第三章射线照相质量的影响因素

第三章射线照相质量的影响因素Chapter3SomeFactorsInfluencingImageQualityforRT内容Contents•射线照相灵敏度的影响因素SomeFactorsInfluencingsensitivityforRT•灵敏度和缺陷检出的有关研究StudyonsensitivityanddetectabilityforRT射线照相灵敏度的影响因素•概述Introduction•射线照相对比度Contrast•射线照相不清晰度Unsharpness•射线照相颗粒度Graininess概述•无损检测灵敏度：发现最小缺陷的能力。•评价射线照相影像质量（ImageQuality）指标灵敏度。•射线照相灵敏度底片上可识别最小缺陷或最小细节的尺寸。•灵敏度分类：绝对灵敏度、相对灵敏度。概述•绝对灵敏度底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小缺陷的尺寸。•相对灵敏度底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小缺陷的尺寸与穿透厚度之比。•灵敏度的测量像质计（透度计）——像质计灵敏度。概述•像质计灵敏度≠自然缺陷灵敏度像质计灵敏度↑→自然缺陷灵敏度↑•射线照相灵敏度：是对比度、不清晰度和颗粒度三大要素的综合结果。概述•影响灵敏度的三大要素：对比度△D——缺陷影像与其背景的黑度差不清晰度U——影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度颗粒度σD——影像黑度的不均匀程度概述•影响射线照相灵敏度的因素射线照相对比度•影像：底片上不同黑度的阴影构成。•底片对比度（底片反差）：底片上某一小区域与相邻区域的黑度差。•有利影响：对比度↑→灵敏度↑•不利影响：对比度↑→宽容度↓有效判定区↓曝光时间↑检测速度↓检测成本↑射线照相对比度——理论计算22211121lg(lglg)lg()lg()lg()lg()/lg(1/)ln(1/)/ln10ln(1)(/)/2.3//(1)0.4310.43(')1EItIEItIDGEGEEGGGGIIIGIIGIIxxDGIIIITnGTDnGTDn主因对比度：胶片对比度：考虑到缺陷的衰减系数时：射线照相对比度底片对比度△D的构成：•主因对比度△I/I——根本原因；•胶片对比度G——主因对比度的放大系数；二者共同作用的结果。射线照相对比度——影响主因对比度的因素•△T——与缺陷的尺寸及透照方向有关；•μ——与工件的材质和射线能量有关；•μ‘——与缺陷的材质和射线能量有关；•n——与散射的控制有关。射线照相对比度——影响主因对比度的因素•结论为提高主因对比度的措施：选择透照方向，使△T↑选择低能射线，使μ↑减少散射，使n↓射线照相对比度——影响胶片对比度的因素•不同的胶片具有不同的梯度；•黑度↑→梯度↑——限制最小黑度；•显影条件：配方、显影时间、温度、显影液活度。射线照相对比度——照相几何条件对小缺陷对比度的影响•小缺陷：横向尺寸远小于射线源尺寸。•底片上影像：本影+半影•如本影消失，对比度显著下降。射线照相不清晰度•不清晰度：几何不清晰度、固有不清晰度。射线照相不清晰度•几何不清晰度Ug由于射线源有一定尺寸引起。•固有不清晰度Ui由于电子在胶片中散射引起。•总的不清晰度222giUUU射线照相不清晰度——几何不清晰度•几何不清晰度：因射线源有一定尺寸，使缺陷在底片上的影像边缘产生一定宽度的半影。•几何不清晰度的计算gdTUFTfgfdbUFbd式中：——焦点尺寸；F?—焦点到胶片的距离（焦距）；b?—缺陷到胶片的距离。射线照相不清晰度——几何不清晰度•最大几何不清晰度的计算相当于射线源侧工件表面缺陷或放置的像质计的几何不清晰度。2max112fgdLULLL式中：——焦点到工件表面的距离；——工件表面到胶片的距离。射线照相不清晰度——几何不清晰度•影响因素：射线源焦点尺寸、焦距、工件厚度。•提高几何清晰度措施：选择小焦点射线源；选择大焦距。•对射线检测的影响：F↑→Ug↓→影像质量↑↓射线强度↓→曝光时间↑射线照相不清晰度——几何不清晰度•在射线透照场中的不同位置，焦点尺寸不同（阴极一侧较大），Ug也不同——平板照相时底片上各点的Ug不同；•特殊工件如环焊缝的Ug复杂。射线照相不清晰度——几何不清晰度•例1平板对接焊缝厚度为20mm，射线源焦点为2mm，焦距为700mm，忽略焊缝加强高，求几何不清晰度。•例2采用双壁双影透照φ76×3的管子对接焊缝，已知X射线机焦点尺寸为3mm，焦距为600mm，焊缝表面加强高为2mm，焊缝根部没有加强高，求胶片侧焊缝和射线源侧焊缝的照相几何不清晰度。射线照相不清晰度——几何不清晰度21//()220/(70020)0.0588()ffdLLdbFbmmfgg已知：b=20mm,d=2mm,F=600mm,求：U解：根据：U＝＝答：几何不清晰度为0.0588mm.射线照相不清晰度——几何不清晰度2121,/()/()3(32)/0.0252()/(2)/ffffdLLdtFtmmdLLdDfg1g2g1g2已知：外径D=76mm,壁厚t=3mm,F=600mm,d=3mm焊缝表面加强高△t=2mm，根部加强高=0mm。求：双壁双影透照胶片侧和射线源侧焊缝的UU解：胶片侧焊缝的几何不清晰度：U＝＝△t△t600-(3+2)射线源侧焊缝的几何不清晰度：U＝＝△t(2)(7622)/600(7622)0.4615()FDmm△t=3答：胶片侧和射线源侧焊缝的几何不清晰度分别为0.0252mm和0.4615mm.射线照相不清晰度——固有不清晰度——产生原因•原因：光子穿过乳剂层时，激发出电子，使乳化银颗粒产生潜影造成影像边界的扩散和轮廓的模糊。•Ui的大小：散射电子在乳剂层中的作用的平均距离。射线照相不清晰度——固有不清晰度——影响因素•能量因素射线光子的能量越高，激发出的电子动能就越大，在乳剂层中的射程越长，Ui越大。•计算在100-400kV内，固有不清晰度为：0.790.0013()iUkV射线照相不清晰度——固有不清晰度——影响因素射线照相不清晰度——固有不清晰度——影响因素•增感屏因素射线光子穿过增感屏时发射出电子使乳化银颗粒产生潜影，同样产生固有不清晰度。•要素增感屏材质：在中低能量射线照相中，使用铅屏不使用铅屏的Ui大；在γ射线和高能X射线照相中，使用铜、钽、钨增感屏比铅屏的Ui小；厚度；Ui与厚度有关；使用情况：如果屏与胶片贴合不紧，Ui明显大。射线照相颗粒度•定义：描述在均匀曝光下，底片黑度地不均匀性。黑度不规则变化的统计平均值•原因：感光乳剂中溴化银晶体分布的随机性；单位面积内溴化银晶体的数目（尺寸）的随机性；射线光子吸收的随机性；显影条件和过程。射线照相颗粒度•影响因素胶片、射线能量、曝光和显影。•结论感光乳剂粒度↑射线能量↑曝光量↓黑度↓→颗粒度↑总结因素含义影响对比度影像与背景的黑度差决定在射线透照方向上可识别细节的尺寸不清晰度影像边界扩展的宽度决定在垂直于射线透照方向上可识别细节的尺寸颗粒度影像黑度的不均匀性决定可显示的细节最小尺寸灵敏度和缺陷检出的有关研究第二章射线检测系统Chapter2TestingSystemofRT