射线照像检测技术

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焦距的选择
dT d Ug Fmin T (1 ) F T Ug

在实际工作中，常用诺 模图确定最小焦距
如果，D=2mm，T=15mm
查图得：f=180mm
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曝光量的选择
H It


E it 对于伽马射线：E At
对于X射线： 曝光量必须达到一定值 才能显示细节缺陷
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射线能量
– 对于X射线：射线管的电压 – 对于伽马Байду номын сангаас伤：伽马射线的能量

射线能量的选择：
– 能量高，衰减系数小，固有不清晰度增加。满 足要求时，选择较低的射线能量。 – 一般而言，伽马射线的检验灵敏度低于X射线， 但在某些场合（球罐环缝检验）采用伽马射线 可以实现全景曝光，提高效率。
射线检测技术
射线检测 ——重要的无损检测技术
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X射线和γ射线的性质
–在真空中以光速沿直线传播，不受电磁场影响。 –X 射线人眼不可见，能够穿透不透明的物体，波长 较短的硬射线（光子能量大）穿透物体能力强。 –射入物体时将与物质发生复杂的物理或化学作用， 如：使物质原子发生电离，使某些物质发出荧光， 使某些物质产生光化学反应。 –具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物 组织，危及生物器官正常功能。
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有效透照区：一次透 照的有效范围，在此 范围内：
– 黑度处于规定的范围 – 照像灵敏度符合规定。

透照厚度的控制：透 照厚度比K＝T’／T处 于规定的范围。
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基本透照参数的选择：
– 射线能量 – 焦距 – 曝光量

较低的射线能量，较大的焦距和较大的曝 光时间，可以获得高质量的照片。
– 相对灵敏度：可识别的最小尺寸和透射厚度的 比值。 – 绝对灵敏度：可识别的最小尺寸

灵敏度的测定采用像质计
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射线照像的基本透照布 置如图所示。 基本原则是使透照区的 透照厚度小，主要考虑 如下内容： – 射线源、工件、胶 片的相对位置。 – 射线中心束的方向。 – 有效透照区。
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射线照像的影像质量 影响射线照像影像的因素：

– 对比度Δ D：边界的黑度差 称为该影像的对比度。 – 不清晰度U：从一个黑度区 域到另一个黑度的缓慢变 化区的宽度，它造成了影 像边界的扩展。 – 颗粒度σD：黑度不均匀变 化的统计平均值。
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对比度Δ D是影像和背景的黑度差，决定了射 线透照方向可识别的细节尺寸。 不清晰度U是影像的扩展宽度，决定了在垂直 于射线透照方向上可识别的细节尺寸。 颗粒度σD是影像黑度的不均匀性，决定了影像 可显示的最小细节尺寸。
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对于一个特定的射线，如何提高对比度：
– – – – 使缺陷在透照方向具有最大的厚度差 采用低能量射线透照，提高衰减系数 减少到达胶片的散射线 采用优质胶片
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不清晰度U主要包括： 几何不清晰度Ug和胶 片固有不清晰度Ui。 焦点尺寸导致几何不 清晰度Ug 。 dT

ΔI/I称为“物体对比度”
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射线检测的基本原理
I I 'D I D I 'D / I D 1 ( ' )T I ID IS 1 n 1 n

射线对缺陷的检测能力与以下因素有关：
–缺陷在透射方向上的尺寸 –其线衰减系数与物体线衰减系数的差别 –散射线的控制情况有关。
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曝光参数计算例
– 采用固定X射线机透照一铸件，焦距为700mm、 管电流为8mA时，曝光时间为3min。当采用 1000mm焦距，管电流12mA时，曝光时间是多 少？
I1 F22 i2t2 10002 3 8 2 t2 4.1 2 I 2 F1 i1t1 700 12

Ug F T

焦点尺寸小，焦距大、 工件薄，则不清晰度 小。
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胶片固有不清晰 度Ui是由入射到 胶片的射线，在 乳剂层激发出二 次电子的散射产 生的。射线的能 量越高，Ui越大。
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射线照相的灵敏度：射线照片记录细节或 缺陷的能力，它在一定程度上综合了影像 质量的三个基本因素。

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某一点的射线强度与该点到源的距离的平 方成反比。 I1 F22
I2 F12

只要保证射线强度与曝光时间的乘积相等， 则得到底片的黑度相同。即：
I1t1 I 2t2

射线强度和曝光时间具有同等的作用，可 以互换（互易性）
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曝光曲线：在一定条件下，绘制的透照参 数（射线能量、焦距、曝光量）与透照厚 度之间的关系曲线。
I I ' D I D I ' D / I D 1 T I ID IS 1 n 1 n

当ΔT是缺陷时，设其线衰减系数为u’，则
I I 'D I D I 'D / I D 1 ( ' )T I ID IS 1 n 1 n
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射线检测的基本原理
I＝ID＋IS， I’＝I’D＋I’S ID , I’D：透射的一次射线强度 IS , I’S：透射的散射射线强度 由于ΔT<<T， 故IS ＝ I’S 因此有： ΔI＝ I’D － ID
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射线检测的基本原理
I D I 0 e T I ' D I 0 e ( T T ) (e x 1 x ) I 'D e T 1 T ID

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对比度的计算公式：
– 单色、窄束情况：
D G(lg I ' t lg It) G lg( I ' / I ) G lg(e T ) 0.434GT
– 宽束情况：
0.434( ' )GT 1 n 0.434GT D ( ' , 或 ' 0) 1 n D
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射线照相法的特点