X射线机暴光参数计算法

2012年8月第22期科技视界Science &Technology Vision0引言射线探伤是无损检测主要常规检验方法之一,在电力建设焊接施工检验中占有重要地位。

而对于射线检验中应用最多的X 射线检验来说,曝光曲线的应用对于检验人员正确选择曝光参数、有效控制透照底片质量有着重要的理论和实践意义。

当前,在电力建设焊接施工检验中,检验人员实际透照选择曝光参数时,一般对受检部件进行二至三次试拍片以后,才能找出较为合适的曝光数据,这种方法既浪费材料、又降低工效,同时又容易延误探伤时机。

而有了曝光曲线以后,对于不同厚度工件的探伤,检验人员可以方便的从曲线中查得所需参数,然后根据现场实际情况稍加修正,就可直接应用于现场操作,方便而又快捷。

当前,造成检验人员不能应用曝光曲线指导现场施工操作的主要原因,是因为X 射线曝光曲线制作过程较为复杂,大多数检验人员没有制作曲线的实践经历,对它的实际应用也需要有一个掌握和熟练的过程,所以本文着重介绍曝光曲线的制作方法及其应用。

1X 射线曝光曲线的制作1.1定义X 射线曝光曲线是利用作图法来表示的X 射线的穿透厚度、管电压、曝光量以及胶片之间关系的曲线。

1.2X 射线曝光曲线的基本形式对同一台X 射线机来说,如果保持透照方式、暗室处理条件、胶片类型、增感方式以及观片条件等因素不变,只以工件厚度、管电压和曝光量为可变参数,则不同焦距、不同底片黑度时的曝光曲线的基本形状是一样的。

对X 射线来说,当前常用的曝光曲线主要形式如图1(a)所示。

它是在固定透照焦距和底片黑度的前提下,以横坐标表示穿透厚度、以纵坐标表示管电压,以曝光量为参数所得出的一组直线线簇。

另外,在绘制此种曲线时,还必须绘制如图1(b)所示的一组预备曲线,此种曲线曝光量取固定值,以穿透厚度为横坐标,以底片黑度为纵坐标,以管电压作曝光参数;此种曲线在实际探伤中应用也相当广泛。

(a )(b )图1曝光曲线的基本形状1.3制作原理射线穿过物质时,强度的衰减主要取决于物质的种类及厚度。

曝光曲线的制作过程------------ 随着使用时间的延长，每台X射线机的曝光参数与出厂时的曝光参数相比都会发生改变，如果仍然按照出厂时的曝光曲线来确定透照参数，那么就得不到会顶要求黑度的合格底片，因此我们就有必要每隔一段时间对X射线机进行曝光曲线的绘制实验。

绘制曝光曲线前，我们首先要确定一些具体的东西，就是不可改变的因素（也可说是定量），主要有：某一确定的焦距、胶片系统（包括胶片、增感屏、冲洗条件）、具体X射线机的型号及编号、阶梯试块及补充试块（平板试块，用来扩大透照厚度范围的）、选定的标准黑度（一般取2.5）。

在确定上面的固定因素后，我们就可以着手来进行曝光曲线绘制实验了。

1. D-T曲线的绘制：选定某一电压，在不同的曝光量下，对阶梯试块进行曝光，底片冲洗完后，对于每种曝光量，我们选出2张与之对应的符合黑度要求的合格底片，测出黑度值D1、D2，填入下表：表1（D-T曲线，黑度与透照厚度的关系曲线）注：1. 以上数据非真实数据，仅作范例使用；2. 其中T为标准黑度2.5下计算出来的透照厚度值；3. 每种电压等级下至少要做5种透照厚度的实验。

2.E-T曝光曲线的绘制：根据上表1的数据绘制出曝光曲线，我们可以应用origin软件来绘制曝光曲线，所需要的数据就是曝光量（一般我们取曝光量E的对数，即：lgE）及其对应的透照厚度T，每个电压等级都对应一条直线，最后把所有直线综合起来，就得到了该台射线机的曝光曲线了。

见附图1：附图1在此，我们的曝光曲线就绘制完毕了。

曝光曲线的绘制是一种摸索的过程，因为实验前你对阶梯试块选择的曝光参数也是凭经验的，冲洗出来后也有可能底片黑度达不到要求，那么就要根据原先底片黑度来重新调整曝光参数了。

【后语】：绘制曝光曲线，origin是一款很好的软件（见附图2），操作简单，推荐使用。

附图2：Origin软件界面。

计算机X 射线摄影（CR ）质量控制检测操作细则 为规范实施普通医用X 射线机性能检测，参照行标WS 76-2020《医用X 射线诊断设备质量控制检测规范》，结合我单位检测设备，制定《 计算机X 射线摄影（CR ）质量控制检测操作细则》。

本细则采用Ray Safe X2多功能数字测量仪及辅助设备，模体进行检测，检测时按照说明书及实际情况进行操作。

细则顺序按照检测最优化检测流程进行排序。

通用检测项目1.管电压指示的偏离（验收/状态）、曝光时间指示的偏离（验收）、有用线束半值层（验收/状态）将医用诊断X 射线机（CR ）系统球管与探测板垂直，调节高度，使球管中心与诊断床的距离为1m ，即SID 为1m ，打开Ray Safe X2主机，连接R/F 探头，并置于光野焦点中心。

（1）验收检测：①管电压指示的偏离在允许最大射线管电流的50%或多一些,加载时间（曝光时间）约为0.1s,分别在大小焦下的条件下至少应进行60kV 、80kV 、100kV 、120kV 或电压接近这些值的各档曝光测量至少三次，并根据偏差公式计算。

计算公式：%100oo ⨯-=V V Vi Ev ）。

千伏（管电压预设值，单位为）单位为千伏（管电压测量的平均值，管电压测量相对偏差，kV V kV V Ev O ---;i %;②曝光时间指示的偏离选择80kV 或最接近档位,常用管电流时间积50mAs 或近似,重点检测临床常用时间档，如：100ms,250ms,500ms,测量三次，计算偏差。

为曝光时间预设值，单位，单位为曝光时间测量的平均值；，曝光时间测量相对偏差ms ;ms %-%100--⨯-=T T E TT T E（2）状态检测：③有用线束半值层选择80kV 或最接近档位,常用管电流时间积50mAs 或近似，曝光至少三次直接读取半值层测量值，以三次测量值做平均值，记录平均值为最终的半值层。

2.输出量重复性、输出量线性（验收/状态）（1）输出量重复性调节焦点到探测器的距离为100cm ，即SID 为1m ，[小型便携式机及透视实时摄影(点片)系统可采用实际SID 值],诊断床上设置照射野为10cm ×10cm ，中心线束与台面垂直，照射野内放置一块规格厚2mm ，面积15cm ×15cm 的铅板。

X 射线机曝光参数计算法基本参数确定一、以透照厚度为准：单壁单影 =T ；双壁单影或双壁双影 =2T1、w iOmm 时，1mm 相当于 5KV ;2、10~20mm 时，1mm 相当于 6.2KV ;3、21~30 mm 时，1mm 相当于9KV ;4、31~40 mm 时，1mm 相当于12KV ;二、焦距焦距每增加或者减少 1OOmm ，电压增大或者减少 1OKV 。

三、时间1 分钟 =25KV三、 X 射线机曝光参数为（基数）：透照厚度T=8mm 时，电压170KV，时间为1分钟。

四、X 射线机焦点到窗口的距离XXQ 2005 120mmXXQ 2505 150mmXXQ 3005 170mm五、计算方法1 、当透照厚度增加或者减少 1 mm 时，电压变化按（一）中各变化范围执行；2、当焦距每增加或者减少 100mm 时，压变化按（二）中执行；3、时间每增加或者减少 1 分钟，电压增加或者减少 25KV ；例：计算©219*14管焊口的曝光第一步：确定所用 X 射线机型号， XXQ 2505 或者 XXQ 3005 型；第二步：计算焦距 --- 219+150=369 mm 或者 219+170=389 mm第三步：确定焦距和电压变化量，我们一般以X射线机曝光正常基数为准，即 600 mm ;这里©219*14的焦距为 219+150=369 mm 或者219+170=389 mm ，比基数 600 mm 缩短231 mm 或者211 mm ，那么电压就应该减去23.1KV 或者 21.1KV。

第四步：计算透照厚度变化时，电压变化量，我们基本厚度是 8 mm ，现在透照厚度是14 X2=28 mm 。

这样比基本厚度 8 mm 增加20mm，根据（一）中4参照，电压补偿量为：20 mm X8KV=160KV。

因为基数是 170KV，故正常曝光参数为：170KV+160KV - 23.1KV=306.9KV或者 170KV+160KV －21.1KV=308.9KV ，时间 1 分钟。

X射线探伤机曝光曲线图的制作1.目的对作业设备X射线探伤机曝光曲线的制作作出要求，以确保检测时选用合适的工艺参数。

2.适用范围本公司承建的压力管道及场站施工中所使用的X射线探伤机设备。

3.编制依据和引用标准 .SY4056—93 《石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相和质量分级》GB4792—84 《放射卫生防护基本标准》JB4730—2005 《承压设备无损检测》4.职责4.1由无损检测责任人对其所使用的x射线探伤机制作曝光曲线。

4.2无损检测责任人员根据设备、胶片、增感屏和其他条件编制工艺卡，负责曝光曲线制作过程的质量控制。

4.3探伤人员按照X射线探伤作业指导书要求对阶梯试块进行透照和暗室操作，并正确记录原始数据。

5.曝光曲线制作方法和阶梯试块的要求5.1 X射线探伤机曝光曲线：曝光曲线是在机型、胶片、增感屏、焦距等条件一定的前提下，通过改变曝光参数(固定Kv、改变mA.min或固定mA.min，改变Kv)透照由不同厚度组成的钢阶梯试块，根据给定冲洗条件洗出的底片所达到的某一基准黑度(如为1.8或2.0)，来求得KV、mA.min,T 三者之间关系的曲线。

5.2 X射线探伤机曝光曲线所用阶梯试块的要求所使用的阶梯试块面积不可太小，其最小尺寸应为阶梯厚度的5倍，否则散射线将明显不同于均匀厚度平板中的情况。

另外阶梯块的尺寸应明显大于胶片尺寸，否则要作适当遮边。

射线探伤机曝光曲线制作过程6.X．6.1绘制D-T曲线，采用较小曝光量，不同管电压拍摄阶梯试块，获得第一组底片。

再采用较大曝光量，不同管电压拍摄阶梯试块，获得第二组底片。

用黑度计测定获得透照厚度与对应黑度的两组数据，然后绘制出D—T曲线图。

6.2绘制E—T曲线选定一基准黑度值，从两张D—T曲线图中分别查出某一管电压下对应于该黑度的透照厚度值。

再E—T图上标出这两点，并以直线连接即得该管电压的曝光曲线。

7.曝光曲线制作过程的质量控制7.1对曝光曲线所用阶梯试块的要求7.2在绘制D—T曲线时采用较小和较大曝光量的选择。

X射线曝光曲线的制作曝光曲线的制作意义：射线探伤是无损检测主要常规检验方法之一，在管道焊接施工检验中占有重要地位。

而对于射线检验中应用最多的x射线检验来说，曝光曲线的应用对于检验人员正确选择曝光参数、有效控制透照底片质量有着重要的理论和实践意义。

简易制作步骤：1.将厚度适当的阶梯试块放在装有胶片的暗盒上，在阶梯试块的不同厚度的阶梯上，放上与阶梯厚度相同的铅字标记。

且将射线中心束指示线垂直对准阶梯试块的中心部位。

2.选择固定的焦距，使其在固定的管电流和管电压下，选择几个不同的曝光，每次增加30秒一组，得出几个不同曝光量的胶片。

由此找出曝光时间和厚度的关系。

3.选择固定的焦距，使其在固定的管电流和曝光时间下，选择几个不同的管电压进行曝光，每次升高10KV，得出一组不同管电压的胶片，由此找出管电压和厚度的关系。

4.将上述所摄胶片，在严格控制的同一条件下进行暗室处理（机洗）。

由此得出一系列光学密度呈阶梯变化的黑度片（底片）。

5.黑度测定：用精度较高的黑度计测出底片上的个阶梯黑度值，确定符合像质指数值而黑度为2.0的阶梯厚度，将数值填入表一和表二中，如底片上找到正好符合黑度2.0的阶梯厚度，也可根据相邻阶梯的黑度，用插入法确定适用的相应厚度。

6.在适当的座标纸上，画出纵座标（管电压或曝光量）和横座标（厚度）的刻度，然后按表一和表二的数据绘出相应的如图一和图二的曝光曲线。

在曲线图中应同时注明其他有关条件。

7.已完成的曝光曲线，在实际透照中，由于某些条件的变化，如焦距、胶片类型改变，射线管更换或老化必须进行校准修正。

表一.以曝光时间为参数的曝光试验记录0:片号图一.以曝光时间为参数的曝光曲线图二.以管电压为参数的曝光曲线四川佳诚油气管道质量检测有限公司铁大线安全改造工程（鞍山-大连段）项目部。

安检X光机技术参数
一、X射线管
1.高压管容量：（1）最高工作压力：200~300KV；（2）最大安全耐受电压：330KV；（3）最大功率：150W；（4）最大输出电流：0.5mA；
2.管管距：200-450毫米；
3.管管及聚焦距：200-470毫米；
4.曝光率：25～200毫秒；
5. 聚焦：0.2～1.2mm；
6. X射线管型号：260/270/280/290mm；
二、安检X光机参数
1.投射角度：17°~20°；
2.电子加速器：高压电平：1.5~
3.0MV；
3.X射线片尺寸：14"x17"；
4.手柄（稳定器）：最大力：180N，最大重量：270Kg；
5.加速器频率：0.3Hz；
6.光学系统：放大倍数：2-6倍；
7.照相机：像素：4096x4096；
8.控制系统：操作界面：屏幕显示；
9.射线照射区域：6.4x6.4m；
10.数据处理功能：图像平滑处理，增强处理等；
11.射线探测器：线阵CCD，探测器像素：1024x1024；
12.X射线测量系统：可以对特定位置X射线的能量、衰减和暴露率等进行测量；
14.电动机控制系统：控制电机的位置和运动，调整X光机的角度，实现无缝调整和自动校准；
15.抗干扰功能：配备有抗干扰功能。

x射线探伤机曝光时间和调整
曝光时间是X射线机的三个基本参数之一。

曝光时间的准确与否，不只关系到摄影效果的好坏，还关系到X射线管的使用寿命，大毫安、短时间摄影时更是如此。

无论是新装X射线机，还是其限时电路经过维修的X射线机，都应对曝光时间进行必要的检测和调整。

所谓曝光时间，指的是曝光控制系统的作用时间。

不同类别的X射线机，其曝光控制系统的结构差异极大，应根据其类别、性能和所具备的测试条件，选用适当的测试方法。

常用的有电子秒表计法、毫安秒表法等，只要将限时器接点串入测量回路即可直接或间接读出曝光时间。

限时器允许有误差，我国的标准是：200mA以上X射线机，其控时时间大于或等于0.1s时，误差应在±15％之内；小于0.1s时，误差应在±20％之内。