基于虛擬仿真實驗的射線檢測評片系統(tǒng)開發(fā)與應用

楊帥 張濤 高逢悟 張嘉浩 鄭印 張悅

摘 ?要：隨著科學技術的快速發(fā)展，基于計算機的虛擬仿真技術在實驗教學中的應用越來越多。射線檢測是現(xiàn)代無損檢測的最常用的一種方法，即利用射線對工件進行檢測。該文在分析無損檢測方法的基礎上，利用虛擬仿真實驗系統(tǒng)進行了仿真，極大地還原了真實評片的情況，提高了學習者的學習興趣和發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力。

關鍵詞：虛擬仿真實驗系統(tǒng) ?X射線檢測 ?無損檢測 ?評片

中圖分類號：TP391 ? 文獻標識碼：A 文章編號：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

虛擬系統(tǒng)仿真實驗系統(tǒng)檢測評片是通過建立實際系統(tǒng)模型并利用所見模型對實際系統(tǒng)進行實驗研究的過程，使學者更深入地掌握了所學知識，同時也培養(yǎng)了他們的實際操作能力。盡管傳統(tǒng)的X射線檢測試驗容易對人體有危害，且檢測成本較高，但是與其他檢測方法相比具有檢測結果比較直觀，能夠較輕松地對缺陷進行定性、定量、定位等優(yōu)點，對其進行改善有很大必要。而虛擬仿真實驗系統(tǒng)是基于計算機的一種檢測方法，相比較傳統(tǒng)方法會有很大的改善?，F(xiàn)在為了培養(yǎng)學生的評片能力，需要做射線檢測評片實驗，但是由于射線存在安全隱患，所以做一個虛擬的實驗平臺，把成像好的底片存入數(shù)據(jù)庫，學生可以通過該平臺提升自己的評片能力。

1 ?工作原理

射線檢測評片虛擬仿真實驗系統(tǒng)設計基于B/S結構。隨著網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，單機版軟件已經難以滿足網(wǎng)絡計算的要求，因此，基于網(wǎng)絡的軟件架構應運而生。目前，基于網(wǎng)絡的軟件編程結構主要分為兩種類型：一是基于瀏覽器的B/S（瀏覽器/服務器）的結構;二是C/S（客戶機/服務器、客戶機/服務器）結構。該B/S結構的應用，無疑是在傳統(tǒng)的C/S結構應用了巨大的改進。

射線檢測評片虛擬仿真實驗系統(tǒng)以python語言為主要實現(xiàn)語言，利用python的Web開發(fā)框架django實現(xiàn)功能。Django框架以MTV模式為工作基礎。MTV具體的意義為：Model（模型）——數(shù)據(jù)庫相關的操作（ORM）;Template（模版）——模板語法->將變量（數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)）如何巧妙嵌入html頁面中;View（視圖）——數(shù)據(jù)與操作的邏輯處理。此外，Django還有一個urls分發(fā)器：路徑與視圖函數(shù)的映射關系。

實驗系統(tǒng)涉及的檢測底片的存儲，實驗同學信息的存儲，實驗教師信息的存儲基于MySql數(shù)據(jù)庫。MySQL是由瑞典MySQLAB公司開發(fā)的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，目前屬于Oracel產品。MySQL是最受歡迎的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之一。在Web應用程序方面，MySQL是最好的RDBMS（關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）應用程序。關系數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)存儲在單獨的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在大型存儲庫中，這樣可以提高速度并增加靈活性。

2 ?實現(xiàn)方案

2.1 底片評測功能

學生登錄實驗系統(tǒng)后，點擊開始實驗按鈕，則會隨機從數(shù)據(jù)庫中選擇已經存儲的底片用于學生實驗，并將選擇的底片顯示在網(wǎng)頁中。底片的下側就是各項缺陷的選擇項，學生通過觀察底片可以發(fā)現(xiàn)焊縫的各項缺陷，并在選項中進行選擇。若有其他補充，也可以在其他補充選項中進行填寫。底片的評估完成后，點擊提交按鈕的結果，系統(tǒng)會保存相關信息到數(shù)據(jù)庫中。同時，該頁面會自動刷新，下一個負彈出。學生執(zhí)行上述步驟，并重復試驗。如圖1所示，展示了評測一張底片的效果圖。

2.2 試驗記錄功能

學生做完試驗后，可以查看以往歷史的試驗記錄，查看自己對特定編號的底片的評測記錄。

2.3 底片上傳功能

試驗系統(tǒng)提供底片保存功能，在后臺管理中，管理者可以將成像底片上傳到服務器數(shù)據(jù)庫中保存。保存的底片一者可以用來給學生做實驗，二者可以提供一個更好的成像底片保存環(huán)境。

2.4 后臺處理

底片的保存，實驗學生與教師的信息維護，學生實驗結果的評閱都是需要有人管理的。所以提供后臺管理模塊，實現(xiàn)上述的信息管理，其中最重要的是學生評片完成后的處理過程。

處理邏輯是，學生評片完成后將當前學生對當前底片的評片記錄存入數(shù)據(jù)庫，由老師在后臺進行評閱給出評片的成績。如圖2所示，展示了學生評片完成后的后臺處理。

3 ?結語

傳統(tǒng)的射線檢測評片是通過射線穿透焊接點成像，然后再進行評片。實驗需要有價格高昂的射線成像的設備，需要保存成像底片。射線本身也對人體具有危害性，會損傷人體器官，實驗操作對學生有安全隱患，后期的底片沒有良好的保存環(huán)境也容易損壞。該項目開發(fā)的是一款射線測評片虛擬仿真實驗系統(tǒng)，系統(tǒng)基于現(xiàn)代計算機技術，將成像底片保存于數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)無損保存。同時，相對傳統(tǒng)的射線評測方式而言，減少了學生長時間接觸射線存在的安全隱患以及對人體的傷害，在一個安全無害的前提下，培養(yǎng)學生的評片能力。

參考文獻

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