曝光曲线制作

透过有缺陷部位和无缺陷部位后的射线强度比为：
= = I2 / I1= I0 e－ μ（d－ x）－μ′x/ I0 e－ μ d I0 e－ μd＋（μ－ μ′）x/ I0 e－ μ d e（μ－ μ′）x
(2-5)
由 2-5 式可知，被透照物质吸收系数与缺陷部位吸收系数差越大，则透过 有缺陷部位与无缺陷部位的射线强度差越大，从而反映在底片上的黑度差越大。 这样就可以通过 X 或 γ 射线透照，来判断缺陷的种类，数量和大小。
五、数据处理 1．从表 1-4 得到一组离散数据，由于 d 与 Log I0t 之间存在线性关系，这
是因为：
I = I0t − ud
（1-1）
lg I0t = ud + c
（1-2）
因此，这些点可以连成一条直线，但是在实验过程中由于各种因素的影响
而产生误差，这些点都可能偏离直线，利用实验所取得的数据求出直线方程，
应不同的厚度即有一对应点。将各实验点标注于对数坐标纸上便可得一条曝光
曲线，这一曝光曲线就是曝光量——厚度曝光曲线。
曝光量——厚度曝光曲线在对数坐标纸上是一条直线，这是因为：
I = I0 t－ μ d
（ 1-1）
通过推论可得：
log I 0t = µ d + c
（1-2）
四、实验方法与步骤 1．阶梯试块的准备 加工阶梯试块，其材质与被检工件相同或相似。形状、尺寸如图 1-1 所示。
表的直线，是平面 XOY 上一切直线中与已知观测值最靠近的一条直线。
曝光量——厚度曝光曲线的 Logit 与 d 之间已从数学表达式（1-2）知道具
有线性关系，因此可用一元回归法求此直线方程。
2．在实际工作中，由散点图得到的不一定是直线，经常遇到曲线。因此选
择适当类型的曲线去拟合各散点，如果各离散实验点趋近于在一直线的附近时，
x 12
2
x2
y2
x2 y2
x
2 2
┆
┆
┆
┆
┆源自文库
x
xn
yn
xn yn
x
2 n
n
n
n
n
∑
∑ xi
∑ yi
∑ xi yi
∑ xi2
i=1
i=1
i=1
i=1
实验数据（依据表 1-4）
实验点
xi (di )
yi (Log it)
xi yi
x i2
1
·6·
2 3 4
∑
注：本页附于实验报告内。
实验二 焊缝射线探伤及底片质量评定
·4·
系数 b 和 d。
b
=
n
∑ xi yi n ∑ xi2
− −
∑ xi ∑ yi (∑ xi )2
a
=
∑
yi ∑ xi2 − ∑ xi ∑ xi yi n ∑ xi2 − (∑ xi )2
（1-4） （1-5）
根据求得的 b 和 a 值即可得一条直线，这条直线称为 y 对 x 的回归直线，
（1-3）式 y 对 x 的回归方程，b 为回归系数，a 为一常数。这个回归方程所代
阶梯厚度梯按极差为 2mm 的等差数列变化，从 2mm～20mm，另外再制备厚度为 10mm 和 20mm 的平板试块各一块，如加在阶梯试块下面，可扩大制作曲线的厚
·2·
度范围。
2 20
30
300
图 1-1 阶梯式块示意图
2．制作管电压——厚度曝光曲线（钢铁材料） 管电压——材料厚度曝光曲线是常用的一种曲线，实验时要求： （1）按阶梯试块大小切好四张胶片（300×80mm），胶片用 0.03 毫米的铅 箔增感，放入暗袋中； （2）按表 1-1 所给定的条件逐张分别进行曝光，曝光时应固定焦距，曝光 量及暗室处理条件，放置识别标记等； （3）将曝光后的胶片进行暗室处理； （4）暗室处理后的底片用黑度计测量每一厚度对应的黑度值，并填入表 1-1 中； （5）根据表 1-1 的数据，在普通坐标纸上作出不同管电压时，材料厚度— —黑度的关系曲线，纵坐标为黑度 D，横坐标为材料厚度 d (mm)； （6）选黑度 D =1.5 时，作横坐标的平行线，与每根 D —— d 曲线相交， 并读取交点处的管电压和厚度值并填入表 1-2； （7）根据表 1-2 的数据，在普通坐标纸上绘制管电压——材料厚度的曝光 曲线，纵坐标为 KVP，横坐标为 d (mm)。 3．制作曝光量——厚度曝光曲线（钢铁材料） （1）按钢铁阶梯试块的大小切好四张胶片，用 0.03 毫米铅屏增感，放入
则可用上面的方法进行拟合。
六、实验讨论与分析
1．简述两种曝光曲线的作用；
2．列出实验数据，画好曝光曲线，并作简要分析。
表 1-1
机型 管电压（KVP）
d D d D d D d D
透照规范 焦距： mm ，曝光量： 底片黑度测量值
mA·t
表 1-2 （D =1.5 时） 厚度 d (mm) 管电压（KVP）
就是数据处理的主要任务，求解直线方程的方法很多，在此我们采用一元回归
方程：
y = bx+a
（1-3）
通过一元回归方程，求出（1-3）式中系数 a 和 b。回归直线方程也就得到
了。设有一组实验数据，自变量为 x，应变量为 y，在求回归方程时，首先按表
1-5，将 xi 和 yi 值填入，并计算出 xiyi，xi2 以及它们的和，然后按下式计算
实验项目一 焊缝的射线探伤检测
一、实验目的：
掌握利用 X 射线机对金属结构焊缝进行无损检测的方法。
二、实验器材：
1．X 射线机
一台
2．焊缝试板
一件
3．R16 系列像质计
一套
4．胶片、铅箔增感屏、暗袋和铅字
若干
5．密度计
一台
6．观片灯
一个
7．《JB4730-94 压力容器无损检测》标准
一本
三、实验原理： 1．X 射线和γ 射线具有穿透物质的特性，在穿透物质过程中，会被物质所
2．X 或γ 射线对某些物质可以产生光化学作用，利用光化学作用，可以采 用荧光显示摄像或感光胶片摄像，将上述过程进行显示和记录，即我们通常所 说的 X 或 γ 射线适时成像和 X 或 γ 射线照像技术。 四、实验步骤：
1．根据焊缝试块厚度及形状，制定工艺卡，选择适当的工艺规范。 2．将胶片置于试块下面，在试块上放好中心标记、搭接标记、试件编号、 检验日期、检验者代号等标记，垂直于焊缝，距焊缝边缘 5mm 以上。在胶片三 分之一处外侧放置与工件厚度相应的像质计，像质计的金属丝与焊缝垂直相交 跨越放置，细丝朝外。如图 2-2。 3．按照选择的工艺规范进行曝光。 4．暗室处理及水洗和干燥。
影、定影时间和显影温度的情况下，对同一材料的不同厚度工件的透照时，所
用的曝光条件（焦距、管电压、管电流和曝光时间），是不一样的，如果我们固
定其中的一些因素，使透照厚度仅随其中某一种因素的变化而改变，那么我们
就可以获得一条相关曲线，这条曲线就是曝光曲线。
曝光曲线是检测的工具。一台 X 射线机在不同的工艺和环境条件下其曝光
实验一 曝光曲线的制作
一、实验目的与任务
1．掌握常用曝光曲线的制作方法；
2．制作某一型号 X 射线机的曝光曲线。
二、实验设备与器材
1．X 射线机
一台
2．阶梯试块
一套
3．密度计
一台
4．铅箔增感屏和胶片等
若干
5．普通坐标纸和对数坐标纸各
一张
三、实验原理
选用任意一台 X 射线机，采用相同的增感屏、胶片、显影液、定影液及显
运用中最常用的基本曲线。
根据数学分析可以知道，管电压与透照厚度之间不存在简单的线性关系，
·1·
因而得到的不是直线而是一条曲线，但从实验中可以看出这条曲线的曲率不大，
在某些区域内可以近似的看作直线，在实验中用阶梯试块实现不同厚度 d 的透
照，在同一焦距和曝光量条件下，用不同的管电压进行多张胶片曝光，经暗室
实验项目一 焊缝的射线探伤检测..................................................................7 实验项目二 缺陷影像综合分析与等级评定 ..................................................9
为Ⅳ级。
（2）缺陷数量的规定：Ⅰ级焊缝内允许有圆形缺陷（长︰宽≤3︰1 的气
吸收，使透过的射线强度减弱，我们称其为衰减作用，这种物质对射线的衰减
作用具有一定的衰减规律，其衰减规律可用下列公式表示：
I = Ioe − µd
（2-1）
式中：I ——通过物体后的射线强度； Io——通过物体前的射线强度；
μ——物质的衰减系数；
d ——物体的厚度。
·7·
不同的物质对射线的吸收和衰减系数是不一样的，测量其变化就可以探测 物体内部有无缺陷，如图 2-1 所示：
·8·
搭接标记
中心标记
搭接标记
母材
像质计
铅字
焊缝
图 2-2 识别标记摆放示意图
五、实验结果分析与讨论： 1．如何提高射线探伤灵敏度。
实验项目二 缺陷影像综合分析与等级评定
一、实验目的与任务
1．学会识别常见缺陷的影像特征；
2．掌握缺陷定性评片技术；
3．基本掌握常见缺陷的定量评级技术。
二、实验器材与资料
目录
实验一 曝光曲线的制作......................................................................................1 实验二 焊缝射线探伤及底片质量评定...............................................................7
1．观片灯
一台
2．焊缝射线照相典型缺陷图谱
一册
3．实际焊缝检测底片
若干
4．定级缺陷模拟底片
若干
5．直尺、计算器
各一件
三、评片基本依据及要点
1．《JB4730-94 压力容器无损检测》标准有关底片评定的规定
（1）焊缝质量分级：射线检测的焊缝质量分为Ⅳ级。Ⅰ级焊缝内缺陷最少，
质量最高。Ⅱ、Ⅲ级焊缝内缺陷增多，质量依次降低。缺陷数量超过Ⅲ级者作
焦点
像质计
钢板
设： I1 为射线透过无缺陷部位强度，则：
I1 = I0 e－ μ d
（2-2）
设： I 2 为射线透过有缺陷部位强度，则：
胶片
图 2-1 射线透照示意图
I2 = I0 e－ μ（d－ x）
（2-3）
如果缺陷部位含有杂质或夹有其它物质，则：
= I2 = I0 e－ μ（d－ x）－μ′x I0 e－ μd＋（μ－ μ′）x （2-4）
·5·
表 1-3 机型
曝光量（mA·t） d D d D d D d D
透照规范 焦距：
mm ，管电压：
KVP
底片黑度测量值
表 1-4 厚度 d (mm) mA·t
Logi t
注：1．机型和透照规范实验前由老师提供；
2．实验结束后将本页剪下附于实验报告内。
表 1-5
实验点
x
y
xy
x2
1
x1
y1
x1 y1
曲线是不同的。因此，已经制成的曝光曲线只适用于与当时特定条件相同的状
态，否则应制作新的曝光曲线。常用曝光曲线有两种：
1．管电压——厚度曝光曲线：
在 X 射线机、胶片、增感屏、焦距、暗室处理条件保持不变的情况下，固
定曝光量（mA·min）对阶梯试块进行透照。为了使不同厚度部分的黑度值一样，
就必须随着厚度的变化而改变曝光强度（管电压 KVP），这就是我们在实际生产
电压（KVP）改变曝光量（mA·min），对阶梯试块进行分次曝光。
在管电压不变的情况下，d 与 logI t 呈直线关系。在实验中用阶梯试块实 0
现不同厚度 d 的透照，在同一管电压下用不同的曝光量进行多张胶片曝光，经
暗室处理可得一组底片。通过这组底片可获得多条黑度——厚度的关系曲线（每
张底片即是一条黑度——厚度的曲线）。我们选取某一黑度值时不同的曝光量对
·3·
暗袋中；
（2）按表 1-3 所给定的条件逐张分别曝光，曝光时间应固定焦距，管电压
及暗室处理条件，放置识别标记等；
（3）将曝光后的胶片进行暗室处理；
（4）暗室处理后的底片用黑度计测量每一厚度对应的黑度值，并填入表
1-3 中；
（5）根据表 1-3 的数据，在普通坐标纸上作出不同曝光量时，材料厚度—
—黑度的关系曲线，纵坐标为黑度 D，横坐标为材料厚度 d (mm)；
（6）选黑度 D =1.5 时，作横坐标的平行线，与每根 D - d 曲线相交，并
读取交点处的曝光量和厚度值并填入表 1-4 中；
（7）根据表 1- 4 的数据，在对数坐标纸上绘制 it（或 Logit）与 d 的曝
光曲线，纵坐标为 mA·t（或 Logit），横坐标为 d (mm)。
处理可得一组底片，通过这组底片可获得多条黑度与厚度的曲线（每张底片即
是一条黑度——厚度的曲线），当我们选取某一黑度值时，不同管电压对应的不
同厚度即有一对应点，将选取的各点标注于普通坐标纸上便可得一条曝光曲线，
这一曝光曲线，就是管电压——厚度曝光曲线。
2．曝光量——厚度曝光曲线
同制作管电压——厚度曝光曲线一样，在各种条件不变的情况下，固定管