford Linear Accelerator Center (SLAC), 2004. 7. VIDAL F. P., GARNIER M., FREUD N., LETANG J. M., JOHN N. W.: Simulation of X-ray attenuation on the GPU. In Theory and Practice of Computer Graphics (TCPG’09) (June 2009), Eurographics, pp. 25–32. 8. EVERITT C.: Interactive Order-Independent Transparency. White paper, NVIDIA OpenGL Applications Engineering, 2001. 9. VILLARD P., ET AL.: Simulation of percutaneous transhepatic cholangiography training simulator with real-time breathing motion. Int J Comput Assist Radiol Surg 4, 9 (Nov. 2009), 571–578. 10. SHOTTON J., SHARP T., KIPMAN A., FITZGIBBON A., FINOCCHIO M., BLAKE A., COOK M., MOORE R.: Real-time human pose recognition in parts from single depth images. Communications of the ACM 56, 1 (2013), 116–124.