第三章 射线照相质量的影响因素分析

1．3射线照相灵敏度的影响因素


胶片的感光特性曲线，给出的是胶片曝光 后（经暗室处理）得到的底片黑度（光学 密度）与（相对）曝光量对数的关系。 胶片经过曝光和暗室处理后称为底片。底 片上各处的金属银密度不同，所以各处透 光的程度也不同。底片的光学密度就是底 片的不透明程度，它表示了金属银使底片 变黑的程度，所以光学密度通常简称为黑 度。


(3) 胶片对比度：，胶片对比度又称胶片衬 度，是胶片感光后相邻两区域黑度△ D与该 区域接收的曝光量对数差之比。不同胶片在 相同的曝光量作用下，它在相邻两区域产生 的黑度△D 是不同的，胶片对比度大的黑度 差△D 也大。它可以看作是主因对比度的放 大系数。 胶片的感光特性是指胶片曝光后（经暗室处 理）得到的底片黑度（光学密度）与曝光量 的关系。主要的感光特性包括感光度（ S ）、 梯度（ G ）、灰雾度（D0 ）及宽容度等，感 光特性曲线集中反应了这些感光特性。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

如图所示，设入射到底片的光强度为I0，透 过底片的光强度为I，记光学密度为D，则光 学密度定义为

D＝lg（I0／I ）
I0
I
1．3射线照相灵敏度的影响因素

即光学密度为入射光强度与透射光强度 之比的常用对数之值。 曝光量是在曝光期间胶片所接收的光能 量，记光（射线）强度为I，曝光时间 为t，曝光量为 H，则曝光量可以用下 式定义

H＝I*t
1．3射线照相灵敏度的影响因素

在射线照相中通常所说的曝光量（常用 E 表示），与这里的定义不完全相同， 例如，对 X 射线采用管电流与曝光时间 的乘积，而对γ 射线则常采用源的放射 性活度与曝光时间的积，并没有直接采 用射线强度与曝光时间的积。但对于同 一管电压下的 X 射线或同一 γ 射线源的 γ 射线，它们之间存在固定的关系，即 仅相差一个常数倍数。
1、射线照相灵敏度


1．1．3 相对灵敏度：射线照相底片上能够 发现沿射线穿透方向上的最小缺陷（或最小 细节）的实际尺寸与穿透厚度的百分比称为 相对灵敏度。相对灵敏度实际上表示的是缺 陷与工件之间的厚度比。 射线照相灵敏度表示的是射线照片记录细节 或缺陷的能力，也就是说，射线照片显示缺 陷的能力；或射线照相检验技术发现缺陷的 能力。它是射线照相对比度、不清晰度和颗 粒度综合的结果。
1、射线照相灵敏度
射线照相灵敏度的表示方法有两种，一种称 为相对灵敏度，另一种称为绝对灵敏度。 相对灵敏度以百分比表示，即以射线照片上 可识别的像质计的最小细节的尺寸与被透照 工件的厚度之比的百分比表示。 绝对灵敏度则以射线照片上可识别的像质计 的最小细节尺寸表示。 用像质计测定的射线照相灵敏度也称为细节 灵敏度或像质计灵敏度，即它表示某种特定 形状的细节在使用的射线照相技术下可被发 现的程度，它不完全等同于同样尺寸的自然 缺陷可被发现的程度。


但实际的黑度分布并不是这种阶跃形式， 而是在两个黑度之间存在一个缓慢变化的 区域，使黑度逐渐地从一个黑度过渡到另 一个黑度，缓慢变化区的黑度分布不是直 线，而是一存在坡脚和肩部的曲线。进一 步的研究发现，过渡区的黑度实际上存在 不规则的大大小小的起伏不断变化，并不 是单调均匀的变化。 从金属阶梯边界这个射线照相影像，可以 给出射线照相影像的基本因素。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

如图，设阶梯上存在一很小的厚度差。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

按单色窄束射线衰减规律有 （1） 当△T是缺陷，其线衰减系数为u' 时，则式（1） 应改写为 （2） △I /I称为“物体对比度”或称其为“被检体对 比度”，有时也称为“主因对比度”。式（1）即 是射线检测的基本原理关系式，缺陷中充满空气， 其衰减系数忽略不计，它给出了一个小的厚度差 与对应的射线检测物体对比度之间的关系。

1．3射线照相灵敏度的影响因素



1．3．1射线照相对比度 (1)定义：射线照相底片上相邻两 区域的黑度差△D称为射线照相对比度 （或称为射线照相衬度）。射线照相对 比度愈大底片上的缺陷影像就愈容易发 现，射线照相对比度受工件主因对比度 和胶片对比度的影响； △D＝±0.434μG △T/（1＋n）


1．3射线照相灵敏度的影响因素

从式（ 2 ）可见，射线对缺陷的检验能 力，与缺陷在射线透照方向上的尺寸、 其线衰减系数与物体的线衰减系数的差 别、散射线的控制情况等相关。只要这 些方面具有一定的值，则缺陷将产生一 定的物体对比度，它就可以被射线检验 出来。
1.3射线照相灵敏度的影响因素


1、射线照相灵敏度


射线照相检验工作中，为了评定射线照 片的影像质量，设计了一些方法综合地 测定影像质量。现广泛采用射线照相灵 敏度这个概念。 射线照片上形成的影像的质量，它在一 定程度上综合评定了影像质量三个基本 因素。测定射线照片的射线照相灵敏度 采用像质计（像质指示器、透度计）， 最广泛使用的像质计主要是三种：丝型 像质计、阶梯孔型像质计、平板孔型像 质计，此外还有槽型像质计等。
1．2像质计和像质计灵敏度
常用的像质计有： Ⅰ号:像质指数从 1～7； Ⅱ号:像质指数从 6～12； Ⅲ号:像质指数从 10～16。 透照材料不同，所用的像质计不同。 如：Fe、Ni、Ti、Al、Cu； 常用的 Fe 像质计。用于碳钢、低合金 钢、不锈钢。 表示为16-FE-10, Ⅲ号。

1．2像质计和像质计灵敏度


1．2像质计和像质计灵敏度 1．2．1金属丝像质计（线型像质 计）：如何判断射线照片上的金属丝 影像是否是可识别的，不同标准有不 同的规定，JB/T4730--2005标准规 定应清晰看到金属丝影像的长度不小 于1 0 mm。
1．2像质计和像质计灵敏度



1．2．2金属丝象质计的相对灵敏度：规 定为在射线底片上可识别的金属丝最小 直径与工件的透照厚度的百分比， 常记为K：
1．3射线照相灵敏度的影响因素

(2)主因对比度 穿过被检体相邻部分后射线强度差与无缺 陷处的射线强度之比称为主因对比度。 当强度均匀的射线束透照射物体时，如果 物体局部区域存在缺陷或结构存在差异， 它将改变物体对射线的衰减，使得不同部 位透射强度不同，这样，采用一定的检测 器（例如，射线照相中采用胶片）检测透 射射线强度，就可以判断物体内部的缺陷 和物质分布等。
第二篇射线检测
第三章 射线照相质量的影响因素
淄博特检院 徐长业
射线照相的质量



1、射线照相灵敏度 1．1灵敏度概念 1．2像质计和像质计灵敏度 1．3射线照相灵敏度的影响因素
1、射线照相灵敏度



1、射线照相灵敏度 1．1灵敏度概念 1．1．1 定义：射线照相底片上能够发 现沿射线穿透方向的最小缺陷（或最小 细节）的能力称为灵敏度； 1．1．2 绝对灵敏度：射线照相底片上 能够发现沿射线穿透方向上的最小缺陷 （或最小细节）的实际尺寸称为绝对灵 敏度；



对比度公式的推导基于三个假设：1.工件中缺陷相对于工 件来说很小，且缺陷中充满空气，其衰减系数忽略不计； 2.缺陷的存在不影响到达胶片的散射线量；3.缺陷的存在 不影响散射比。 G= △D/ △lgE △D=G. △lgE=G(lgE2-lgE1)=Glg(E2/E1)=Glg（I2t/I1t） ＝ Glg（I2/I1）＝ Glg（1＋ △I/I）= Gln（1＋ △I/I） /ln10 Ln（1＋x）＝x（当x非常小时） △D=G（△I/I）/2.3=0.434G（△I/I）= 0.434μG △T/ （1＋n） 因为缺陷对射线的吸收系数不一样，所以有正负之分。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

对比度是影像与背景的黑度差，不清晰 度是影像边界扩展的宽度，颗粒度是影 像黑度的不均匀性程度。影像的对比度 决定了在射线透照方向上可识别的细节 尺寸，影像的不清晰度决定了在垂直于 射线透照方向上可识别的细节尺寸，影 像的颗粒度决定了影像可显示的细节最 小尺寸。
1．3射线照相灵敏度的影响因素
1．2像质计和像质计灵敏度


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射线照相灵敏度≠缺陷检出率 缺陷检出率= ①底片像质计灵敏度+ ②工艺参数选择的正确性（透照方向、焦 距等）+ ③良好的观片条件+ ④评片人员的判断能力
1．2像质计和像质计灵敏度
影响射线照相灵敏度的三大要素 射线照相对比度 △D （缺陷影像与其周围背景的黑度差）； 射线照相不清晰度 U （影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度）； 射线照相颗粒度 σD （影像黑度的不均匀程度）
K=d/T×100％
式中：K---丝型像质计射线照相灵敏度； d---射线照片上可识别的金属丝最 小直径； T---工件的透照厚度。
1．2像质计和像质计灵敏度

1．2．3像质计灵敏度： 在实际工程应用中，并不需要计算每次透 照的灵敏度数值，而是通过底片上金属丝 （即像质指数）的显示来了解和控制灵敏 度的。金属丝直径的编号即称为像质指数， 像质指数从 1 ～ 19 ，代表的直径从 3.2mm ～ 0.063mm。母材公称厚度不同、检测等级不 同，透照方式不同要求显示的像质指数号 值也不相同。表2-5-1是单壁透照像质计灵 敏度值。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

在射线检验中，影像质 量的基本因素，可以从 金属边界射线照相的影 像导出。如图，当透照 一锐利的垂直的金属物 体边界时，理想的情况 应得到一阶跃式的黑度 分布曲线，即当从一个 厚度过渡到另一个厚度 时，对应的黑度应从一 个黑度以阶跃的形式过渡到另一个黑度。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

1．2像质计和像质计灵敏度


用像质计测定的射线照相灵敏度也称为细 节灵敏度或像质计灵敏度，即它表示某种 特定形状的细节在使用的射线照相技术下 可被发现的程度，它不完全等同于同样尺 寸的自然缺陷可被发现的程度。 影响射线照片影像质量的因素也就是影响 射线照相灵敏度的因素，从技术方面归纳 可包括胶片类型、透照参数、透照布置、 辅助措施等。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

图是一般胶片的感光特性曲线的典型样式。特性 曲线的纵坐标表示底片的黑度，横坐标表示曝光 量的常用对数。
图 胶片的特性曲线
1．3射线照相灵敏度的影响因素




胶片的感光特性曲线一般可分为下面几个 部分。 （1）趾部 即曲线中的AC部分，也称为曝 光不足区。在这部分，对应于曝光量的增 加黑度的增加很慢。 （2）正常曝光部分 即曲线中的CD部分， 这部分曲线近似为直线，在这一部分，黑 度与曝光量的对数近似成正比。工业射线 照相检验中规定的射线照片黑度都在这个 范围之内。 （3）肩部 即曲线的DE部分，也称为曝光 过度区，在这部分当曝光量增加时，黑度 的增加很缓慢。
1．2像质计和像质计灵敏度



用像质计灵敏度计量：金属丝直径、或孔径、 或槽深 ；不同类型像质计没有严格对应关系， 只有大致对应关系。 JB/T4730灵敏度表示方法：绝对灵敏度法。 像质计灵敏度不等于自然缺陷灵敏度。 面积型缺陷检出灵敏度与像质计灵敏度存在着 较大差异。 原因——形状不同，尺寸不同 结果——透照角度不同，灵敏度变化不同； 焦点尺寸和焦距不同，对灵敏度影响不同。
1．3射线照相灵敏度的影响因素

在射线照相中影像的对比度定义为射 线照片上两个区域的黑度差，常记为 △D。即，如果两个区域的黑度分别为： D′、D，则它们的对比度为

△D＝D′－ D
1．3射线照相灵敏度的影响因素



射线照片上影像的对比度常指影像的黑 度与背景的黑度之差。 从物体厚度的一个小的增加量△T产生 的黑度变化，即可得到射线照相对比度 的公式。如图3-1所示，设在厚度T上局 部叠加了一小的厚度△T，记 D —— 对应厚度 T部分的黑度； D′—— 对应厚度 T＋△T 部分的黑 度；
1．3射线照相灵敏度的影响因素

对应金属边界的黑度差称为该影像的对 比度，记为△ D 。从一个黑度到另一黑 度的缓慢变化区的宽度即是射线照相的 不清晰度，一般记为 U ，它造成了射线 照片上影像边界的扩展。黑度不规则变 化的统计平均值（统计标准差）称为影 像的颗粒度，记为 σ D 。△ D 、 U 和 σ D 就 是影像质量的基本因素，也就是说，射 线照片上影像的质量由射线照相影像的 对比度、不清晰度、颗粒度决定。