Как выбрать оцифровщик рентгеновских плёнок

Аналоговые снимки надо складировать в конвертах, либо помещать в боксы для хранения. Подобные архивы занимают много места. А перенесенные в цифровой вид, на диск или компьютер — нет. Для сравнения: снимки одного участка трубопровода занимают 2 м² помещения, а снимки другого — 100 Гб на носителе. При больших объёмах контроля оцифровщик экономит место и время.

Данила Ксенофонтов,
технический специалист

Принцип работы сканеров

Сканеры различаются системой подачи плёнки. В планшетный сканер плёнка укладывается и накрывается крышкой. В сканерах с системой протяжки, типа VIDAR NDT PRO и Array 2905, плёнка протягивается роликовой системой. Только они могут справиться со сканированием рулонной плёнки.

Все оцифровщики измеряют интенсивность прошедшего света. Cвет проходит сквозь плёнку до детектора, расположенного напротив источника. В хороших сканерах, типа Vidar, Array и FS50B уровень сигнала определяется степенью ослабления интенсивности света. В сканерах, типа Epson, сигнал пропорционален интенсивности прошедшего света.

Схема работы планшетного сканера. Датчик считывает интенсивность
прошедшего через плёнку света

Планшетный сканер
Epson Expression 12000XL Pro

Роликовый сканер VIDAR NDT PRO                                            Схема работы сканера VIDAR NDT PRO

Датчик определяет степень ослабления интенсивности света. Для упрощения схемы датчик и источник света расположены по бокам. На самом деле они находятся внутри сканера с передней и тыльной стороны лотка подачи плёнки

Сравнение оцифрованных снимков планшетного
и роликового сканера

Чтобы проверить качество изображения можно воспользоваться стандартной эталонной плёнкой EPRI. Она содержит специальные объекты для определения основных параметров системы оцифровки — диапазона оптических плотностей, контрастной чувствительности по плотности и пространственного разрешения.

В журнале «В мире Неразрушающего контроля», в статье «Оцифровка радиографических снимков — это не очень просто» сравнили уровень шума двух типов сканеров: планшетного Epson Expression 10000XL Pro и с роликовой системой протяжки плёнки FS50B. На снимках видно, что шум больше у планшетного сканера.

 Цифровое изображение плёнки EPRI Е356 со сканера Epson Expression 10000XL Pro

Сканер Epson Expression 10000XL Pro. Максимальный сканируемый формат — А3

 Цифровое изображение плёнки EPRI Е356 со сканера FS50B

Оцифровщик рентгеновских снимков FS50B. Обрабатывает плёнки до 35 см в ширину, без ограничения по длине

Сканеры различаются системой подачи плёнки. В планшетный сканер плёнка укладывается и накрывается крышкой. В сканерах с системой протяжки, типа VIDAR NDT PRO и Array 2905, плёнка протягивается роликовой системой. Только они могут справиться со сканированием рулонной плёнки.

Все оцифровщики измеряют интенсивность прошедшего света. Cвет проходит сквозь плёнку до детектора, расположенного напротив источника. В хороших сканерах, типа Vidar, Array и FS50B уровень сигнала определяется степенью ослабления интенсивности света. В сканерах, типа Epson, сигнал пропорционален интенсивности прошедшего света. 

Ключевые характеристики сканеров

К ключевым характеристикам оцифровщиков относятся: диапазон оптических плотностей, базовое пространственное разрешение и разрядность оцифровки. Дадим определение каждому понятию.

1. Диапазон оптических плотностей. Изображение на пленке формируется за счёт разной оптической плотности на её участках. Оцифровщик должен корректно преобразовать оптическую плотность снимка в конкретной точке в цифровой сигнал. Если плотность будет выше определенного значения, то сканер будет занижать значение. Если значение ниже, то сканер не сможет его измерить.
   
   Чем шире диапазон оптической плотности, тем более достоверна передача изображения. К примеру, диапазон оптической плотности у сканера Array 2905 составляет от 0,05 до 4,7 Б. У сканера Epson Expression 10000XL Pro диапазон составляет от 0,5 до 3,8 Б.
   
   
2. Базовое пространственное разрешение — размер области, который приходится на один пиксель изображения. Самое лучшее пространственное разрешение — 44 мкм, но оно может регулироваться. Чем меньше значение, тем лучше изображение, но тем дольше процесс сканирования.
   
   В оцифровщике Vidar можно установить три разрешения: 44, 85 и 170 мкм. А в Array 2905 можно выбирать нужное разрешение в диапазоне от 50 до 500 мкм.
   
   

3. Разрядность оцифровки. В каждой точке измеряется плотность почернения. Реальному значению оптической плотности сопоставляем число. Чем больше разрядность, тем больший диапазон чисел. В простейшем случае разрядность — 1 бит.
   
   Чем больше бит, тем более однородное изображение, но тем больший размер файла. К примеру, разрядность оцифровки у Array 2905 — 8, 10 и 12 бит. Разрядность оцифровки у VIDAR NDT PRO — 8, 12 и 16 бит.

Оцифровщик плёнок Array 2905 с регулируемым разрешением
от 50 до 500 мкм

Классы сканеров

Есть основной международный стандарт ISO 14096‑2‑2005. Он разделяет оцифровщики на 3 класса, в зависимости от диапазона оптической плотности, базового пространственного разрешения и плотности почернения.

1. Класс DS — улучшенная техника, которая позволяет вести оцифровку с незначительным уменьшением отношения сигнал/шум и пространственного разрешения. Это единственный класс, в котором качество снимков цифрового архива позволяет утилизировать исходные аналоговые снимки. Можно вести только цифровое архивирование.
   
   Из моделей сканеров класса DS можно выделить Array 2905 HD, в котором в качестве детектора используется фотоэлектронный умножитель. Принадлежность к этому классу подтверждена сертификатом BAM. Этот документ выдаётся берлинским Федеральным институтом исследования и тестирования материалов.
   
   

2. Класс DB — улучшенная техника, которая ведёт оцифровку с некоторым снижением качества изображения. Сканеры этого класса используются для цифрового анализа плёнок. При этом оригиналы снимков должны храниться в аналоговом архиве. Пример оцифровщика — VIDAR NDT PRO.

3. Класс DA — сканеры, допускающие снижение качества изображения и дальнейшее снижение пространственного разрешения. Используются для цифрового анализа плёнок. Оригиналы снимков должны храниться в аналоговом архиве. Пример оцифровщика — Epson 10000XL Pro.

Оцифровщик VIDAR NDT PRO с разрядностью оцифровки
8, 12 и 16 бит

В России пока отсутствует ГОСТ по цифровой радиографии в целом, и по оцифровке радиографических плёнок в частности. Есть лишь отдельные отраслевые стандарты. К примеру, в СТО «Газпрома» 2-2.4-917-2014 прописаны требования к системам оцифровки, в зависимости от уровня качества радиографического изображения. Иными словами, чтобы не потерять в качестве изображения, надо использовать хороший оцифровщик.

В стандарте «Транснефти» РД-25.160.10-КТН-016-15 в пункте 7.12 прописано: «Радиографические снимки должны быть оцифрованы по классу DS в соответствии с ISO 14096-2». То есть снимки должны быть оцифрованы по наивысшему классу.

Производитеьность

Скорость сканирования напрямую зависит от оптической плотности плёнки, а также технических параметров, которые задаются при сканировании. К примеру, для того, чтобы отсканировать плёнку размером 34х43 см с базовым пространственным разрешением 100 мкм и плотностью до 4,0 D оцифровщику Array 2905 HD понадобится 30 сек., а оцифровщику Vidar NDT PRO — 90 сек.

Программное обеспечение

Помимо аппаратной части есть и программная часть — ПО. В России выпускается несколько ПО для цифровой обработки изображений: X-Vizor, DiSoft. Поставщик может продать один и тот же сканер, но с разным ПО. При этом различия между ними минимальны.

ХМ-фильтр на программном обеспечении X-Vizor

ПО может сохранить снимок в нескольких форматах. Самый распространенный — DICONDE, общепринятый для цифровой радиографии. Он позволяет записывать снимок с комментариями: детали об объекте контроля и параметры экспозиции. Также ПО может вести измерительные операции. К примеру, может выделить дефект и определить его размеры. Это позволяет съэкономить время при больших объёмах работы. Дефектоскописту не требуется использовать ручной измерительный инструмент: линейку, лупу, УШР и трафарет для расшифровки снимков.

Кроме вышеперечисленных удобств анализа к ускорению работы следует отнести оперативный вывод заключения на печать с условными обозначениями дефектов по форме нормативной документации. При этом вместе с обработанным изображением всегда сохраняется исходное изображение, не подвергнутое редактированию в ПО.

На рынке есть несколько приложений для архивирования информации. У некоторых производителей и поставщиков представлены демо-версии ПО — их можно скачать и познакомиться с работой программ. Некоторые производители и вовсе могут написать ПО по ТЗ, в зависимости от требований заказчика.

Некоторые создатели ПО вносят свои программно-аппаратные комплексы в Госреестр. Сканер с ПО — средство измерений, а, соответственно, они могут поверяться.

Стоимость

Оцифровщик снимков FS50B стоит 64 000 евро. VIDAR NDT PRO — около 40 000 евро. Array 2905 — 54 000 евро. Epson Expression 12000XL Pro — в районе 7 000 евро.