工藝規(guī)范對射線檢測中靈敏度和對比度的影響

1、工藝規(guī)范對射線檢測中靈敏度和對比度的影響2014魏鑠巖南昌航空大學(xué) 測光學(xué)院 110812班2014/5/28 星期三論述工藝規(guī)范對射線檢測靈敏度的影響及規(guī)范注意事項作者：魏鑠巖單位：南昌航空大學(xué)測試與光電工程學(xué)院110812班11081211號摘要：簡述射線檢測（RT）工藝的歷史發(fā)展，以及近年來的發(fā)展走勢和工藝流程，簡述了射線檢測的原理及膠片特性和所用儀器設(shè)備和利用到的工具。通過實驗的方法來展開論證，到最后得出結(jié)論。分析實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果之后給出了射線檢測工藝卡的制定規(guī)范和所注意事項.關(guān)鍵詞：射線檢測;工藝規(guī)范；靈敏度一、前言1、射線檢測簡介作為五大常規(guī)無損檢測方法之一的射線檢測（Radiolo

2、gy），在工業(yè)上有著非常廣泛的應(yīng)用。X射線與自然光并沒有本質(zhì)的區(qū)別，都是電磁波，只是X射線的光量子的能量遠(yuǎn)大于可見光。它能夠穿透可見光不能穿透的物體，而且在穿透物體的同時將和物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)作用，可以使原子發(fā)生電離，使某些物質(zhì)發(fā)出熒光，還可以使某些物質(zhì)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)。如果工件局部區(qū)域存在缺陷，它將改變物體對射線的衰減，引起透射射線強(qiáng)度的變化，這樣，采用一定的檢測方法，比如利用膠片感光，來檢測透射線強(qiáng)度，就可以判斷工件中是否存在缺陷以及缺陷的位置、大小。2、射線檢測的歷史近代物理學(xué)就是從106a前X射線的發(fā)現(xiàn)開始 的。1895年11月，德國渥次堡大學(xué)物理學(xué)教授倫 琴在用通電的克魯克斯陰極

3、射線管做實驗時，發(fā)現(xiàn) 了一種新型射線，它會使相隔2m遠(yuǎn)的鉑氰化鋇熒 光屏發(fā)光。因其性質(zhì)未知，他將其命名為X射線。 他證明，這種射線對物質(zhì)有穿透作用,且穿透程度因 材料而異，如它很容易穿透厚紙板和木材,也能部分 穿透15mm厚的鋁，但不能穿透厚度或密度較大的 金屬。倫琴因此新發(fā)現(xiàn)，于1901年成為世界上第一個 獲得諾貝爾獎金的佼佼者。倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，就 在四個月內(nèi)嘗試對各種對象拍出許多射線照片,但 大多是人體方面的，倫琴拍的第一張工業(yè)射線照片 就是他的獵槍的照片。1916年美國紐約通用電氣公司研究所(康利吉 管發(fā)明地)嘗試用增感膠片+熒光增感屏透照板厚 12. 7_的氧乙炔氣焊焊縫，在底片上發(fā)

4、現(xiàn)了未熔 合、未焊透和氣孔等缺陷。射線照相作為質(zhì)量評價 手段初露鋒芒，為焊接技術(shù)的發(fā)展起了推波助瀾 作用。1917年英國倫敦的武爾威奇（Woolwich)兵工 廠研究所建組研究射線檢測方法，將射線照相技術(shù) 用于檢查彈殼底座、武器彈藥及雷管構(gòu)件等。922 年美國水城兵工廠安裝了一臺200kV X射線機(jī)， 1926年開始用于鍋爐焊縫檢驗。同年德頃珅尺1 Berthold在柏林開展工業(yè)射線檢測研究。1941年美國鐳和X射線學(xué)會成立，其主要目的 是交流有關(guān)工業(yè)射線照相的信息。后來該社團(tuán)改名 為美國無損檢測學(xué)會.20世紀(jì)50年代工業(yè)射線照相用的第一個_人造 7射線源是1szTa。其半衰期為115d，有1

5、. 22MeV 以下的復(fù)雜射線譜，在原子核反應(yīng)堆中可快速激活.fi"Co激活時間要長得多，但拍出的射線底片 與1相似。其半衰期為5. 3a，一般就用它來取 代lszTa。早期的源來自英、美和加拿大，Co的能 譜與X射線完全不同，只適于透照厚鋼試件(>50mm)。1994年德國一家公司公開了75 Se源的利用價 值,Se主能譜線為0. 18,0. 27,0. 4MeV,半衰期 118d,適于透照430mm厚度的鋼。其它用于工業(yè)射線照相的7射線源還有 133Xe,152 Eu,24 Na嚴(yán) 1,叫 Am，153 Sm，M Mn,1+< Ce, I53Gd等。但金屬探傷用得最多

6、的目前仍是1S2lr* Co，這與40多年前的情況一樣.y射線可用于x射線無法透照或透照不經(jīng)濟(jì)的 場合。盡管其透照質(zhì)量很難與x射線底片一樣好， 但有許多應(yīng)用仍被認(rèn)可。3、射線檢測與其他常規(guī)檢測比較方法優(yōu)點缺點適用范圍射線CR成像1.檢測結(jié)果直觀；2.缺陷定性比較容易，定量、定位也比較方便；3.檢測結(jié)果可以保存；4.使用對象廣,金屬、非金屬、復(fù)合材料均可檢測1.檢測成本較高；2.存在安全隱患，應(yīng)注意射線防護(hù)；3.對體積型缺陷的檢測靈敏度較 高，對平面型缺陷的檢測靈敏度 較低；4.須利用雙面法檢測；5.照相法的檢測效率較低；6.射線透照方向的被檢件尺寸不能 太大適用與大部分材料、形 狀和結(jié)構(gòu)工業(yè)C

7、T1.對缺陷定性、定位、定量，結(jié)果直觀； 2.檢測靈敏度高（密度分辨率.，空 間分辨率，幾何靈敏度m）； 3.檢測對象基本不受材料尺寸、形狀的限制檢測成本高、檢測效率低適用與大部分材料、形 狀和結(jié)構(gòu)中子射線照相1.靈敏度較高；2.可用于鑒別同位素；3.可排除其他射線干擾；1.中子源價格昂貴，體積較大；2.使用中需特別注意中子的安全與防護(hù)問題；高密度材料檢測：如鉛、鈾高密度材料中的低原子序數(shù)物質(zhì)檢測，如金屬外殼中含氫物質(zhì)的檢測高能X射線照相1.穿透能力強(qiáng)；2.焦點小，焦距大，幾何不清晰度??；3.強(qiáng)度大，曝光時間短，連續(xù)運行(散熱好)；4.散射線少；5.能量轉(zhuǎn)換率高 50%；6.厚度寬容度大；1.

8、能量越高，固有不清晰度增大；2.價格高，體積大；適用與大部分材料、形 狀和結(jié)構(gòu)康普頓散射成像1.單側(cè)非接觸，不受被檢測對象幾何尺寸的限制；2.靈敏度高，尤其是對于低x射線吸收系數(shù)材料的檢測；3.快速三維成像；1. 不能檢測的大型構(gòu)件；適合于檢測鋁臺金、塑料、復(fù)合材料等原子序數(shù)較低材料的物體，對低密度材料的檢測將獲得比透視成像更高的對比度。4.射線技術(shù)的近年發(fā)展1990 年，R. Halmshaw 和 N. A. Ridyard 在英國 無損檢測雜志上發(fā)表題為“數(shù)字射線照相方法評 述”的文章，在評述了各種數(shù)字射線照相方法的發(fā) 展之后認(rèn)為，數(shù)字射線照相時代已經(jīng)到來。近年來 射線檢測技術(shù)發(fā)展的基本特

9、點是數(shù)字圖像處理技術(shù) 廣泛應(yīng)用于射線檢測。射線層析檢測和實時成像檢 測技術(shù)的重要基礎(chǔ)之一是數(shù)字圖像處理技術(shù)，即使 常規(guī)膠片射線照相技術(shù)，也在采用數(shù)字圖像處理技 術(shù)。例如，現(xiàn)在已有電視和激光掃描器，可在1 min 內(nèi)掃描355 430 mm膠片圖像,將膠片圖像數(shù)字化 進(jìn)行儲存，像素直徑為35 100 m、數(shù)據(jù)精度為 1216 bit,密度大于4.0也可以進(jìn)行掃描。正在研 究的缺陷自動識別技術(shù)，也建立在數(shù)字圖像處理技 術(shù)基礎(chǔ)上。數(shù)字圖象處理技術(shù)正在影響整個射線檢 測領(lǐng)域。1994年Harold Berger在美國材料評價發(fā)表 的“射線無損檢測的趨勢”中提出，在20世紀(jì)的最 后10年和21世紀(jì)的初期

10、，下列技術(shù)將得到廣泛應(yīng) 用：數(shù)字X射線實時檢測系統(tǒng)在制造、在役檢驗 和過程控制方面；具有數(shù)據(jù)交換、使用NDT工作 站的計算機(jī)化的射線檢測系統(tǒng)；小型、低成本的 CT系統(tǒng)；微焦點放大成像的X射線成像檢驗系 統(tǒng);小型高靈敏度的X射線攝像機(jī);大面積的 光電導(dǎo)X射線攝像機(jī)。數(shù)字化X射線圖像可存儲在硬盤（磁帶機(jī)等 存儲器中或刻錄在CD或DVD盤片內(nèi)，為電子存 檔與通訊系統(tǒng)的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，為遠(yuǎn)程評定奠 定了堅實的基礎(chǔ)。在一塊硬盤或一片光盤上可存 儲大量的圖像，每一幅圖像的存儲成本很低，隨 著數(shù)字存儲技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲成本還可進(jìn)一 步降低。在需要硬拷貝的地方，還可以使用激光 打印機(jī)打印輸出。數(shù)字化X射線照

11、相的應(yīng)用提高了無損檢測的 管理水平和效率，可方便（迅速和可靠歸檔，如 長時間存儲，30年圖像質(zhì)量都不會變壞，且可任 意調(diào)用不會丟失信息，從根本上改變了傳統(tǒng)的對 膠片的手工管理方式，防止丟片和片損情況發(fā)生。 數(shù)字化存儲不但節(jié)約了大量膠片，還節(jié)約了大量 用于底片的存儲空間和管理人員，也可使資料的 存儲時間得以延長，從而降低底片的存檔成本。X射線圖像的質(zhì)量取決于其信噪比,而這又 與X射線的有效利用率直接相關(guān)。量子檢測效率 是評定X射線圖像性能的關(guān)鍵指標(biāo)它有機(jī)地結(jié) 合了圖像的對比度、噪聲、空間分辨率和X射線 的劑量等因素。由于數(shù)字化成像板感光介質(zhì)的感 光曲線與普通X光膠片不同!在對比度和寬容度 上有較

12、大的動態(tài)范圍!特別是DR檢測器的高靈 敏度！使數(shù)字化成像的量子檢測效率可以從傳統(tǒng) 膠片的20%30%提高到60%70% !從而使X射 線劑量顯著降低! CR攝影條件為傳統(tǒng)X線攝影的 1/2-2/3 ； DR與CR相比更為明顯!可以降低2/3 以上的劑量。由于數(shù)字X射線照相需要的曝光時 間僅為一般膠片的1/22/3，可使操作人員接受 的照射劑量下降一個數(shù)量級，且降低了X射線機(jī) 的負(fù)荷，相對延長了機(jī)器的使用壽命，故障率降 低，維修費用也相應(yīng)降低。同時，因不需要洗片過程，沒有了顯影、定 影液等化學(xué)藥品的消耗，不僅有利于環(huán)保，而且 節(jié)省了環(huán)保投資.工業(yè)x射線圖像的數(shù)字化進(jìn)程是大勢所趨。 它的應(yīng)用將射線

13、檢測的技術(shù)水平提高到一個新的 層次，不但能節(jié)約大量膠片、藥水、洗片機(jī)和存 儲等費用，還能比較好地進(jìn)行質(zhì)量控制。一旦數(shù) 字化檢測被全面引進(jìn)到無損檢測行業(yè)中，必將引 起一次重大的變革。二、射線檢測原理1.射線照相原理X射線是從X射線管中產(chǎn)生的，X射線管是一種兩極電子管。將陰極燈絲通電使之白熾電子就在真空中放出，如果兩極之間加幾十千伏以至兒百千伏的電壓(叫做管電壓)時，電子就從陰極向陽極方向加速飛行、獲得很大的動能，當(dāng)這些高速電子撞擊陽極時。與陽極金屬原子的核外庫侖場作用，放出X射線。電子的動能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線能，其中大部分都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋ｋ娮邮菑年帢O移向陽極的，而電流則相反，是從陽極向陰極流動的，這

14、個電流叫做管電流，要調(diào)節(jié)管電流，只要調(diào)節(jié)燈絲加熱電流即可，管電壓的調(diào)節(jié)是靠調(diào)整X射線裝置主變壓器的初級電壓來實現(xiàn)的。利用射線透過物體時，會發(fā)生吸收和散射這一特性，通過測量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來探測缺陷的。X射線和射線通過物質(zhì)時，其強(qiáng)度逐漸減弱。射線還有個重要性質(zhì)，就是能使膠片感光，當(dāng)X射線或射線照射膠片時，與普通光線一樣，能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛象中心，經(jīng)過顯影和定影后就黑化，接收射線越多的部位黑化程度越高，這個作用叫做射線的照相作用。因為X射線或射線的使鹵化銀感光作用比普通光線小得多，所以必須使用特殊的X射線膠片，這種膠片的兩面都涂敷了較厚的乳膠，此外，還使用一種能加強(qiáng)感光作

15、用的增感屏，增感屏通常用鉛箔做成把這種曝過光的膠片在暗室中經(jīng)過顯影、定影、水洗和干燥，再將干燥的底片放在觀片燈上觀察，根據(jù)底片上有缺陷部位與無缺陷部位的黑度圖象不一樣，就可判斷出缺陷的種類、數(shù)量、大小等，這就是射線照相探傷的原理。2.射線檢測中使用的膠片及其特性X光膠片采用鹵化銀為主要的感光材料，感光乳劑中鹵化銀顆粒大小和顆粒度是最重要的參數(shù)之一。因為被攝體的影像是由鹵化銀還原成顆粒狀銀所構(gòu)成。在感光過程中，鹵化銀顆粒是單個地起作用的，每個顆粒形成潛影的一個顯影單位。在正常曝光范圍內(nèi)，可顯影的顆粒數(shù)目隨著曝光量的增加而增加。感光層中鹵化銀顆粒最小的直徑僅有50nm，大部分顆粒在01-4m之間。

16、鹵化銀顆粒大易感光，鹵化銀顆粒小不易感光。鹵化銀顆粒小的膠片感光度小，反之則大；鹵化銀顆粒越小分辨率和質(zhì)感越好。在X光膠片的制備過程中，故意加入雜質(zhì)并使非常小而均勻的雜質(zhì)顆粒與鹵化銀感光乳劑非常均勻地涂布在膠片上，越均勻膠片質(zhì)量越好，越均勻感光中心分布就越均勻，圖像的分辨率和質(zhì)感越好。3.膠片成像原理鹵化銀的晶體結(jié)構(gòu)為正六方體。這樣的理想結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定的，沒有光敏性，也就是不會被感光。只有具有缺陷的點陣結(jié)構(gòu)排列才能造成晶體結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，而這些成為感光中心的薄弱環(huán)節(jié)才使鹵化銀晶體具有感光性。膠片感光層曝光時，光量子作用于鹵化銀晶體上，鹵離子首先吸收光量子，釋放出一個自由電子后變成鹵原子，鹵原子組成

17、鹵分子后離開晶體晶格結(jié)構(gòu)被明膠吸收，自由電子則迅速移向感光中心并固定下來。這樣感光中心便成了吸附很多電子的負(fù)電場帶電體。晶體內(nèi)的晶格間銀離子在電場作用下被引向電場，銀離子反過來俘獲聚集在感光中心的電子，結(jié)果被還原成銀原子。還原后的金屬銀原子也被固定在該感光中心上，從而使感光中心進(jìn)一步擴(kuò)大，擴(kuò)大了的感光中心又不斷地俘獲光解出來的電子，周而復(fù)始，感光中心不斷長大，達(dá)到一定程度就曝光合適，這時的感光中心形成的顯影中心構(gòu)成影像的潛影核，潛影則是由無數(shù)顯影中心構(gòu)成并經(jīng)過后期化學(xué)顯影和定影過程形成我們需要的影像。4.洗片原理相片拍攝后，膠片上受光照射的強(qiáng)弱不同，鹵化銀的分解程度不同，顏色深淺就不一樣，光照

18、射強(qiáng)的分解程度大，產(chǎn)生的單質(zhì)Ag（粉末狀為黑色）多，顏色就深；反之就淺。拍好的膠片首先用定影劑定影，常用的定影劑為Na2S2O3（硫代硫酸鈉），發(fā)生的反應(yīng)為：2S2O32- + AgBr=Ag(S2O3)2 3- + Br-（以AgBr為例）。為配合反應(yīng)，硫代硫酸根離子與銀形成了配離子，使得未感光的鹵化銀被溶解，之后用顯影劑顯影，漂洗晾干就得到相片。5.靈敏度射線照相的靈敏度是指射線照片記錄、顯示細(xì)節(jié)或缺陷的能力。從定量方面說，是指在射線底片上可以觀察到的最小缺陷尺寸或最小細(xì)節(jié)尺寸；從定性方面來說，是指發(fā)現(xiàn)和識別細(xì)小影像的難易程度。射線照相靈敏度分為絕對靈敏度和相對靈敏度。在射線照相底片上能發(fā)

19、現(xiàn)的沿射線穿透方向上的最小細(xì)節(jié)尺寸稱為絕對靈敏度。此最小細(xì)節(jié)尺寸與射線透照厚度的百分比稱為相對靈敏度。6.黑度射線穿透被檢工件后照射在膠片上，使膠片產(chǎn)生潛影，經(jīng)過顯影、定影化學(xué)處理后，膠片上的潛影成為永久性的可見圖像，稱為射線底片。底片的黑化程度（即不透明度）定義為黑度（稱光學(xué)密度）D表示。黑度D定義為照射光強(qiáng)與穿過底片的投射光強(qiáng)之比的常用對數(shù)值，即 D=lg(I0/It) 其中I0為照射光強(qiáng)，It為投射光強(qiáng)。由黑度定義可知，黑度是衡量底片對照射光強(qiáng)度阻擋程度的。黑度越大，透過底片的光強(qiáng)越小。7.幾何不清晰度由于射線照相使用的射線源總是具有一定的尺寸，而不是集合意義上的地阿奴按，當(dāng)透照一定厚度

20、的工件時，按幾何投影成像原理，在底片上會產(chǎn)生本影和半影。半影區(qū)即影響邊界的擴(kuò)展或過渡區(qū)。半影區(qū)的寬度就是幾何不清晰度。三、實驗設(shè)備及器材X射線機(jī)一臺厚度為5mm的50mm*100mm的鋼板一塊厚度為1mm的30mm*50mm的鋼板一塊鐵金屬絲不等徑像質(zhì)計（即透度計）一套膠片和鉛增感屏若干黑度計一臺觀片燈一臺鉛字標(biāo)記符號若干四、實驗方法與步驟1.實驗背景在實際應(yīng)用中，射線照相影響質(zhì)量的高低是由靈敏度決定的。所謂靈敏度，若從定性來說，是指發(fā)現(xiàn)和識別細(xì)小影像的難易程度。而對比度則是判斷工件是否存在異質(zhì)區(qū)域的基礎(chǔ)，所以，對比度越大，影像就越容易被觀察和識別。當(dāng)工藝規(guī)范變化時，上述兩者自然也會發(fā)生變化，

21、掌握這種變化規(guī)律將有利于檢測人員更進(jìn)一步地認(rèn)識與理解射線照相法的原理和利用過程。2.實驗背景1. 通過實驗認(rèn)識主要的檢測規(guī)范(管電壓、曝光量和焦距)改變時對靈敏度和黑度比的影響。2. 掌握自行設(shè)計和操作實驗的基本方法，培養(yǎng)和鍛煉獨立工作能力。3. 培養(yǎng)和提高撰寫技術(shù)論文的能力。3.實驗原理黑度比和靈敏度檢測原理如圖所示。在 5mm 厚的鋼板上放一塊 1mm厚的鋼板和一塊透度計。X 射線穿過最厚的厚度為 6mm，薄厚度為 5mm，底片上 這二處的黑度分別記以 D 厚和 D 薄，在底片上同時顯出一組金屬絲的圖象，用以 鑒定檢測的靈敏度。黑度比與靈敏度分別按下式計算： （公式1-1） （公式1-2）

22、式中：D 薄是在 5ram 厚度處測量的黑度值；D 厚是在 6mm 度處測量的黑度 值：d 是在底片上發(fā)現(xiàn)的最細(xì)金屬絲直徑(turn)：T 是 X 射線透過的總厚度(mm)。在其它規(guī)范條件不變的情況下，分別改變管電壓，曝光量和焦距，觀察其黑 度比和靈敏度的變化規(guī)律。4.實驗方法與步驟1.實驗預(yù)習(xí)：4(1)認(rèn)真復(fù)習(xí)有關(guān)靈敏度、黑度比、幾何不清晰度的基本概念以及影響靈敏度，黑度比幾何不清晰度的各種因素；(2)認(rèn)真閱讀文獻(xiàn)資料，并注意技術(shù)論文的結(jié)構(gòu)，撰寫方法。2.制訂實驗方案： (1)工藝規(guī)范；透照方式選用直接透照法。曝光量選用兩組各5種曝光量：管電壓/KV管電流/mA曝光時間/min8010310

23、010312010314010316010312051120101120103120104120125表1(2)實驗操作程序。確認(rèn)射線機(jī)關(guān)閉后進(jìn)入透照間，找出X射線管垂直中心，將裝有膠片的暗盒，鋼板，鉛字和透度計按一定方式擺放于X管正下方。關(guān)好防護(hù)門。在X射線機(jī)操作臺上設(shè)定需要曝光的時間，然后調(diào)節(jié)管電壓和管電流（可先設(shè)定曝光時間30秒，在此期間調(diào)節(jié)）。調(diào)節(jié)完畢檢查防護(hù)門關(guān)閉之后方可開始曝光。按降低按鈕，聽到咔嚓聲后，按開始按鈕開始曝光。曝光完畢后，按提升按鈕，防止有人員在曝光室時發(fā)生誤觸。取出鋼板與套著暗盒的膠卷。注意：每次使用后應(yīng)讓X射線機(jī)休息與使用時間相同的時間后才能繼續(xù)使用3.暗室處理關(guān)

24、閉暗室中的白熾燈，只開安全燈，等眼睛適應(yīng)之后在干區(qū)拆開暗盒，取出膠片（不能與增感屏摩擦）。拿到濕區(qū)，先在顯影液中浸泡5min，之后在停影液中輕輕漂洗1min（手指不得揉搓劃擦膠片表面），再放入定影液中浸泡5min，最后用清水沖洗，晾干即可進(jìn)行評片。4.底片判斷(黑度測量和金屬絲辯認(rèn))；將膠片放到觀片燈上，打開觀片燈，觀察膠片上的透度計擺放的位置（若干顏色比周圍淺且平行的細(xì)線），找出能識別的最細(xì)的淺線（能看到至少連續(xù)10mm的線），記錄條數(shù)，在表1中查詢靈敏度數(shù)值，并記錄。先進(jìn)行目測，判斷D薄和D厚的區(qū)域（D厚為膠片上黑度最小的區(qū)域，D薄是透度計所在的附近的黑度較D厚較大的區(qū)域）。將膠片放置于黑

25、度計上，使待測點處于黑度計中心的亮點處，輕按測量壁，使其接觸膠片，此時數(shù)據(jù)顯示屏?xí)@示此點的黑度值。在D薄和D厚處分別找3個點（避開邊緣及壞點處）測量黑度，對其分別求平均值。按公式1-2可計算出黑度比，并記錄。4.1.5實驗數(shù)據(jù)管電壓/KV管電流/mA曝光時間/min焦距/mmD薄1D薄2D薄3D薄平均D厚1D厚2D厚3D厚平均黑度比最小金屬絲直徑/mm靈敏度（%）管電壓影響8010310000.900.870.880.880.830.810.790.811.080.1603.2010010310001.691.661.651.671.191.221.201.201.390.1603.2012

26、010310002.432.402.402.411.491.471.431.461.650.1603.2014010310003.023.033.063.041.941.941.951.941.570.5006.2516010310004.444.494.384.443.553.533.603.561.250.3206.40曝光量影響1205110001.491.491.531.501.091.061.111.091.380.1603.2012010110002.472.492.472.482.022.052.042.041.220.1603.2012010310003.543.443.403

27、.462.312.332.352.331.490.1002.0012010410004.044.023.974.012.792.712.802.771.450.1603.2012012510004.234.264.264.253.403.363.383.381.260.2505.00表二五、實驗結(jié)果實驗數(shù)據(jù)如表二所示，由表二作坐標(biāo)圖圖（5-1）管電壓對對比度的影響曲線圖（5-2）曝光量對對比度影響曲線圖（5-3）曝光量對靈敏度影響曲線圖（5-4）管電壓對靈敏度影響曲線。E/kv圖（5-1） 管電壓對對比度的影響曲線圖（5-2） 曝光量對對比度的影響曲線圖（5-3） 曝光量對靈敏度的影響曲線E/

28、kv圖（5-4） 管電壓對靈敏度的影響曲六、結(jié)果分析X光實時成像檢測的主要參數(shù)是管電壓（U)和 管電流(I)。對低碳鋼焊接件作系列規(guī)范試驗，試驗 對象為高度(!）為12 mm焊縫，焦距(F)為300 mm。圖3、圖4分別為管電壓和管電流對靈敏度(S) 的影響情況，從圖中可以看出，影響靈敏度的主要參 數(shù)是管電壓，過低和過高電壓均影響系統(tǒng)的靈敏度， 管電流對靈敏度的影響不顯著，通常選用3 5 mA 的管電流比較合適。如圖1，焦距(F)由三部分組成:X光管到被檢 工件距離(X1 )、工件厚度(T)和被檢工件到圖像增 強(qiáng)器距離(X2)，從圖中可以得出F =L1 + T+L2。圖一圖3管電壓對靈敏度的影

29、響圖4管電流對靈敏度的影響 Ug =(T+L 2)d/ Li式中 T工件厚度.L1 X光管到工件距離 L2 工件到圖像增強(qiáng)器距離 從幾何不清晰度公式（）可知，為減小幾何不清 晰度，應(yīng)增長L1或縮短h。但是，在增長L1和縮 短L2的同時，檢測圖像的放大比例也在降低，從而 減小了檢測靈敏度，微小缺陷將無法識別。這種影 響關(guān)系可以從圖5、圖6中看出。圖5 L,對靈敏度的影響圖6 對靈敏度的影響在X射線實時成像檢測中，圖像顯示的載體是 顯示器，與膠片的顆粒度相比，顯示器的像素較大， 因而圖像質(zhì)量受到較大影響，采取圖像放大技術(shù)，可 以彌補(bǔ)轉(zhuǎn)換屏熒光顆粒度和顯示器的像素較大的缺 陷，有利于提高X射線實時成像的圖像質(zhì)量。圖像 放大后，檢測影像得到放大，工件中的細(xì)小缺陷也隨 之放大，在提高了系統(tǒng)靈敏度和分辨率的同時，圖像 的不清晰度也隨之下降，改善了圖像質(zhì)量。根據(jù)幾何圖影原理，得到圖像放大倍數(shù)公式M =(T +L2+L1)/ L1,因此公式（1)可寫為 Ug= (M- 1)°d,從該公式可以得出，隨著放大倍數(shù)M的增大， 幾何不清晰度Ug同時增大。圖像放大對圖像的靈敏度和清晰度有利有弊， 放大倍數(shù)存在一個最佳放大倍數(shù)Mopt。根據(jù)公式 (2)，結(jié)合國