楊帥 張濤 高逢悟 張嘉浩 鄭印 張悅

摘 ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)的虛擬仿真技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越多。射線檢測(cè)是現(xiàn)代無(wú)損檢測(cè)的最常用的一種方法，即利用射線對(duì)工件進(jìn)行檢測(cè)。該文在分析無(wú)損檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，極大地還原了真實(shí)評(píng)片的情況，提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) ?X射線檢測(cè) ?無(wú)損檢測(cè) ?評(píng)片

中圖分類號(hào)：TP391 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)檢測(cè)評(píng)片是通過(guò)建立實(shí)際系統(tǒng)模型并利用所見(jiàn)模型對(duì)實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程，使學(xué)者更深入地掌握了所學(xué)知識(shí)，同時(shí)也培養(yǎng)了他們的實(shí)際操作能力。盡管傳統(tǒng)的X射線檢測(cè)試驗(yàn)容易對(duì)人體有危害，且檢測(cè)成本較高，但是與其他檢測(cè)方法相比具有檢測(cè)結(jié)果比較直觀，能夠較輕松地對(duì)缺陷進(jìn)行定性、定量、定位等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改善有很大必要。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)的一種檢測(cè)方法，相比較傳統(tǒng)方法會(huì)有很大的改善?，F(xiàn)在為了培養(yǎng)學(xué)生的評(píng)片能力，需要做射線檢測(cè)評(píng)片實(shí)驗(yàn)，但是由于射線存在安全隱患，所以做一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，把成像好的底片存入數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)生可以通過(guò)該平臺(tái)提升自己的評(píng)片能力。

1 ?工作原理

射線檢測(cè)評(píng)片虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于B/S結(jié)構(gòu)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，單機(jī)版軟件已經(jīng)難以滿足網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的要求，因此，基于網(wǎng)絡(luò)的軟件架構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生。目前，基于網(wǎng)絡(luò)的軟件編程結(jié)構(gòu)主要分為兩種類型：一是基于瀏覽器的B/S（瀏覽器/服務(wù)器）的結(jié)構(gòu);二是C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器、客戶機(jī)/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)。該B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，無(wú)疑是在傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)應(yīng)用了巨大的改進(jìn)。

射線檢測(cè)評(píng)片虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以python語(yǔ)言為主要實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言，利用python的Web開(kāi)發(fā)框架django實(shí)現(xiàn)功能。Django框架以MTV模式為工作基礎(chǔ)。MTV具體的意義為：Model（模型）——數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的操作（ORM）;Template（模版）——模板語(yǔ)法->將變量（數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)）如何巧妙嵌入html頁(yè)面中;View（視圖）——數(shù)據(jù)與操作的邏輯處理。此外，Django還有一個(gè)urls分發(fā)器：路徑與視圖函數(shù)的映射關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)涉及的檢測(cè)底片的存儲(chǔ)，實(shí)驗(yàn)同學(xué)信息的存儲(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教師信息的存儲(chǔ)基于MySql數(shù)據(jù)庫(kù)。MySQL是由瑞典MySQLAB公司開(kāi)發(fā)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，目前屬于Oracel產(chǎn)品。MySQL是最受歡迎的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之一。在Web應(yīng)用程序方面，MySQL是最好的RDBMS（關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)）應(yīng)用程序。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單獨(dú)的表中，而不是將所有數(shù)據(jù)放在大型存儲(chǔ)庫(kù)中，這樣可以提高速度并增加靈活性。

2 ?實(shí)現(xiàn)方案

2.1 底片評(píng)測(cè)功能

學(xué)生登錄實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)后，點(diǎn)擊開(kāi)始實(shí)驗(yàn)按鈕，則會(huì)隨機(jī)從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇已經(jīng)存儲(chǔ)的底片用于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，并將選擇的底片顯示在網(wǎng)頁(yè)中。底片的下側(cè)就是各項(xiàng)缺陷的選擇項(xiàng)，學(xué)生通過(guò)觀察底片可以發(fā)現(xiàn)焊縫的各項(xiàng)缺陷，并在選項(xiàng)中進(jìn)行選擇。若有其他補(bǔ)充，也可以在其他補(bǔ)充選項(xiàng)中進(jìn)行填寫(xiě)。底片的評(píng)估完成后，點(diǎn)擊提交按鈕的結(jié)果，系統(tǒng)會(huì)保存相關(guān)信息到數(shù)據(jù)庫(kù)中。同時(shí)，該頁(yè)面會(huì)自動(dòng)刷新，下一個(gè)負(fù)彈出。學(xué)生執(zhí)行上述步驟，并重復(fù)試驗(yàn)。如圖1所示，展示了評(píng)測(cè)一張底片的效果圖。

2.2 試驗(yàn)記錄功能

學(xué)生做完試驗(yàn)后，可以查看以往歷史的試驗(yàn)記錄，查看自己對(duì)特定編號(hào)的底片的評(píng)測(cè)記錄。

2.3 底片上傳功能

試驗(yàn)系統(tǒng)提供底片保存功能，在后臺(tái)管理中，管理者可以將成像底片上傳到服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中保存。保存的底片一者可以用來(lái)給學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，二者可以提供一個(gè)更好的成像底片保存環(huán)境。

2.4 后臺(tái)處理

底片的保存，實(shí)驗(yàn)學(xué)生與教師的信息維護(hù)，學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)閱都是需要有人管理的。所以提供后臺(tái)管理模塊，實(shí)現(xiàn)上述的信息管理，其中最重要的是學(xué)生評(píng)片完成后的處理過(guò)程。

處理邏輯是，學(xué)生評(píng)片完成后將當(dāng)前學(xué)生對(duì)當(dāng)前底片的評(píng)片記錄存入數(shù)據(jù)庫(kù)，由老師在后臺(tái)進(jìn)行評(píng)閱給出評(píng)片的成績(jī)。如圖2所示，展示了學(xué)生評(píng)片完成后的后臺(tái)處理。

3 ?結(jié)語(yǔ)

傳統(tǒng)的射線檢測(cè)評(píng)片是通過(guò)射線穿透焊接點(diǎn)成像，然后再進(jìn)行評(píng)片。實(shí)驗(yàn)需要有價(jià)格高昂的射線成像的設(shè)備，需要保存成像底片。射線本身也對(duì)人體具有危害性，會(huì)損傷人體器官，實(shí)驗(yàn)操作對(duì)學(xué)生有安全隱患，后期的底片沒(méi)有良好的保存環(huán)境也容易損壞。該項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的是一款射線測(cè)評(píng)片虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)基于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，將成像底片保存于數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)損保存。同時(shí)，相對(duì)傳統(tǒng)的射線評(píng)測(cè)方式而言，減少了學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間接觸射線存在的安全隱患以及對(duì)人體的傷害，在一個(gè)安全無(wú)害的前提下，培養(yǎng)學(xué)生的評(píng)片能力。

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