射線照相靈敏度的影響因素

射線照相靈敏度的影響因素

第三章射線照相靈敏度的影響因素根據(jù)NB/T47013-2015要求，合格底片：AB級，單片黑度2.0-4.5

靈敏度：到達(dá)規(guī)定像質(zhì)指數(shù)；標(biāo)記齊全3.1射線照相靈敏度的影響因素

主要內(nèi)容概述射線照相對比度射線照相清晰度射線照相顆粒度第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素3.1.1概述評價(jià)射線照相影像質(zhì)量最重要的指標(biāo)：射線照相靈敏度射線照相靈敏度定義：定性：指發(fā)現(xiàn)和識別細(xì)小影像的難易程度（能力）定量：指射線底片上可觀察到的最小缺陷尺寸或最小細(xì)節(jié)尺寸；射線檢測射線照相靈敏度表示方法：絕對靈敏度：在射線照相底片上沿射線穿透方向上所能發(fā)現(xiàn)的最小缺陷尺寸。相對靈敏度：在射線照相底片上所發(fā)現(xiàn)最小缺陷尺寸與透照厚度的百分比。(t/T)*100%為便于定量評價(jià)射線照相靈敏度，常用與被檢工件或焊縫的厚度有一定百分比關(guān)系的人工結(jié)構(gòu)，如金屬絲，孔，槽等組成所謂透度計(jì)，又稱為像質(zhì)計(jì)。作為底片影像質(zhì)量的監(jiān)測工具，得到靈敏度稱為像質(zhì)計(jì)靈敏度。注意：底片上顯示的像質(zhì)計(jì)最小金屬絲直徑、孔、槽深度，并不等于工件中發(fā)現(xiàn)的最小缺陷尺寸，即像質(zhì)計(jì)靈敏度并不等于自然缺陷靈敏度。但像質(zhì)計(jì)靈敏度提高，間接反映出射線照相對最小自然缺陷檢出能力提高。

第三章射線照相靈敏度的影響因素射線檢測

注意：對裂紋之類方向性很強(qiáng)的面積型缺陷，即使底片上像質(zhì)計(jì)靈敏度很高，黑度，不清晰度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，有時(shí)也難與檢出甚至完全不能檢出。面積型缺陷檢出靈敏度與像質(zhì)計(jì)靈敏度存在較大差異。影像射線照相靈敏度有三大因素：1、射線照相對比度（缺陷影像與其周圍背景的黑度差）2、不清晰度（影像輪廓邊緣黑度過渡區(qū)的寬度）3、顆粒度（影像黑度的不均勻程度）三大要素綜合結(jié)果決定射線照相靈敏度。三大因素又分別受到不同工藝因素影像。第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素3.1.1概述像質(zhì)計(jì)靈敏度的含義

只是底片像質(zhì)的一種定量表示方法，對最小缺陷的檢出能力（指體積型缺陷），并不等同于被檢工件的最小缺陷的尺寸。如：一張符合標(biāo)準(zhǔn)合格的射線底片，清晰顯示像質(zhì)計(jì)指數(shù)13，金屬絲直徑為0.20㎜的影像。不能確認(rèn)為：該工件內(nèi)部大于或等于0.20㎜的缺陷影像全部顯示出來。第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素分析三大因素;（1）提高對比度（ΔD），是為了發(fā)現(xiàn)沿射線透照方向上，可識別最小缺陷，

（細(xì)節(jié)ΔT）的能力。（2）控制不清晰度（U），是為了發(fā)現(xiàn)垂直于射線透照方向上，可識別最小缺陷（細(xì)節(jié)ΔL）尺寸的能力。（3）控制顆粒度（σD），是為了解決影像記錄最小缺陷細(xì)節(jié)的能力。

3.1.2射線照相對比度

如果工件中存在厚度差，射線穿透工件后，不同厚度部位的透過射線的強(qiáng)度就不同，曝光后，底片上不同部位就會產(chǎn)生不同的黑度。射線照相底片上的影像是由不同黑度的陰影構(gòu)成的，陰影和背景的黑度差使得影像能夠被觀察和識別。把底片上某一小區(qū)域和相鄰區(qū)域的黑度差稱為底片對比度，也叫底片反差。

底片對比度越大，越容易識別。

為了檢出較小缺陷，獲得較高靈敏度，必須提高靈敏度。

不利：試件能被檢的厚度范圍減少，底片評定區(qū)縮小曝光時(shí)間長，檢測速度下降，檢測成本增大等第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素3.1.2底片對比度

1）組成：主因?qū)Ρ榷群湍z片對比度。

a.主因?qū)Ρ榷龋壕褪谴嬖诤穸炔睢鱐部位到達(dá)膠片形成黑度與其無厚度差到達(dá)膠片形成的黑度差。

主因?qū)Ρ榷裙剑骸鱅/I=μ△T/(1+n)

b.膠片對比度：不同類型的膠片即使照相條件相同也會有不同的黑度差。

膠片對比度公式：G=△D/△lgE即△D=G*△lgE綜合主因?qū)Ρ榷群湍z片對比度公式推出：

射線照相對比度公式：△D=0.434G*μ△T/(1+n)射線照相對比度=主因?qū)Ρ榷取聊z片對比度第三章射線照相靈敏度的影響因素不同厚度射線照相后形成不同黑度示意圖第三章射線照相靈敏度的影響因素3.1.2射線照相對比度影像因素射線照相對比度：△D=0.434G*μ△T/(1+n)射線底片的對比度△D是主因?qū)Ρ榷圈獭鱐/(1+n)和膠片對比度G共同作用的結(jié)果主因?qū)Ρ榷仁菢?gòu)成底片對比度的根本原因，而膠片對比度可以看作是主因?qū)Ρ榷鹊姆糯螅ǔ７糯笙禂?shù)(通常這個(gè)系數(shù)為3～6，有的教材3～8)。（1）主因?qū)Ρ榷龋害/I=μΔT/（1+n）；μ的相關(guān)因素：源的種類；射線能量；工件材質(zhì)缺陷密度μ↑→ΔD↑在保證穿透力的情況下，選擇能量低的射線進(jìn)行照相，是增大對比度的常用方法源的種類：X射線（連續(xù)譜）和γ射線（線狀譜）的差異；射線能量：能量↑→μ↓→ΔD↓工件材質(zhì)和缺陷內(nèi)含物|μ1-μ2|：取決于物質(zhì)原子序數(shù)和密度；|μ1-μ2|↑→ΔD↑第三章射線照相靈敏度的影響因素（1）主因?qū)Ρ榷龋害/I=μΔT/（1+n）；ΔT的相關(guān)因素：缺陷體積（高度、截面形狀）；透照方向

ΔT↑→ΔD↑（透照方向）缺陷體積：（不僅高度，線狀缺陷的截面寬度、點(diǎn)狀的體積也有影響；）透照方向：（缺陷延伸方向與射線束角度）第三章射線照相靈敏度的影響因素（1）主因?qū)Ρ榷龋害苔/（1+n）；n的相關(guān)因素：源的種類；射線能量；工件材質(zhì)；工件形狀；散射屏蔽措施。

n↓→ΔD↑源的種類：X射線、高能X射線和γ射線的差異；射線能量：能量與透照厚度；工件材質(zhì)：鋼與輕金屬；工件形狀：大厚度差工件，厚而窄的工件，有余高焊縫；散射屏蔽措施：第三章射線照相靈敏度的影響因素（2）膠片對比度：ΔD=G*ΔlgE

；

影響因素三個(gè)：膠片種類：不同類型的膠片有不同梯度G，G↑→ΔD↑非增感型膠片梯度比增感型大，選擇梯度大，提高對比度。底片黑度：黑度增大，梯度增大。為保證對比度，射線檢測常對底片的最小黑度提出限制，為增大對比度，射線照相底片取較大黑度。顯影條件：顯影條件的變化可以顯著改變膠片特性曲線的形狀，改變梯度，顯影配方，顯影時(shí)間，顯影溫度，顯影液活度都會影響膠片的梯度。

第三章射線照相靈敏度的影響因素（3）小缺陷射線檢測小缺陷定義:是指橫向尺寸（垂直于射線束方向）遠(yuǎn)小于射線源尺寸的缺陷。包括小的點(diǎn)狀缺陷和細(xì)的線狀缺陷。影響對比度的照相幾何條件主要是射線源尺寸df、源到缺陷的距離L1、缺陷到膠片的距離L2。正常影像有缺陷的本影和半影組成，希望半影越小越好。下圖是小缺陷成像示意圖

第三章射線照相靈敏度的影響因素′第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素寬容度L：寬容度L是指在射線底片上能夠顯示的工件厚度范圍寬容度與對比度是相反的指標(biāo)，提高寬容度，就會降低對比度；反之，提高對比度，就會降低寬容度。如需要較高的寬容度，可選擇低梯度的膠片，或使用較高能量的射線實(shí)施透照（圖3-4）。第三章射線照相靈敏度的影響因素射線檢測第三章射線照相靈敏度的影響因素射線照相幾何不清晰度第三章射線照相靈敏度的影響因素

3.1.3射線照相清晰度現(xiàn)象：用一束垂直于試件表面的射線透照一個(gè)金屬臺階試塊，理論上理想的射線底片上的影像由兩部分黑度區(qū)域組成。一部分是試件OA部分形成的高黑度均勻區(qū)，另一部分是試件OB部分形成的低黑度均勻區(qū)，兩部分交界處的黑度是突變的，不連續(xù)的。但實(shí)際上底片上的黑度變化不是突變的，試件的“階邊”影像是模糊的，影像的黑度變化存在一個(gè)黑度過渡區(qū)，過渡區(qū)不是直線，存在著一個(gè)趾部和肩部。

黑度變化區(qū)域越大，影像的輪廓就越模糊，把該黑度變化區(qū)域的寬度就定義為射線照相不清晰度U。階邊影像的射線照相不清晰度第三章射線照相靈敏度的影響因素

2.射線照相不清晰度射線照相不清晰度越小，影像的輪廓越清晰，射線照相的清晰度越高，常用射線照相不清晰度描述射線照相清晰度。正常情況下，構(gòu)成射線照相不清晰度主要兩個(gè)方面因素：幾何不清晰度Ug與固有不清晰度Ui疊加。常用：平方和求根法：U=（Ug2+Ui2）1/2第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素1）幾何不清晰度Ug

定義：幾何不清晰度Ug：由于射線源非點(diǎn)源，具有一定尺寸，當(dāng)透照物體時(shí)，按照幾何投影成像原理，物體成像邊緣會產(chǎn)生一定的半影，此半影寬度為幾何不清晰度Ug。第三章射線照相靈敏度的影響因素公式：Ug=

b×df／（F-b）—缺陷幾何不清晰度Ugmax=L2×df／L1—射線照相幾何不清晰度Ug

b：缺陷到膠片距離；L1：焦點(diǎn)到工件表面距離；L2：工件表面到膠片距離。注意：膠片側(cè)和源側(cè)的不同工件中缺陷的幾何不清晰度幾何不清晰度Ug影響因素：b：缺陷到膠片的距離：

b↑→Ug↑→靈敏度↓df：源的大?。篸f↑→Ug↑→靈敏度↓F：焦距：F↑→Ug↓→靈敏度↑L1：源到工件表面的距離：

L1↑→Ug↓→靈敏度↑L2：工件表面到膠片的距離（L2=b）

L2↑→Ug↑→靈敏度↓示例第三章射線照相靈敏度的影響因素在NB/T47013中規(guī)定：射線源至工件表面的距離L1應(yīng)滿足下式的要求：A級：L1≥7.5df·L2

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（Ug≤L21/3×2/15）AB級：L1≥10df·L2

2/3

（Ug≤L21/3×1/10）B級：L1≥15df·L2

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（Ug≤L21/3×1/15）上世紀(jì)70年代德國國家標(biāo)準(zhǔn)首先采用的經(jīng)驗(yàn)公式，

L2↑→允許的最大Ug↑；第三章射線照相靈敏度的影響因素2）固有不清晰度Ui

定義：射線光子在膠片乳劑層中激發(fā)出電子的散射產(chǎn)生的。

是膠片的固有特性。固有不清晰度大小就是散射電子在膠片乳劑層中作用的平均距離。第三章射線照相靈敏度的影響因素固有不清晰度影響因素：（1）射線的能量對Ui的影響最大

射線的能量↑→Ui↑（2）增感屏屏一片貼緊程度對Ui的影響：不緊貼散射大。不清晰度大前后屏與膠片不貼緊影響＞前屏與膠片不貼緊影響＞后屏與膠片不貼緊影響；前屏與膠片間距0.1mm，Ui增大一倍；第三章射線照相靈敏度的影響因素幾何不清晰度構(gòu)成黑度過渡區(qū)直線部分，而固有不清晰度則使黑度過渡區(qū)產(chǎn)生趾部和肩部。射線照相不清晰度可以用鉑-鎢雙絲像質(zhì)計(jì)測定。提高清晰度的方法是設(shè)法減小二者之中影響較大的；對于中低能X射線照相，Ui很小，Ug成為主要影響因素；對于Co60、γ源照相，Ui值較大，是主要影響因素。為了提高清晰度盡量減少Ug，使之不超過Ui。對于裂紋宜選Ug=Ui，必要時(shí)通過改變幾何條件使Ug=Ui/2。第三章射線照相靈敏度的影響因素射線檢測不同射線能量相應(yīng)的固有不清晰度第三章射線照相靈敏度的影響因素射線檢測射線照相對比度、不清晰度、顆粒度對影像質(zhì)量影響第三章射線照相靈敏度的影響因素

3.1.4射線照相顆粒度1.顆粒性：是指均勻曝光的射線底片上影像黑度分布不均勻的視覺印象。2.顆粒度：是根據(jù)測微光密度計(jì)測出的數(shù)據(jù)、按一定方法求出的所謂底片黑度漲落的客觀量值。觀察高能量射線照射的快速膠片，不用放大鏡，顆粒性就很明顯。觀察受低能量射線照射的慢速膠片，顆粒性就不明顯。3.顆粒性印象不是單個(gè)顯影的感光顆粒引起的。在工業(yè)射線膠片中，由單個(gè)感光顆粒顯影產(chǎn)生的黑色金屬銀粒很少大于0.01mm，人眼難以識別。

顆粒的視覺印象是由許多銀粒交互重疊組成的顆粒團(tuán)產(chǎn)生的，而顆粒團(tuán)的黑度則是由這些單個(gè)銀粒的隨機(jī)分布造成的。第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素3.1.4顆粒度定義：底片影像是由許多形狀大小不一的顆粒組成，人們在觀察底片時(shí)感覺到的不均勻性稱為顆粒性。利用儀器測定透射光強(qiáng)的變化結(jié)果即為顆粒度。表示：標(biāo)準(zhǔn)偏差σ，（噪聲）它決定了底片所能記錄影像的最小細(xì)節(jié)。第三章射線照相靈敏度的影響因素顆粒性——視覺印象——照相質(zhì)量主觀評價(jià)法顆粒度——顯微密度計(jì)——照相質(zhì)量客觀評價(jià)法圖示第三章射線照相靈敏度的影響因素3.1.4顆粒度產(chǎn)生原因及影響因素：膠片噪聲（銀鹽顆粒、感光速度）量子噪聲（射線能量、曝光量、底片黑度）顯影條件

第三章射線照相靈敏度的影響因素

顆粒度總結(jié)（1）不同類別的膠片溴化銀的顆粒（0.01～1.0μ）不同，溴化銀顆粒較大的膠片感光度快，反之顆粒細(xì)小的膠片感光度就慢。射線底片缺陷影像是由非常小的金屬銀粒構(gòu)成的，這里指的顆粒度就是顯影后聚集銀粒團(tuán)的大小，而不是膠片本身的顆粒大小，一般來說顆粒度隨膠片粒度和感光速度的增大而增大。第三章射線照相靈敏度的影響因素（2）底片顆粒度的大小限制了最小缺陷尺寸的影像識別能力，一個(gè)很小（尺寸）的缺陷，在顆粒度較大的底片中不能形成自己的影像，或者其影像將被黑度的起伏所掩蓋，無法識別出來。

第三章射線照相靈敏度的影響因素（3）底片顆粒度與射線能量、曝光量和底片黑度有關(guān)；隨射線能量的增大而增大，隨曝光量和底片黑度的增大而減小。如：同一類型的膠片，在較低的射線能量和較大的曝光量透照下，底片可以得到較小的顆粒度，反之顆粒度增大。第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素（4）顆粒度與顯影條件和顯影過程有關(guān)，對某種類型的膠片，顯影條件與膠片特性不符，也會引起顆粒度增大第三章射線照相靈敏度的影響因素第三章射線照相靈敏度的影響因素底片靈敏度因素總結(jié)3.2靈敏度和缺陷檢出的有關(guān)研究

3.2.2射線底片黑度與靈敏度掌握的要點(diǎn)：黑度與G值、△D的關(guān)系；黑度與ΔDmin的關(guān)系；最佳黑度的概念和前提；平板試件透照的最佳黑度；不等厚試件最佳黑度和最佳射線能量第三章射線照相靈敏度的影響因素

最小可見對比度△Dmin

最小可見對比度又稱為識別界限對比度，其定義是在底片上能夠辨認(rèn)的某一尺寸影像的最小黑度差。

△Dmin與△D是兩個(gè)不同概念。△D是底片上的客觀存在的量值。△Dmin反映的是在一定