工藝規(guī)范對(duì)射線檢測(cè)中靈敏度和對(duì)比度的影響

1、工藝規(guī)范對(duì)射線檢測(cè)中靈敏度和對(duì)比度的影響2014魏鑠巖南昌航空大學(xué) 測(cè)光學(xué)院 110812班2014/5/28 星期三論述工藝規(guī)范對(duì)射線檢測(cè)靈敏度的影響及規(guī)范注意事項(xiàng)作者：魏鑠巖單位：南昌航空大學(xué)測(cè)試與光電工程學(xué)院110812班11081211號(hào)摘要：簡(jiǎn)述射線檢測(cè)（RT）工藝的歷史發(fā)展，以及近年來的發(fā)展走勢(shì)和工藝流程，簡(jiǎn)述了射線檢測(cè)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(shí)驗(yàn)的方法來展開論證，到最后得出結(jié)論。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果之后給出了射線檢測(cè)工藝卡的制定規(guī)范和所注意事項(xiàng).關(guān)鍵詞：射線檢測(cè);工藝規(guī)范；靈敏度一、前言1、射線檢測(cè)簡(jiǎn)介作為五大常規(guī)無損檢測(cè)方法之一的射線檢測(cè)（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(shí)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(duì)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(cè)方法，比如利用膠片感光，來檢測(cè)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(cè)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(guó)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(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn) 了一種新型射線，它會(huì)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(duì)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(gè) 獲得諾貝爾獎(jiǎng)金的佼佼者。倫琴發(fā)現(xiàn)X射線后，就 在四個(gè)月內(nèi)嘗試對(duì)各種對(duì)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(guó)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(píng)價(jià) 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(guó)倫敦的武爾威奇（Woolwich)兵工 廠研究所建組研究射線檢測(cè)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(guó)水城兵工廠安裝了一臺(tái)200kV X射線機(jī)， 1926年開始用于鍋爐焊縫檢驗(yàn)。同年德頃珅尺1 Berthold在柏林開展工業(yè)射線檢測(cè)研究。1941年美國(guó)鐳和X射線學(xué)會(huì)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(guó)無損檢測(cè)學(xué)會(huì).20世紀(jì)50年代工業(yè)射線照相用的第一個(gè)_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.fiCo激活時(shí)間要長(zhǎng)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(guó)一家公司公開了75 Se源的利用價(jià) 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的目前仍是1S2lr* Co

6、，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(chǎng)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(cè)與其他常規(guī)檢測(cè)比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍射線CR成像1.檢測(cè)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(cè)結(jié)果可以保存；4.使用對(duì)象廣,金屬、非金屬、復(fù)合材料均可檢測(cè)1.檢測(cè)成本較高；2.存在安全隱患，應(yīng)注意射線防護(hù)；3.對(duì)體積型缺陷的檢測(cè)靈敏度較 高，對(duì)平面型缺陷的檢測(cè)靈敏度 較低；4.須利用雙面法檢測(cè)；5.照相法的檢測(cè)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)CT1.對(duì)缺陷定性、定位、定量

7、，結(jié)果直觀； 2.檢測(cè)靈敏度高（密度分辨率.，空 間分辨率，幾何靈敏度m）； 3.檢測(cè)對(duì)象基本不受材料尺寸、形狀的限制檢測(cè)成本高、檢測(cè)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(jià)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(cè)：如鉛、鈾高密度材料中的低原子序數(shù)物質(zhì)檢測(cè)，如金屬外殼中含氫物質(zhì)的檢測(cè)高能X射線照相1.穿透能力強(qiáng)；2.焦點(diǎn)小，焦距大，幾何不清晰度??；3.強(qiáng)度大，曝光時(shí)間短，連續(xù)運(yùn)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.能量越高，固有不清晰度增大；

8、2.價(jià)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(cè)對(duì)象幾何尺寸的限制；2.靈敏度高，尤其是對(duì)于低x射線吸收系數(shù)材料的檢測(cè)；3.快速三維成像；1. 不能檢測(cè)的大型構(gòu)件；適合于檢測(cè)鋁臺(tái)金、塑料、復(fù)合材料等原子序數(shù)較低材料的物體，對(duì)低密度材料的檢測(cè)將獲得比透視成像更高的對(duì)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(guó) 無損檢測(cè)雜志上發(fā)表題為“數(shù)字射線照相方法評(píng) 述”的文章，在評(píng)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(shí)代已經(jīng)到來。近年來 射線檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的基本特點(diǎn)是數(shù)字圖像處理技術(shù) 廣泛應(yīng)

9、用于射線檢測(cè)。射線層析檢測(cè)和實(shí)時(shí)成像檢 測(cè)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(chǔ)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(dòng)識(shí)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(gè)射線檢 測(cè)領(lǐng)域。1994年Harold Berger在美國(guó)材料評(píng)價(jià)發(fā)表 的“射線無損檢測(cè)的趨勢(shì)”中提出，在20世紀(jì)的最 后10年和21世紀(jì)的初期，下列技術(shù)將得到廣泛應(yīng) 用：

10、數(shù)字X射線實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)在制造、在役檢驗(yàn) 和過程控制方面；具有數(shù)據(jù)交換、使用NDT工作 站的計(jì)算機(jī)化的射線檢測(cè)系統(tǒng)；小型、低成本的 CT系統(tǒng)；微焦點(diǎn)放大成像的X射線成像檢驗(yàn)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(chǔ)在硬盤（磁帶機(jī)等 存儲(chǔ)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(píng)定奠 定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在一塊硬盤或一片光盤上可存 儲(chǔ)大量的圖像，每一幅圖像的存儲(chǔ)成本很低，隨 著數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)的不斷發(fā)展，存儲(chǔ)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射線照相的應(yīng)用提高了無損檢測(cè)的 管

11、理水平和效率，可方便（迅速和可靠歸檔，如 長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，30年圖像質(zhì)量都不會(huì)變壞，且可任 意調(diào)用不會(huì)丟失信息，從根本上改變了傳統(tǒng)的對(duì) 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(chǔ)不但節(jié)約了大量膠片，還節(jié)約了大量 用于底片的存儲(chǔ)空間和管理人員，也可使資料的 存儲(chǔ)時(shí)間得以延長(zhǎng)，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(cè)效率 是評(píng)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(duì)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(duì)比度和寬容度 上有較大的動(dòng)態(tài)范圍!特別是DR檢測(cè)

12、器的高靈 敏度！使數(shù)字化成像的量子檢測(cè)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(shí) 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(gè)數(shù)量級(jí)，且降低了X射線機(jī) 的負(fù)荷，相對(duì)延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命，故障率降 低，維修費(fèi)用也相應(yīng)降低。同時(shí)，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(shì)所趨。 它的應(yīng)用將射線檢測(cè)的技術(shù)水平提高到一個(gè)新的

13、 層次，不但能節(jié)約大量膠片、藥水、洗片機(jī)和存 儲(chǔ)等費(fèi)用，還能比較好地進(jìn)行質(zhì)量控制。一旦數(shù) 字化檢測(cè)被全面引進(jìn)到無損檢測(cè)行業(yè)中，必將引 起一次重大的變革。二、射線檢測(cè)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(shí)，電子就從陰極向陽極方向加速飛行、獲得很大的動(dòng)能，當(dāng)這些高速電子撞擊陽極時(shí)。與陽極金屬原子的核外庫侖場(chǎng)作用，放出X射線。電子的動(dòng)能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線能，其中大部分都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電子是從陰極移向陽極的，而電流則相反，是從陽極向陰極流動(dòng)的，這個(gè)電流叫做管電流，要調(diào)節(jié)管電

14、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(jí)電壓來實(shí)現(xiàn)的。利用射線透過物體時(shí)，會(huì)發(fā)生吸收和散射這一特性，通過測(cè)量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來探測(cè)缺陷的。X射線和射線通過物質(zhì)時(shí)，其強(qiáng)度逐漸減弱。射線還有個(gè)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(shí)，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(gè)作用叫做射線的照相作用。因?yàn)閄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)感光作用的增感屏，增感屏通常用鉛箔

15、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(cè)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?yàn)楸粩z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(gè)地起作用的，每個(gè)顆粒形成潛影的一個(gè)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。鹵化銀顆粒大易感光，鹵化銀顆

16、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(huì)被感光。只有具有缺陷的點(diǎn)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(shí)，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(gè)自由電子后變成鹵原子，鹵原子組成鹵分子后離開晶體晶格結(jié)構(gòu)被明

17、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(chǎng)帶電體。晶體內(nèi)的晶格間銀離子在電場(chǎng)作用下被引向電場(chǎng)，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(zhǎng)大，達(dá)到一定程度就曝光合適，這時(shí)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，光照射強(qiáng)的分解程度大，產(chǎn)生的單質(zhì)

18、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(shí)別細(xì)小影像的難易程度。射線照相靈敏度分為絕對(duì)靈敏度和相對(duì)靈敏度。在射線照相底片上能發(fā)現(xiàn)的沿射線穿透方向上的最小細(xì)

19、節(jié)尺寸稱為絕對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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)透照一定厚度的工件時(shí)，按幾何投影成像原理

20、，在底片上會(huì)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(shí)驗(yàn)設(shè)備及器材X射線機(jī)一臺(tái)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(jì)（即透度計(jì)）一套膠片和鉛增感屏若干黑度計(jì)一臺(tái)觀片燈一臺(tái)鉛字標(biāo)記符號(hào)若干四、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1.實(shí)驗(yàn)背景在實(shí)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(shí)別細(xì)小影像的難易程度。而對(duì)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(duì)比度越大，影像就越容易被觀察和識(shí)別。當(dāng)工藝規(guī)范變化時(shí)，上述兩者自然也會(huì)發(fā)生變化，掌握這種變化規(guī)律將有利于檢測(cè)

21、人員更進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)與理解射線照相法的原理和利用過程。2.實(shí)驗(yàn)背景1. 通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)主要的檢測(cè)規(guī)范(管電壓、曝光量和焦距)改變時(shí)對(duì)靈敏度和黑度比的影響。2. 掌握自行設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)的基本方法，培養(yǎng)和鍛煉獨(dú)立工作能力。3. 培養(yǎng)和提高撰寫技術(shù)論文的能力。3.實(shí)驗(yàn)原理黑度比和靈敏度檢測(cè)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(jì)。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(shí)顯出一組金屬絲的圖象，用以 鑒定檢測(cè)的靈敏度。黑度比與靈敏度分別按下式計(jì)算： （公式1-1） （公式1-2）式中：D 薄是在 5ram

22、厚度處測(cè)量的黑度值；D 厚是在 6mm 度處測(cè)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(shí)驗(yàn)方法與步驟1.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)間/min801031001031201031401

23、0316010312051120101120103120104120125表1(2)實(shí)驗(yàn)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(jì)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(tái)上設(shè)定需要曝光的時(shí)間，然后調(diào)節(jié)管電壓和管電流（可先設(shè)定曝光時(shí)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(shí)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(shí)間相同的時(shí)間后才能繼續(xù)使用3.暗室處理關(guān)閉暗室中的白熾燈，只開安全燈

24、，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(píng)片。4.底片判斷(黑度測(cè)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(jì)擺放的位置（若干顏色比周圍淺且平行的細(xì)線），找出能識(shí)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(cè)，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(jì)所在的附近的黑度較D厚較大的區(qū)域）。將膠片放置于黑度計(jì)上，使待測(cè)點(diǎn)處于黑度計(jì)中

25、心的亮點(diǎn)處，輕按測(cè)量壁，使其接觸膠片，此時(shí)數(shù)據(jù)顯示屏?xí)@示此點(diǎn)的黑度值。在D薄和D厚處分別找3個(gè)點(diǎn)（避開邊緣及壞點(diǎn)處）測(cè)量黑度，對(duì)其分別求平均值。按公式1-2可計(jì)算出黑度比，并記錄。4.1.5實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)管電壓/KV管電流/mA曝光時(shí)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8010310000.900.870.880.880.830.810.790.811.080.1603.2010010310001.691.661.651.671.191.221.201.201.390.1603.2012010310002.432.

26、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1205110001.491.491.531.501.091.061.111.091.380.1603.2012010110002.472.492.472.482.022.052.042.041.220.1603.2012010310003.543.443.403.462.312.332.3

27、52.331.490.1002.0012010410004.044.023.974.012.792.712.802.771.450.1603.2012012510004.234.264.264.253.403.363.383.381.260.2505.00表二五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表二所示，由表二作坐標(biāo)圖圖（5-1）管電壓對(duì)對(duì)比度的影響曲線圖（5-2）曝光量對(duì)對(duì)比度影響曲線圖（5-3）曝光量對(duì)靈敏度影響曲線圖（5-4）管電壓對(duì)靈敏度影響曲線。E/kv圖（5-1） 管電壓對(duì)對(duì)比度的影響曲線圖（5-2） 曝光量對(duì)對(duì)比度的影響曲線圖（5-3） 曝光量對(duì)靈敏度的影響曲線E/kv圖（5-4） 管電壓對(duì)靈

28、敏度的影響曲六、結(jié)果分析X光實(shí)時(shí)成像檢測(cè)的主要參數(shù)是管電壓（U)和 管電流(I)。對(duì)低碳鋼焊接件作系列規(guī)范試驗(yàn)，試驗(yàn) 對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)靈敏度的影響圖4管電流對(duì)靈敏度的影響

29、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(zhǎng)L1或縮短h。但是，在增長(zhǎng)L1和縮 短L2的同時(shí)，檢測(cè)圖像的放大比例也在降低，從而 減小了檢測(cè)靈敏度，微小缺陷將無法識(shí)別。這種影 響關(guān)系可以從圖5、圖6中看出。圖5 L,對(duì)靈敏度的影響圖6 對(duì)靈敏度的影響在X射線實(shí)時(shí)成像檢測(cè)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(shí)時(shí)成像的圖像質(zhì)量。圖像 放大后，檢測(cè)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(shí)，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(shí)增大。圖像放大對(duì)圖像的靈敏度和清晰度有利有弊， 放大倍數(shù)存在一個(gè)最佳放大倍數(shù)Mopt。根據(jù)公式 (2)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外