射线检测技术6-5-工艺参数选择课件.ppt

1、6.5 透照工艺参数主要工艺参数 透照厚度透照厚度 焦距焦距F 射线源、射线能量射线源、射线能量(或管电压或管电压)V 曝光量曝光量E 采用较低采用较低V，较大的，较大的F，较大的，较大的E，可以得，可以得到更好质量的射线照片。到更好质量的射线照片。 1.透照厚度 透照厚度透照厚度：射线穿过工件的路径长度：射线穿过工件的路径长度 在实际检测中通常是根据曝光曲线来确定主要的在实际检测中通常是根据曝光曲线来确定主要的透照参数，而曝光曲线的横坐标是工件的透照厚透照参数，而曝光曲线的横坐标是工件的透照厚度。因此在确定其它透照参数前，必须先知道并度。因此在确定其它透照参数前，必须先知道并合理选择透照的厚

2、度，它决定了实际透照管电压合理选择透照的厚度，它决定了实际透照管电压、曝光量、像质指数的选取，还与透照厚度比、曝光量、像质指数的选取，还与透照厚度比、有效透照区等有关。有效透照区等有关。 平板焊缝透照厚度确定单面焊单面焊 双面焊双面焊 有垫板透照有垫板透照 平板焊缝透照厚度确定角焊缝透照角焊缝透照 变截面透照变截面透照 平板焊缝透照厚度确定平板焊缝透照厚度确定射线源在工件圆中心透照射线源在工件圆中心透照射线源在工件一侧垂直透照射线源在工件一侧垂直透照环焊缝透照厚度环焊缝透照厚度 射线源在工件一侧偏移透照射线源在工件一侧偏移透照 射线源在工件一侧偏移透照射线源在工件一侧偏移透照环焊缝透照厚度环焊

3、缝透照厚度环焊缝透照厚度环焊缝透照厚度透照厚度的特殊考虑 美国美国ASTM 标准常要求底片黑度满足标准常要求底片黑度满足D0-0.15D0与与D0+0.30D0之间。其中之间。其中D0是像质计所在处的黑度。根据此是像质计所在处的黑度。根据此规定，从胶片感光特性曲线和曝光曲线的函数关系，可对规定，从胶片感光特性曲线和曝光曲线的函数关系，可对厚度为厚度为T1T2的变截面的变截面(存在厚度差）工件，导出存在厚度差）工件，导出D0处对处对应的透照厚度应的透照厚度T，并作为确定透照电压的透照厚度，并作为确定透照电压的透照厚度 上式也可作为变截面工件透照时选择透照厚度时上式也可作为变截面工件透照时选择透照

4、厚度时的参考。的参考。 01212()3ATTTTT2. 焦距 考虑因素考虑因素n几何不清晰度几何不清晰度n工件几何形状工件几何形状n透照方式透照方式焦距大，几何不清晰度小，曝光时间长。焦距大，几何不清晰度小，曝光时间长。焦距必须满足射线照相对几何不清晰度的规定焦距必须满足射线照相对几何不清晰度的规定焦距应给出射线强度比较均匀的透照区焦距应给出射线强度比较均匀的透照区TFdTUg焦距TFdTUggUdTF1minfgU3/25 . 7Tdf3/1)15/2(TUg3/210Tdf3/1)10/1 (TUg3/215Tdf3/1)15/1 (TUg技术等级技术等级透照距离透照距离值值A级级AB级

5、级B级级JB/T4730-2005规定规定 TfF实质：限制了焦距最小值。实质：限制了焦距最小值。 诺模图诺模图-查找焦距的最小值。查找焦距的最小值。诺模图 先在先在d线、线、T线上分别找到所使用射线源的焦点尺线上分别找到所使用射线源的焦点尺寸和透照厚度的对应点。寸和透照厚度的对应点。 用直尺连接这二点。用直尺连接这二点。 直线与直线与f线相交的点对应的值，就是应选用的射线线相交的点对应的值，就是应选用的射线源与透照物体源侧表面的最小距离源与透照物体源侧表面的最小距离f值。值。 则则 Fmin=f+T 以上根据几何不清晰度的要求确定的以上根据几何不清晰度的要求确定的Fmin，必须，必须考虑有效

6、透照区的大小，即选用的焦距必须给出考虑有效透照区的大小，即选用的焦距必须给出射线强度均匀的适当大小的透照区。射线强度均匀的适当大小的透照区。实际选用的焦距总是要大于上面确定的焦距最小实际选用的焦距总是要大于上面确定的焦距最小值。值。 最小焦距的其他选择方法 RHalmshaw基于射线照相基本理论和长期的基于射线照相基本理论和长期的工业应用实践经验，提出最小焦距的选择应按所工业应用实践经验，提出最小焦距的选择应按所需要的射线照相质量等级，需要的射线照相质量等级，根据几何不清晰度许根据几何不清晰度许用值与固有不清晰度的关系，分以下三种情况用值与固有不清晰度的关系，分以下三种情况: 3. 射线源、射

7、线能量 射线对被检工件有足够的穿透力。射线对被检工件有足够的穿透力。对对X射线，穿透力取决于管电压。管电压越射线，穿透力取决于管电压。管电压越高射线的线质越硬，在试件中的衰减系数高射线的线质越硬，在试件中的衰减系数越小，穿透厚度越大。越小，穿透厚度越大。对于对于r射线，穿透力取决于射源的种类。射线，穿透力取决于射源的种类。 X射线机射线机 管电压管电压 r射线机射线机 平均能量或等效能量平均能量或等效能量 工业X射线设备可透照的钢的最大厚度 常用射线源可透照的钢厚度范围 选用较高能量的影响 线衰减系数减小线衰减系数减小 散射比散射比n减小减小 对比度降低对比度降低 胶片固有不清晰度增大，总的不

8、清晰度增大胶片固有不清晰度增大，总的不清晰度增大 底片颗粒度增大，灵敏度降低底片颗粒度增大，灵敏度降低 透照厚度宽容度较大透照厚度宽容度较大 选用较低能量的影响 影响射线穿透力，底片黑度不足，灰雾增大影响射线穿透力，底片黑度不足，灰雾增大 线衰减系数增大线衰减系数增大 对比度增大对比度增大 透照厚度宽容度小透照厚度宽容度小射线能量选择原则 保证穿透能力条件下选用较低的能量。保证穿透能力条件下选用较低的能量。 透照电压不能高于允许的最高透照电压，透照电压不能高于允许的最高透照电压，防止管电压过高产生较大的固有不清晰度防止管电压过高产生较大的固有不清晰度。 最高管电压最高管电压 不不同厚度时允许使

9、用的最高管电压同厚度时允许使用的最高管电压4. 曝光量 曝光量：射线强度与照射时间的乘积。曝光量：射线强度与照射时间的乘积。X射线机射线机 射线机射线机 影响：底片黑度、影像对比度、颗粒度及影响：底片黑度、影像对比度、颗粒度及信噪比，可记录的最小细节尺寸。信噪比，可记录的最小细节尺寸。itE AtE 曝光量 底片的底片的黑度黑度取决于胶片感光乳剂吸收的射线量，取决于胶片感光乳剂吸收的射线量，在其它条件一定时在其它条件一定时(工件、相对位置、胶片和增感工件、相对位置、胶片和增感屏、射线源屏、射线源)，底片黑度与曝光量有很好的对应关，底片黑度与曝光量有很好的对应关系，因此控制曝光量控制底片黑度。系

10、，因此控制曝光量控制底片黑度。颗粒度颗粒度：除了与胶片特性有关外，还与曝光量有：除了与胶片特性有关外，还与曝光量有关。随着曝光量的增加，影像黑度与背景黑度不关。随着曝光量的增加，影像黑度与背景黑度不均匀之比不断增大。均匀之比不断增大。E须达到一定的大小，才能须达到一定的大小，才能保证小的细节的影像的可检出性。曝光量应不低保证小的细节的影像的可检出性。曝光量应不低于某一最小值。于某一最小值。 0.4341DGTDnGD是胶片材性曲线的梯度，受曝光量影响是胶片材性曲线的梯度，受曝光量影响对比度对比度曝光量的推荐值互易律 决定光化学反应产物质量的条件只与总曝光量相决定光化学反应产物质量的条件只与总曝

11、光量相关，即取决于关，即取决于辐射强度和时间的乘积辐射强度和时间的乘积，而与这两，而与这两个因素的单独作用无关。即底片黑度只与总的曝个因素的单独作用无关。即底片黑度只与总的曝光量相关，而与辐射强度和时间单独作用无关。光量相关，而与辐射强度和时间单独作用无关。 成立条件成立条件：铅箔增感或无增感：铅箔增感或无增感 荧光增感时，互易律失效。荧光增感时，互易律失效。如果如果 I 和和 t 发生变化发生变化尽管乘积不变，底片的黑度仍会改变。此现象称尽管乘积不变，底片的黑度仍会改变。此现象称为互易律失效。为互易律失效。 意义意义：互易律给出了在底片黑度不变的前提下，：互易律给出了在底片黑度不变的前提下，

12、射线强度与曝光时间相互变化的关系。射线强度与曝光时间相互变化的关系。 平方反比定律 从一点源发出的辐射，其强度与距离的平从一点源发出的辐射，其强度与距离的平方成反比方成反比(光子数不变光子数不变)。 物理光学的一条基本定律。物理光学的一条基本定律。 意义：平方反比定律给出了射线强度与距意义：平方反比定律给出了射线强度与距离之间的变化关系。离之间的变化关系。21221/FFII射线曝光因子X射线管的辐射强度射线管的辐射强度V一定时，一定时， 为常数为常数辐射场中距源辐射场中距源F处的强度处的强度由互易律可知，由互易律可知，底片黑度不变底片黑度不变，只需，只需 保持为常数，即保持为常数，即 常数常

13、数2ZiVKIit2ZVKiiIt2FiIF.2211tItIItE2FitE2/FitE222221112FtiFtiFitM曝光因子 曝光因子给出了射线强度、曝光时间和焦曝光因子给出了射线强度、曝光时间和焦距之间的关系。当三个参量中一个或两个距之间的关系。当三个参量中一个或两个发生变化时，如何修正其他参量。发生变化时，如何修正其他参量。 曝光因子不变，底片黑度不变曝光因子不变，底片黑度不变,反之亦然。反之亦然。 222221112FtiFtiFitM222221112FtAFtAFAtMX射线机射线机射线机射线机 例例1:用某一用某一X射线机透照某一试件射线机透照某一试件,第一次第一次,透照管电压为透照管电压为200KV,管电流为管电流为5mA,曝光时间为曝光时间为4min,焦距为焦距为600mm,第第二次透照时管电压不变二次透照时管电压不变,决定将焦距变为决定将焦距变为900mm,如欲保持如欲保持底片黑度不变底片黑度不变,问如何选择管电流和时间问如何选择管电流和时间? 例例2:用用Ir192射线源透照直径射线源透照直径1米的环焊缝米的环焊缝,曝光时间为曝光时间为24min,得到的底片黑度恰好满足要求得到的底片黑度恰好满足要求,60天后仍用该射线天后仍用该射线源透照同样厚度的直径为源透照同样厚度的直径为1.2米的环焊缝米的环焊缝,问曝光时间应为问曝光时间应为多少多少?