基于虚拟仿真实验的射线检测评片系统开发与应用

杨帅 张涛 高逢悟 张嘉浩 郑印 张悦

摘  要：随着科学技术的快速发展，基于计算机的虚拟仿真技术在实验教学中的应用越来越多。射线检测是现代无损检测的最常用的一种方法，即利用射线对工件进行检测。该文在分析无损检测方法的基础上，利用虚拟仿真实验系统进行了仿真，极大地还原了真实评片的情况，提高了学习者的学习兴趣和发现问题解决问题的能力。

关键词：虚拟仿真实验系统  X射线检测  无损检测  评片

中图分类号：TP391   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）10（c）-0017-02

Abstract： With the rapid development of science and technology， the application of computer based virtual simulation technology in experimental teaching is more and more. X-ray detection is the most commonly used method in modern nondestructive testing， which is to detect the workpiece by ray. In this paper， based on the analysis of non-destructive testing methods， the virtual simulation experiment system is used for simulation， which greatly reproduces the real situation of film evaluation and improves learners' learning interest and ability to find and solve problems.

Key Words： Virtual simulation experiment system; X ray detection; Nondestructive testing; Evaluation sheet

虚拟系统仿真实验系统检测评片是通过建立实际系统模型并利用所见模型对实际系统进行实验研究的过程，使学者更深入地掌握了所学知识，同时也培养了他们的实际操作能力。尽管传统的X射线检测试验容易对人体有危害，且检测成本较高，但是与其他检测方法相比具有检测结果比较直观，能够较轻松地对缺陷进行定性、定量、定位等优点，对其进行改善有很大必要。而虚拟仿真实验系统是基于计算机的一种检测方法，相比较传统方法会有很大的改善。现在为了培养学生的评片能力，需要做射线检测评片实验，但是由于射线存在安全隐患，所以做一个虚拟的实验平台，把成像好的底片存入数据库，学生可以通过该平台提升自己的评片能力。

1  工作原理

射线检测评片虚拟仿真实验系统设计基于B/S结构。随着网络技术的不断发展，单机版软件已经难以满足网络计算的要求，因此，基于网络的软件架构应运而生。目前，基于网络的软件编程结构主要分为两种类型：一是基于浏览器的B/S（浏览器/服务器）的结构;二是C/S（客户机/服务器、客户机/服务器）结构。该B/S结构的应用，无疑是在传统的C/S结构应用了巨大的改进。

射线检测评片虚拟仿真实验系统以python语言为主要实现语言，利用python的Web开发框架django实现功能。Django框架以MTV模式为工作基础。MTV具体的意义为：Model（模型）——数据库相关的操作（ORM）;Template（模版）——模板语法->将变量（数据库数据）如何巧妙嵌入html页面中;View（视图）——数据与操作的逻辑处理。此外，Django还有一个urls分发器：路径与视图函数的映射关系。

实验系统涉及的检测底片的存储，实验同学信息的存储，实验教师信息的存储基于MySql数据库。MySQL是由瑞典MySQLAB公司开发的关系数据库管理系统，目前属于Oracel产品。MySQL是最受欢迎的关系数据库管理系统之一。在Web应用程序方面，MySQL是最好的RDBMS（关系数据库管理系统）应用程序。关系数据库将数据存储在单独的表中，而不是将所有数据放在大型存储库中，这样可以提高速度并增加灵活性。

2  实现方案

2.1 底片评测功能

学生登录实验系统后，点击开始实验按钮，则会随机从数据库中选择已经存储的底片用于学生实验，并将选择的底片显示在网页中。底片的下侧就是各项缺陷的选择项，学生通过观察底片可以发现焊缝的各项缺陷，并在选项中进行选择。若有其他补充，也可以在其他补充选项中进行填写。底片的评估完成后，点击提交按钮的结果，系统会保存相关信息到数据库中。同时，该页面会自动刷新，下一个负弹出。学生执行上述步骤，并重复试验。如图1所示，展示了评测一张底片的效果图。

2.2 试验记录功能

学生做完试验后，可以查看以往历史的试验记录，查看自己对特定编号的底片的评测记录。

2.3 底片上传功能

试验系统提供底片保存功能，在后台管理中，管理者可以将成像底片上传到服务器数据库中保存。保存的底片一者可以用来给学生做实验，二者可以提供一个更好的成像底片保存环境。

2.4 后台处理

底片的保存，实验学生与教师的信息维护，学生实验结果的评阅都是需要有人管理的。所以提供后台管理模块，实现上述的信息管理，其中最重要的是学生评片完成后的处理过程。

处理逻辑是，学生评片完成后将当前学生对当前底片的评片记录存入数据库，由老師在后台进行评阅给出评片的成绩。如图2所示，展示了学生评片完成后的后台处理。

3  结语

传统的射线检测评片是通过射线穿透焊接点成像，然后再进行评片。实验需要有价格高昂的射线成像的设备，需要保存成像底片。射线本身也对人体具有危害性，会损伤人体器官，实验操作对学生有安全隐患，后期的底片没有良好的保存环境也容易损坏。该项目开发的是一款射线测评片虚拟仿真实验系统，系统基于现代计算机技术，将成像底片保存于数据库，实现无损保存。同时，相对传统的射线评测方式而言，减少了学生长时间接触射线存在的安全隐患以及对人体的伤害，在一个安全无害的前提下，培养学生的评片能力。

参考文献

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