射线照相的影像质量

射线照相的影像质量无损检测资源网整理3.1 影像形成的简单分析射线检测中的影像质量主要包括照相法时底片反映的影像质量和实时成像时在屏幕上反映的影像质量，这里主要从照相法的方面叙述，实时成像的影像质量考虑因素和评价方法在实时成像检测中有其自己的特点，但是有许多基本考虑因素是相通的。

正确评定底片时应具备的三个最基本的概念：1 影像重叠的概念-有可能使得物体中不同位置（特别是相同射线路径上不同深度）的缺陷在射线照相影像上表现成一个缺陷影像，从而给影像判断带来困难例如一个气孔影像落在一个夹渣影像中-一个黑的小圆点落在一片暗黑色的影像中2 影像放大的概念-影像放大的程度与射源至被透照物体的距离、影像表示的物体与胶片（检测器）的距离相关，焦点尺寸大于缺陷尺寸的情况下影像可能不产生放大，利用微焦点射源做近距离拍摄可得到放大影像特别在较厚工件上同一缺陷靠近射源侧和靠近胶片侧得到的影像尺寸大小不同，前者被放大3 影像畸变的概念-原因是体积形缺陷具有一定的空间分布，形状通常是不规则的，表现为透照时存在多个投影截面，不同投影截面部分在胶片上形成影像时产生的放大不同（二维成像）例如裂纹延伸方向与射线方向相同时表现为一条细线，有倾斜角度时表现为有一定的宽度，容易误判为夹渣3.2 影像质量衡量射线照相检测的影像质量的基本因素：对比度、颗粒度、不清晰度对比度△D（影像与背景的黑度差，决定了在射线透照方向上可识别的细节尺寸）颗粒度σD（影像黑度不均匀性的程度，决定了影像可显示的细节最小尺寸）不清晰度U（影像边界扩展的宽度，决定了垂直于射线透照方向上可识别的细节尺寸）射线照片上影像的质量由对比度、不清晰度、颗粒度决定什么是影响射线照相影象质量的三要素？答：影响射线照相影像质量的三个要素是：对比度、清晰度、颗粒度。

射线照相对比度定义为底片影像中相邻区域的黑度差。

射线照相清晰度定义为底片影像中不同黑度区域间分界线的宽度。

用来定量描述清晰度的量是“不清晰度”。

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' 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、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。
1．3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
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。
1．3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

第六章射线照相底片的评定大连开发区质量技术监督稽查队陈伟6．1 评片工作的基本要求通过射线照相，使缺陷在底片留下足以识别的影像。

评片时，要考虑三要素：第一要考虑的是底片质量必须符合标准要求；第二应考虑与观片有关的设备和环境条件；第三为评片人员对观察到的影像应能作出正确的分析与判断，这些都取决于评片人员的知识、经验、技术水平以及责任心。

6.1.1 底片质量要求大家都知道，不同的检测标准对底片质量的要求有所不同，本部分按特种设备使用的《承压设备无损检测》JB∕T 4730·2—2005射线检测来评述底片质量。

1. 底片灵敏度底片灵敏度又称像质计灵敏度，它是底片质量的最重要的指标，也是影像射线照相质量诸多因素的综合结果。

底片灵敏度通常是用丝型像质计测定的，评片底片灵敏度的指标是像质计上应识别丝号，它等于底片上能识别的最细金属丝的编号。

显然，给定透照厚度的底片上显示的金属丝直径越小，识别丝号越大，底片灵敏度就越高。

对底片的灵敏度检查内容包括：底片上是否有像质计影像，像质计型号、像质计规格、摆放位置是否正确，能够观察到的金属丝识别丝号是否到达到相应技术等级规定等要求。

*有关像质计灵敏度的识别，请见JB∕T 4730·2—2005标准中的有关章节和附录A中的表A.1、表A.2和表A.3的要求和规定。

但应注意以下三点：⑴、标准是用透照厚度W来确定应识别丝号的，即单壁透照W=T，双壁透照W=2T。

⑵、既不是焊缝或热影响区上的丝号，也不是加垫板单面焊焊缝相邻的母材和垫板上金属区的丝号，而应识别的是焊缝相邻的母材金属区的丝号，且能够清晰地看到长度不少于10mm的连续金属丝，专用像质计至少应能识别两根金属丝。

⑶、单壁透照，像质计若放于胶片侧时，应做对比试验，使灵敏度满足标准要求，并在像质计适当位置加F标记。

⑷、像质计的摆放应符合要求。

2、底片的黑度底片的黑度是射线照相底片质量的又一重要指标，为保证底片具有足够的对比度，黑度不能太小。

➢ 影像的重叠性使得物体中不同位置的缺陷， 在射线检测的影像上可能表现成一个缺陷，这给 射线检测影像的判断带来困难。
8
2.1.2影像放大
➢ 影像放大是指在胶片上成像的尺寸大于影像 所表示的物体的实际尺寸。
➢ 当射线源可视为是一点源时，得到的影像将 都是一个放大的影像，从投影关系不难理解这一 点。影像放大的程度与射线源至被透照物体的距 离相关、与影像所表示的物体和胶片的距离相关 。当射线源尺寸大于缺陷尺寸时，缺陷的实际情 况将变得复杂化，这时候需考虑象的位置。简单 地说，可以认为，在一般的情况下，影像都存在 一定程度的放大。
3
4
⑨焊根：焊缝背面与母材的交界处，如图7所示。 ⑩弧坑：由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成 的低洼部分，如图9。 11焊道：每一次熔敷所形成的一条单道焊缝，如 图8所示。 12焊层：多层焊时的每一个分层。每个焊层可由 一条或几条并排相搭的焊道组成。如图8所示。 13单面焊：仅在焊件的一面施焊，完成整条焊缝 所进行的焊接，如图8 14双面焊：在焊件两面施焊，完成整条焊缝所进 行的焊接，如图9所示。
9
图1 影像的放大和几何不清晰度形成示意图
0
2.1.3影像畸变
➢ 影像畸变是指得到的影像的形状与物体在射 线投影方向截面的形状不相似。
➢ 产生这种情况的原因是，物体截面上不同的 部分在胶片上形成影像时产生的放大不同，这样 就导致影像的形状与物体的形状不相似。
➢
例如，物体中有一个球孔，当射线中心束不
3
②观片条件对识别度的影响：
A.底片黑度与识别度的关系：在低黑度区域。识别度 ΔDmin变化不大，在标准黑度区域内（1.5～4.0），识 别度ΔDmin随着底片黑度的增大而提高，在高黑度区 域（≥4.0）ΔDmin随底片黑度增大而降低，即高黑度底 片对细小金属丝观察不利。所以底片黑度过高或过低 都不利于金属丝影像的识别。 B.观片灯亮度与识别度的关系：增大观片灯亮度能增大 可识别金属丝影像的黑度范围。 C.环境亮度对识别度的关系：周围光线使人眼感觉到 的底片对比度变小，从而使得可识别的黑度范围减小 ，识别度下降。

第三章 射线照相质量的影响因素一、 射线照相灵敏度概念1.射线照相灵敏度所谓射线照相灵敏度,从定量方面来说,是指在射线底片上可以观察到的最小缺陷尺寸或最小细节尺寸,从定性方面来说,是指发现和识别细小影像的难易程度。

灵敏度有绝对与相对之分,在射线照相底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小缺陷尺寸称为绝对灵敏度。

此最小缺陷尺寸与射线透照厚度的百分比称为相对灵敏度。

为便于定量评价射线照相灵敏度,常用与被检工件或焊缝的厚度有一定百分比关系的人工结构,如金属丝、孔、槽等组成所谓透度计,又称为像质计,作为底片影像质量的监测工具,由此得到灵敏度称为像质计灵敏度。

需要注意的是,底片上显示的像质计最小金属丝直径、或孔径、或槽深,并不等于工件中所能发现的最小缺陷尺寸,即像质计灵敏度并不等于自然缺陷灵敏度。

2.影响射线照相灵敏度的因素射线照相灵敏度是射线照相对比度(缺陷影像与其周围背景的黑度差)、不清晰度(影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度)和颗粒度(影像黑度的不均匀程度)三大要素的综合结果,而此三大要素又分别受到不同工艺因素的影响。

二、 射线照相对比度1.概念射线照相对比度：射线底片上缺陷影像与其周围背景的黑度差。

可分为主因对比度和胶片对比度。

主因对比度：由于工件厚度差引起的射线片上的黑度差。

胶片对比度：底片上某一小区域和相邻区域的黑度差。

2.影响射线照相对比度因素射线照相对比度ΔDΔD=0.434μGΔT/（1+n）主因对比度ΔI/I=μΔT/（1+n）胶片对比度G= ΔD/ΔlgE取决于：a）缺陷造成的透照厚度ΔT(缺陷高度、透照方向) b）射线的质μ(或λ、KV,MeV）c）散射比n（=Is/Ip）取决于：a) 胶片类型（或梯度G）b) 显影条件（配方、时间、活度、温度、搅动）c）底片黑度D三、 射线照相清晰度1. 概念不清晰度：影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度。

射线照相不清晰度包括几何不清晰度Ug 和固有不清晰度Ui 。

。
，
并 依
据 分 析结 果 对 焦 距 的 选 取原 则 进 行 了 总结
１

图
１
＾
＾
＆
焦 距与 缺 陷
焦距的影 响
１．
２
焦 距 引 起 的 光 程变 化
２
焦距 焦
：
Ｘ
射 线 管 的 焦 点 至射 线 胶 片 间 的 距 离 称 为
焦距 的 不 同
对 射线 胶 片
并 在 胶 片 或 其 他 成 像 装 置上 得 到 部 件 的 内 部 结 构 图 像 □
，
＾
从 而 判 断 被 检验 部 件 有 无 缺 陷 的
ｘ
射 线管 的 焦 点
一
，
要 指标 之
，
焦点 的
尺 寸 大 小 和 规 整 程 度 直 接 影 响
一
。
＼
是决 定
ｘ
射 线 管 光学 性 能 的 主
为 了 能够 正 确 地 选 择 焦 距
相的影
Ｌ ！
卩
＾ ＾ ＾ 焦 距 对 被 检物 的 缺 陷 大 小 和 形 状 麵
，
首 先 要 了 雛 距 对 射线 照
心
光量大 还原 成金 麵越多
圆
，
密麵大 底 片越 在
向

一
气
焦距 同 ＃
一
如图
１
所示
，
焦距
［２
小于 ａ
，
而 射线 底 片 上 的 缺
缺 陷 边缘 轮 廓 模 糊 不 清
一
２ 选 择 焦 ３巨 的 贝 降 低 了 底 片 的 清 晰 度 和 缺 陷 面 般 选 择 焦 距 时 使 几 何 半 影 ％ ＜ ０ ３ ｍ ｍ 由 上 述 分 析 可 知 增 大 焦 距 既 有 有 利 的 的 衬度 重 要 的 轻 金 属 ％ ＜ ０ ２ 在 图 ３ 中 利 用 相 似 三 角 也有 不 利 的 面 所 以 必 须 根 据 具 体 情 况 综 合 分 析 形 的 原 理 几 何半 影 可 根 据 下 列 关 系 式 计 算 出 来 加 以 选 择 焦 距

泡、 脏点、 划伤等缺陷。按正常条件作显影、 停显、 定 影、 水洗、 干燥一系列加工后， 底片上应无脱膜、 熔化 条痕、 静电斑痕等弊病。 !"
#$$ /’01
无损探伤
2"-"% 、 "**) 胶片系统分类
3456
能量透照不同厚度的金属材料时，明确规定了应选 用的胶片类型。而胶片类型的划分及其性能指标按 工业射线照相胶片系统的等级 &’("")** + ", "**-“ 分类” 。 新的胶片分类分等的规定不同于以往的标准， 7 " : 强调了胶片系统的组合 7 即包括使 有三大特点： 用的增感屏材质、 厚度及胶片冲洗条件 : ， 而不是单 7 # : 侧重于成像特性， 纯的胶片类型； 而感光速度不 7 ! : 有明确的定量指标， 是分类参数； 即胶片系统按 9; < #= $ 的黑度，规定了最小梯度 3456、最小梯躁 比 7 3 8 !9 : 456 和最大颗粒度 7 !9 : 4>? 的界限值。 关于工业射线胶片系统的分类标准，最早是由 "- 个欧联盟成员国组成的欧洲标准化委员会 C2E 8 0C"!- 无损检测分委会于 "**% 年发布的 7 标准号 欧标按上述指标将胶片分 ) 类。 2E%-. + ", "**% : 。 次年， 美材料试验学会急起直追， 也仿此指标， 将胶 片分为 @ 类， 公布了 /’01 2"-"%, "**)。"**- 年国 际 标 准 化 组 织 公 布 &’("")** + " , "**- 7 由 日 本 起 草:， 同样定值划类， 但简而约之， 将胶片分为 . 类。 表 .、 %、 ) 即上述三大标准有关射线胶片系统的最新 分类规定， 可供选用时比较参考。 在这方面， 胶片分类究竟怎样国际接轨 F 是接欧 标、 美标还是 &’( 标 F 笔者认为， 工业探伤结合中国 国情， 接 &’( 标为宜， 但若产品涉美、 涉欧， 则需随国 “ ” “ ” 逐 标 、 因 标 制宜。 .= # 工业探伤胶片选用考虑 工业探伤要根据产品特点， 按相关法规、 标准规 定应采用的透照技术等级， 选用适当的胶片类型。 实际选用时， 要根据具体应用， 考虑究竟是曝光 时间短重要， 还是探伤灵敏度好些更重要。

底片质量要求
3．影像识别要求 底片上所显示的像质计、定位标记、识别标 记、等符号，必须位臵正确类别齐全、数量 足够，且不掩盖被检焊缝影像并离焊缝5mm。 4．不允许的假缺陷 在底片评定区域内不应有妨碍底片评定的假 缺陷。如：灰雾、水迹、化学污斑、暗室处 理条纹、划痕、指纹、静电痕迹、黑点、撕 裂和增感屏不好造成的假缺陷。
射线照相底片的评定

评片工作的基本要求
缺陷是否能够通过射线照相而被检出，取决于若干环 节。 首先，必须使缺陷在底片上留下足以识别的影象，这 涉及到照相质量方面的问题。 其次，底片上的影象应在适当条件下得以充分显示， 以利于评片人员观察和识别，这与观片设备和环境条 件有关。 第三，评片人员对观察到的影象应能作出正确的分析 与判断，这取决于评片人员的知识、经验、技术水平 和责任心。 按以上所述，对评片工作的基本要求可归纳为三个方 面： 即底片质量要求，设备环境条件要求和人员条件要求。
焊接热影响区不同温度范围与钢状态图的关系 (图中TG一晶粒长大温度) a)焊接热影响区各部分的组织分布 b)铁碳状态图(低碳钢部分) c)焊接热
与评片基本要求的相关知识



1)熔化区： 它的温度处于固相线和液相线之间，是焊缝金属和 基本金属发生焊接的一段，紧邻焊缝，该处母材的 晶粒部分熔化，由于晶粒传热性能不同，各晶粒熔 化不一致，所以在显微镜下，也很难辨认熔化线。 2)过热区： 该区的温度处在1100一1490℃，在固相线以下。 在这样高的温度下，奥氏体晶粒剧烈的长大，冷却 后得到的是粗大的过热组织。 3)完全重结晶区： 加热温度处于1100℃到Ac3以上的区域。金属在此 温度下全部变成奥氏体，在空气中冷却后得到的是 热处理正火相同的效果。

Ｘ
１０ ０
１０ ．
１０ ０
１ ０ ．
Ｙ
２４
４ ．２
２ ６
３． ９
Ｚ Βιβλιοθήκη ２０ ５ ０４ ．
１０ ５
０． ７
虽 然 一 种 胶 片 的 特 性 曲 线 开 头 实 际 上 与
工 业 射线 照相 中 ，与专 属增 感 屏联 用 的射 线胶 片 ，其 特性 曲线 梯 度 或斜 率 沿 曲线 全 长呈
此 区域 中 ， 曲线 梯 度 越大 ， 则黑 度 差 也越 大 ， 因 而 细 节可 见性 也 越好 （ 当然 这 里假 定 观 片灯 亮 度 以 使 透 过 底 片 后 有 适 当 光 强 烈 达 观 片 人 眼
由相 对 感 光 度 的 差 异 造 成 的 ：速 度 较 快 的 胶 片 ， 曲线 位 于 左 侧 ， 速 度 较 慢 的胶 片 ， 其 而 其 曲线 位 于 右 侧 。 由这 些 曲线 可 读 出获 得 一 定
黑 度 时 所 需 要 的相 对 曝 光 量 。相 对 感 光 度 与 这 些 曝 光 量 成 反 比 。 对 某 些 工 业 射 线 照 相 来
敏 度第 二 。
（） ３ 分辩 率 ： 照 组装 元 件 ， 检查 装 配结 透 要 构 是 否 正 确 ，测 知 元 件 布 置 间 隙 或 组 合 方位 等 ， 多股 电线套 管 、 如 电子 雷 管 、 导 体元 件 检 半 测 ，透 照 像质 的重 要 判据 是 细节 分 辨 率 ，边 缘 清 晰度 ， 不是 灵 敏 度 。 而
，ｎ ｜
线 质 的 变化 无 关 ，但 一 种 胶 片沿 ｌ ｇ Ｅ轴 相对 于 另 一 种 胶 片 的 特 性 曲 线 位 置 ，确 实 与 线 质 有 关 。因此 ， 图 ２所示 曲线 不 同管 电压 下 制 作 ， 如 曲线 的分 布 位 置 就会 有 所 不 同 ，即 Ｋ Ｖ变化 后

射线照相底片的评定1评定的基本要求-底片质量要求 -评定环境、设备的要求 -评定人员条件要求.1.1底片质量要求⑴灵敏度：从定量方面而言，是指在射线底片可以观察到的最小缺陷尺寸或最小细节尺寸；从定性方面而言，是指发现和识别细小影像的难易程度。

在射线底片上所能发现的沿射线穿透方向上的最小尺寸，称为绝对灵敏度，此最小缺陷尺寸与透照厚度的百分比称为相对灵敏度。

用人工孔槽，金属丝尺寸（像质计）作为底片影像质量的监测工具而得到的灵敏度又称为像质计灵敏度。

要求：底片上可识别的像质计影像、型号、规格、摆放位置，可观察的像质指数（Z）是否达到标准规定要求等，满足标准规定为合格。

⑵黑度：为保证底片具有足够的对比度，黑度不能太小，但因受到观片灯亮度的限制，底片黑度不能过大。

根据JB4730标准规定，国内观片灯亮度必须满足观察底片黑度Dmin≥2.0。

底片黑度测定要求：按标准规定，其下限黑度是指底片两端焊缝余高中心位置的黑度，其上限黑度是指底片中部焊缝两侧热影响区（母材）位置的黑度。

只有当有效评定区内各点的黑度均在规定的范围内方为合格。

底片评定范围内的黑度应符合下列规定：A级：≥1.5；AB级：≥2.0；B级：≥2.3；经合同各方同意，AB级最低黑度可降低至1.7，B级最低黑度可降低至2.0。

透照小径管或其它截面厚度变化大的工件时，AB级最低黑度允许降低至1.5。

采用多胶片技术时，单片观察时单片的黑度应符合以上要求，多片迭加观察时单片黑度应不低于1.3。

⑶标记：底片上标记的种类和数量应符合有关标准和工艺规定，标记影像应显示完整、位置正确。

常用标记分为识别标记：如工件编号、焊缝编号、及部位片号、透照日期；定位标记：如中心定位标记、搭接标记和标距带等；返修标记：如R1…N。

上述标记应放置距焊趾不少于5mm。

⑷伪缺陷：因透照操作或暗室操作不当，或由于胶片，增感屏质量不好，在底片上留下的缺陷影像，如划痕、折痕、水迹、斑纹、静电感光、指纹、霉点、药膜脱落、污染等。

第3章 射线照相检验技术的理论基础和基本技术3.1 射线检测的基本原理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，使得不同部位透射射线强度不同，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。

如图3-1所示，设阶梯上存在一很小的厚度差，则有I ＝D I ＋S I ；I '＝DI '＋S I ' 式中 I D ，I'D —— 透射的一次射线强度；S I ，SI '—— 透射的散射射线强度； I ，I ' —— 透射射线强度。

由于有∆T 远小于T ，因此可认为S I ＝S I ' 所以有∆I ＝I '-I ＝D I '-I DI I Δ＝S D D D I I I I +-' ＝nI I +-'11/D D ）（ 按单色窄束射线衰减规律有D I ＝T I μ-e 0D I '＝）（T T I ∆+-μe 0 式中 μ —— 工件的线衰减系数；I 0 —— 入射射线强度。

因此有 T I I ΔDD e μ-=' 图3-1 射线检测基本原理58引用近似公式x x +=1e （1<x ）则有T T Δ1e Δμμ-=- n T I I +-=1ΔΔμ （3-1） 当∆T 是缺陷，其线衰减系数为μ' 时，则式（3-1）应改写为 n T I I +'--=1ΔΔ）（μμ （3-2）∆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（3-1）即是射线检测的基本原理关系式，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。

从式（3-2）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。

第三章 射线照相质量的影响因素
常用的线型像质计有： 1号线型像质计 线号为1～7； 6号线型像质计 线号为6～12； 10号线型像质计 线号为10～16； 13号线型像质计 线号为13-19。
第三章 射线照相质量的影响因素
透照材料不同，所用的像质计不同。 如：Fe、Ni、Ti、Al、Cu。
常用的FE（铁，钢）像质计用于碳钢、低 合金钢、不锈钢等。 表示为：10 FE JB。 符合JB/T7902-2015标准的最大线号为10的 钢像质计。
➢如：一张质量符合标准的射线底片，清晰 显示像质计丝线直径为 0.20 ㎜ 的影像。 不能确认为：该工件内部大于或等于0.20 ㎜的缺陷影像全部显示出来。
第三章 射线照相质量的影响因素
➢像质计灵敏度是评价射线照相技术质量的 一种手段。一般来说，像质计灵敏度和缺 陷检测灵敏度之间不能划等号，后者的情 况要复杂得多，是缺陷自身几何形状、吸 收系数、位置及取向角度的复合函数。
射线检测 第三章
淄博市特种设备检验研究院 徐长业
130 5338 4958
射线检测
射线照相法的原理：
射线在穿透物体过程中会与物质发生相互作用，因吸收和散射 而使其强度减弱。强度衰减程度取决于物质的衰减系数u和射线在 物质中穿越的厚度。如果被透照物体（试件）的局部存在缺陷，且 构成缺陷的物质的衰减系数又不同于试件，该局部区域的透过射线 强度就会与周围产生差异，把胶片放在适当位置使其在透过射线的 作用下感光。经暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度取决 于射线照射量（又称曝光量，等于射线强度与照射时间乘积），由 于缺陷部位和完好部位的透射射线强度不同，底片上相应部位就会 出现黑度差异。底片上相邻区域的黑度差定义为“对比度”。把底 片放在观片灯光屏上借助透过光线观察，可以看到由对比度构成的 不同形状的影响，评片人员据此判断缺陷情况并评价试件质量。

2、底片对比度越大，影像越容易被观察到和 识别清楚。 3、为检出较小的缺陷，获得较高的灵敏度， 就必须设法提高底片对比度。但在提高对 比度的同时，也会产生一些不利后果，例 如试件能被检出的厚度范围减小（厚度宽 容度 ↓ ），底片上的有效评定区域缩小， 曝光时间延长，检测速度下降，检测成本 增大等等。
二、影响射线照相灵敏度的因素
射线照相对比度ΔD
D 0.434 G
主因对比度
射线照相不清晰度U
2 U Ug U i2
几何不清晰度 固有不清晰度
0.79
T (1 n)
D lg E
射线照相颗粒度 σD
N ( Di D) 2 D N 1 i 1
B. 影响胶片对比度的因素 : 胶片种类、底片黑度，显影条件 1)不同类型的胶片具有不同的梯度
通常，非增感胶片的梯度比增感型胶片的梯 度大。非增感型胶片中，不同种类的胶片有时梯 度也不一样，要想提高对比度，可以选择梯度较 大的胶片。（梯度：T1＞T2＞T3＞T4） 若要增大G值，可选用G值更高的微粒胶片； 由于非增感胶片G值和黑度成正比，也可通过提高 底片黑度增大G值。但高G值的微粒胶片感光速度 往往较慢，需要增大曝光时间，提高黑度也需要 增加曝光时间，此外，黑度的提高会增加最小可 见对比度△Dmin ，对灵敏度产生不利影响。
射线照相质量的影响因素
浙江省特种设备检验研究院 ---叶宇峰 2013年3月8日
第三章的主要内容
一、射线照相灵敏度的影响因素 1、基本概念及相关定义 2、射线照相--对比度ΔD 3、射线照相--清晰度U 4、射线照相--颗粒度σD 二、灵敏度和缺陷检出的有关研究 1、最小可见对比度△Dmin 2、底片黑度与灵敏度 3、缺陷检出试验 4、几何因素对小缺陷对比度的影响 5、不同缺陷的灵敏度关系式 6、裂纹检出的研究 7、信噪比

射线检测像质计标准
射线检测是一种常用的无损检测方法，用于检测材料内部的缺
陷和异物。

射线检测的像质计标准是指评估射线检测图像质量的标准。

这些标准通常由国际标准化组织（ISO）或其他相关标准组织制定，以确保射线检测图像的质量符合特定的要求。

首先，射线检测的像质计标准通常包括对图像分辨率的要求。

分辨率是指图像中能够区分出的最小细节的能力，通常以线对线的
距离来衡量。

标准会规定在不同条件下，图像的最小分辨能力应该
达到多少，以确保能够准确检测出材料内部的缺陷和异物。

其次，像质计标准还会涉及对图像对比度和灰度的要求。

对比
度是指图像中不同区域之间的亮度差异，而灰度则是指图像中不同
区域的灰度级别。

标准会规定图像的对比度和灰度范围，以确保图
像中的细节能够清晰可见。

此外，标准还会考虑到图像中的噪音和伪影的控制。

噪音是指
图像中的随机干扰，而伪影是指图像中出现的虚假结构。

像质计标
准会规定图像中噪音和伪影的限制，以确保图像的清晰度和准确性。

最后，像质计标准还可能包括对图像的几何失真和均匀性的要求。

几何失真是指图像中物体形状和位置的失真，而均匀性则是指图像中亮度和对比度的均匀程度。

标准会规定图像的几何失真和均匀性的限制，以确保图像的准确性和可比性。

总的来说，像质计标准是为了确保射线检测图像的质量能够满足特定的要求，以便准确地检测材料内部的缺陷和异物。

这些标准的制定和遵守对于保障产品质量和安全具有重要意义。

（b）底片黑度 对于非增感型胶片，梯度与黑度关系曲线为 一次曲线(近似直线)，为近似正比关系。所以 随着黑度增大，梯度也同时增大。图2-49。底 片黑度与梯度关系数据见上表。 为保证对比度，常常对底片的最小黑度提出 限制。4730标准规定黑度不得小于1.5（A级）。 为提高对比度，可取较高的黑度值。 由此带来的 问题是宽容度降低，黑度超过观 片灯的能力范围。且要求曝光时间可能延长。
3.1.3 清晰度
阶边影像的射线照相不清晰度
对于图示的台阶试块，理论上底片上的理想影像 由AO部分形成的高黑度均匀区与OB部分形成的 低黑度区两部分黑度区域组成，交界处应该是突 变的，不连续的，如图 a 所示；但实际底片上的 黑度变化不是突变的。实际的“阶边”影像是模糊 的，黑度变化如图b所示，存在一个过渡区。c为 b的放大图，由c可见过渡区不是单纯的直线，而 是存在一个趾部和肩部。把黑度在该区域的变化 绘制成曲线，称之为 “ 黑度分布曲线 ” 或 “ 不清晰 度曲线 ” 。黑度变化区域越大，轮廓越模糊，所 以定义该黑度变化区域的宽度为射线照相不清晰 度U。
影响因素： b：缺陷到胶片的距离： b↑→Ug↑→灵敏度↓ df：源的大小：df↑→Ug↑→灵敏度↓ F：焦距：F↑→Ug↓→灵敏度↑ L1：源到工件表面的距离： L1↑→Ug↓→灵敏度↑ L2：工件表面到胶片的距离（L2=b） L2↑→Ug↑→灵敏度↓
总而言之： 几何不清晰度与焦点尺寸和工件厚度成正比，而 与焦点至工件表面的距离成反比。在焦点尺寸和 工件厚度确定的情况下，为得到较小的几何不清 晰度，透照时则需取较大的焦距值，但由于射线 强度与距离平方成反比（平方反比关系），为保 证底片黑度不变，在增大焦距的同时必须延长曝 光时间或提高管电压，所以对此要综合权衡考虑。 而且延长曝光时间和提高管电压会有负面影响。

3.用微光密度计测出的不清晰度曲线 （略） 几乎所以的射线照相中都包含有两种不清晰度， 即如图3－7c所示的曲线。 3.1.4 射线照相颗粒度 颗粒性是指均匀曝光的射线底片上影像黑度分布 不均匀的视觉印象。 颗粒度则是根据测微光密度计测出的数据、按一 定方法求出的所谓底片黑度涨落的客观量值。 颗粒性印象不是单个显影的感光颗粒引起的。颗 粒的视觉印象是由许多银粒交互重叠组成的颗粒 团产生的，而颗粒团的黑度则是由这些单个银粒 的随机分布造成的。

胶片对比度：G＝△D/△lgE 将主因对比度公式入得： 射线照相对比度： △D＝0.434Gμ△T/（1+n）
（3－1）

射线照相对比度的影像因素 由公式（3－1）可知，射线底片的对比度△D 是主因对比度μ△T/（1+n）和胶片对比度G共 同作用的结果，主因对比度是构成底片对比度 的根本原因，而胶片对比度可看做是主因对比 度的放大系数，通常这个系数为3～8。
(1)影响主因对比度的因素有厚度差△T、衰减系 数μ和散射比n。 1）△T与缺陷尺寸有关，某些情况下还与透照方向 有关。例如，为检出坡口未熔合，往往选择沿 坡口的透照方向。为保证裂纹的检出率，就必 须控制射线束的角度，使之与裂纹的夹角不得 过大。 2）衰减系数μ与试件材质和射线能量有关。在试件 材质给定的情况下，透照的射线能量越低，线 质越软，μ值越大。所以，通常在保证射线穿透 力的前提下，选择能量较低的射线进行照相， 是增大对比度的常用方法。



颗粒的随机性是多种因素造成的：胶片乳剂层中 感光银盐颗粒大小，分布均匀度具有随机性；射 线源发出的光量子到达胶片的空间分布是随机的； 胶片乳剂吸收光量子，使乳剂中的一个或多个溴 化银晶体感光也是随机的。 颗粒性产生的原因可归纳为两个方面：一是胶片 噪声，相关于银盐粒度和感光速度；二是量子噪 声，即光子随机分布的统计涨落，相关于射线能 量、曝光量和底片黑度。 一般来说，颗粒性随胶片粒度和感光速度的增大 而增大，随射线能量的增大而增大，随曝光量和 底片黑度的增大而减小。