曝光曲线的制作及应用

曝光曲线的制作及应用

曝光曲线是表示工件（材质、厚度）与工艺规范（管电压、管电流、曝光时间、焦距、暗室处理条件等）之间相关性的曲线图示。但通常只选择工件厚度、管电压和曝光量作为可变参数，其他条件必须相对固定。

曝光曲线必须通过试验制作，且每台X射线机的曝光曲线各不相同，不能通用。

一、曝光曲线的构成和使用条件

1.曝光曲线的构成

横坐标表示工件的厚度，纵坐标用对数刻度表示曝光量，管电压为变化参数，所构成的曲线则称为曝光量-厚度（E-T)曲线；若纵坐标表示管电压、曝光量为变化参数的曲线则称为管电压-厚度（Kv-T)曝光曲线。图1所示为一般形式的X射线曝光曲线图；图2所示为一种实用的γ射线曝光曲线图。

图1 X射线曝光曲线图

a)曝光量-厚度曲线 b)管电压-厚度曲线

2.曝光曲线的使用条件

任何曝光曲线只适用于一组特定的条件，这些条件包括：

(1)所使用的X射线机（相关条件：高压发生线路及施加波形、射源焦点尺寸及固有滤波）。

(2)—定的焦距（常取600〜800 mm)。

(3)—定的胶片类型（通常T3或T2胶片）。

(4)一定的增感方式（屏型及前后屏厚度）。

(5)所使用的冲洗条件（显影配方、温度、时间）。

(6)基准黑度（通常取3.0)。

图3 制作曝光曲线的D-T 曲线

a)小曝光量D-T 曲线 b)大曝光量D-T 曲线

这类曝光曲线一般只适用于透照厚度均匀的平板工件，而对厚度变化较大的工件如形状 复杂的铸件等，只能作为参考。

二、曝光曲线的制作

曝光曲线是在机型、胶片、增感屏、焦距等条件一定的前提下，通过改变曝光参数（固定“kV ”、改变“mA•min”或固定“mA•min”改变“kV ”）透照由不同厚度组成的钢阶梯试块，根据给定冲洗条件洗出的底片所达到的某一基准黑度（如为3.0或2.0)，来求得“kV ” “mA•min”、T 三者之间关系的曲线。

1.绘制D-T 曲线

采用较小曝光量、不同管电压拍摄阶梯试块，获得第一组底片。再采用较大曝光量、不同管电压拍摄阶梯试块，获得第二组底片，用黑度计测定获得透照厚度与对应黑度的两组数据，绘制出D-T 曲线图（见图3)。

图2 Se75γ射线曝光曲线图

2.绘制E-T曲线

选定一基准黑度值，从两张D-T曲线图中分别查出某一管电压下对应于该黑度的透照厚度值。在E-T图上标出这两点，并以直线连接即得该管电压的曝光曲线（见图4)。

图4 E-T曲线

三、曝光曲线的使用方法

1.曝光曲线的一般使用方法

从E-T曝光曲线上求取透照给定厚度所需要的曝光量，一般都采用所谓“一点法”，即按射线束中心穿透厚度确定与某一“kV”相对应的E。但需注意，对有余高的焊接接头照相，射线穿透厚度有两个值，这时需要注意标准允许黑度范围与曝光曲线基准黑度的关系，JB/T 4730标准规定AB级允许黑度范围2.0〜4.0,如果曝光曲线基准黑度为3.0或更高，则以母材部位12mm为透照厚度查表为宜，这样能保证焊缝部位黑度不致太低；如果曝光曲线基准黑度为2.5或更低，则以焊缝部位16mm为透照厚度查表为宜，这样能保证母材部位黑度不致太高。

2.考虑厚度宽容度的曝光曲线使用方法

透照钢焊缝时应使焊缝余高部分的黑度（D

min )和母材部分的黑度（D

max

)都符合射线

照相检测标准规定的黑度范围，这就需要考虑宽容度问题。此时可根据曝光曲线和胶片特性曲线提供的数据，来确定透照一定厚度范围达到规定黑度范围的曝光量。

具体步骤如下（参阅图5)：

(1)由被检焊缝确定透照最小厚度：T和最大厚度T

A

。

(2)在E-T眼光曲线图横坐标上找出了T、T

A

两点，由此作垂线与各“kV”线

相交。

(3)由斜线上各交点作出横轴平行线与纵坐标相交。

(4)由纵坐标各交点求出与各“kV ”值相应的达到同一基准黑度D 1(如D 1=18)的曝光

量比值'ψ。

(5)由使用胶片特性曲线找出与标准规定的黑度上下限值D 2、D 1相应的曝光量比值

lg 10

E

ψ=。

(6)比较'ψ与ψ的值，务使'

ψ≤ψ。

(7)取'ψ最接近ψ的“kV ’’值作为满足厚度宽容度的管电压。

3.材质改变时曝光参数的换算

要使一种材料的曝光曲线适用于其他材料的透照，可利用射线透照等效系数进行厚

度换算。所谓射线透照等效系数（用m ψ表示），是指在一定管电压下，达到相同射线吸收效果(或者说获得相同底片黑度）的基准材料厚度T 。与被检材料厚度T m 之比，即

m m /T T ψ=

钢为基准材料（m ψ=1.0)时，几种常用金属材料在不同管电压和能量下的射线透照等效系数的近似值见表1。

图5 考虑厚度宽度的曝光曲线使用示意图

a)曝光曲线 b)胶片特性曲线 c)焊缝特性曲线

表1 某些金属的射透照等效系数

m (以钢为基准)