胶片的“感光特性曲线”

前些天就胶片感光特性曲线问题，与强总进行过短信沟通。

我认为强总的意见比较准确、全面，而我的意见则有些偏颇。

为了进一步阐述这个问题，撰写了此文。

如有不当，请专家和读者朋友指正。

1 铅增感胶片感光特性曲线的两种型式
我们讨论的胶片，应是符合GB/T19348.1一2003《无损检测工业射线照相胶片第一部分：工业射线照相胶片系统的分》标准，即铅增感胶片。

感光特性曲线是表示吸收剂量K(或照射量P)和底片黑度之间的关系曲线，可以是D一LgK曲线，也可以是D一K曲线。

前者是涉及梯度G定义的常用曲线。

当X射线管电压和管电流等条件固定后，黑度仅决定于曝光时间t时，D一LgK曲线可用D一Lgt代替，D一K曲线可用D一t代替。

1.1 D一Lgt曲线
其特性曲线如图1所示。

图1 铅增感型胶片的D一lgt特性曲线
这种曲线，大约在黑度0.5以下，它有迟钝区和曝光不足区，黑度从0.5至5是曝光正常区，是个近三次方的呈“J”形的曲线。

在D=0.5～5的范围内，没有过渡区和反转区。

1.2 D一t曲线
铅增感胶片的D一t曲线，大约是一条上斜的直线，即黑度D和曝光时间t(实质是和吸收剂量K)近似成正比。

，见图2。

D和t、D和K的关系可以写为
D≈g.t
D≈g.K
式中：
g一比例系数。

笔者根据《日本射线探伤B》第22页表1.2，整理出表1，并根据表1绘制了D一t曲线。

表1 富士100#不同黑度下的t
(数据来源于《B》表1.2，管电压、管电流固定)
D
t (秒)
梯度G
1.0
35.25
1.7
1.5
58.5
3.0
2.0
81
3.7
2.5
105
4.9
3.0
127
5.9
以表1的t为横座标，D为纵座标，绘出D一t曲线，如图2。

图2富士100#胶片D一t曲线之一段
图2的纵座标D如果是净黑度，则D一t斜直线过座标零点。

由图可见：在管电压和管电流不变的前提下，铅增感型胶片的底片黑度大约和曝光时间t(或说吸收剂量K)成正比。

《美国无损检测手册.射线卷》(1992译本)给出了相似的图形，读者可查该书第216页图4一34。

该图是管电压不变的前提下，底片黑度D和曝光量E(管电流乘曝光时间)的关系曲线，即D一E曲线，在黑度0.5～3.0的范围内，D一E曲线是近乎过零点的右上斜曲线。

但在D>3以后有了(向下)偏差。

2 为什么常见特性曲线是D一Lgt曲线
我们熟悉的胶片法(黑度)对比度定性表达式为
ΔD=0.434.G.μ.ΔT/(1+n) (1)
去掉公式(1)和胶片有关的梯度G，其余部分可称为“透射线图像的对比度”，也即我们常说的主因对比度，暂以符号ΔP记之
ΔP=0.434μ.ΔT/(1+n) (2)
公式(2)是怎么导出来的，前提是
ΔP=LgI2-LgI1=ΔLgI (3)
可能是先行者们把这一概念用在胶片特性曲线上，就形成D一Lgt胶片特性曲线，并用这一思路求胶片某一黑度下的梯度G。

《日本射线探伤B》第22页表1.2，ΔD=D2-D1=0.2，Δt=t2-t1≈10s(秒)，然后取t的对数，求梯度G(译本称胶片对比度γ)的。

G=ΔD/(Lgt2-Lgt1) (4)
《日本射线探伤B》最后求得富士100#胶片的梯度见表1。

3 D一Lgt曲线还有用处么？
我认为，D一Lgt曲线已经没有什么用处了；反对者认为还有两点用处。

下面就所谓的两点用处，进行讨论。

3.1 黑度变化，确定吸收剂量(照射量，或曝光量、曝光时间)
我认为：其它所有条件不变，仅黑度变化，可用正比算法确定曝光时间t(或吸收剂量、照射量，或曝光量)，即
D2/D1=t2/t1
反对者认为：D>3以后有了偏差，所以不主张用，还是坚持查图1所示的曝光曲线。

读者可以从图1看出在D=2.5、Lgt=2以后，“J”字形曲线变得非常陡，你根本区分不开2.10和2.08，查得的偏差可能会更大。

笔者认为：既使D>3，使用正比算法仍然是简单、可靠，有些偏差，不妨碍工程使用。

3.2 怎梯确定梯度G？
纸上谈兵的教材，经常说：用过D点作“J”曲线切线的方法，求出切线与水平轴夹角为α
G=tgα(5)
真正负责任的教材，不主张采用这种方法。

前面讲述了《日本射线探伤B》使用的方法，见公式(4)；今天看来，日本的方法已经落后了，GB/T19348.1一2003已经规定了GD的计算公式
GD=dD/d(lgk)= =2.3K.(dD/dK) (6)
式中：GD一黑度为D时的梯度；
K一黑度为D时的吸收剂量。

当其它条件不变时，可以用曝光时间t代替公式(6)中的K，
GD=2.3t(dD/dt)
=2.3t(ΔD/Δt) (7)
如《日本射线探伤B》第22页表1.2，这次试验已知ΔD=0.2，Δt≈9.5s，(ΔD/Δt) ≈0.021s-1。

公式(7)可简化为
GD=2.3X0.02s-1Xt
=0.0484t (8)
式中：t一曝光时间，单位为s(秒)。

现在我们可以把表1中，任一黑度D所对应的t代入公式(8)，求出梯度G。

例如，D=1.0时，t=35.25s，代入公式(8)，GD=0.0484X35.25=1.7068≈1.7；又如，D=2.5，t=105s，
GD=0.0484X105=5.082，比表1的4.9稍大，根据《日本射线探伤B》第22页表1.2中Δt具体计算，几乎没有误差。

4 我的看法
D一Lgt型式胶片特性曲线应该被淘汰了。

当然，射线胶片被探测器取代的时日也不远了。

本文摘自: 中国无损检测论坛() 详细出处请参考：
/forum.php?mod=viewthread&tid=9432&extra=page%3D8。