第11讲：射线检测技术简化版.pptVIP

CT Principles ?射线检测 ——重要的无损检测技术 射线照像检测技术 X射线和γ射线的性质 在真空中以光速沿直线传播，不受电磁场影响。 X 射线人眼不可见，能够穿透不透明的物体，波长较短的硬射线（光子能量大）穿透物体能力强。 射入物体时将与物质发生复杂的物理或化学作用，如：使物质原子发生电离，使某些物质发出荧光，使某些物质产生光化学反应。 具有辐射生物效应，能够杀伤生物细胞，损害生物组织，危及生物器官正常功能。 射线照像检测技术 射线检测的基本原理 I＝ID＋IS， I’＝I’D＋I’S ID , I’D：透射的一次射线强度 IS , I’S：透射的散射射线强度 由于ΔTT， 故IS ＝ I’S 因此有： ΔI＝ I’D － ID 射线照像检测技术 射线检测的基本原理 当ΔT是缺陷时，设其线衰减系数为u’，则 ΔI/I称为“物体对比度” 射线照像检测技术 射线检测的基本原理 射线对缺陷的检测能力与以下因素有关： 缺陷在透射方向上的尺寸 其线衰减系数与物体线衰减系数的差别 散射线的控制情况有关。 射线照像检测技术 射线照像的影像质量 影响射线照像影像的因素： 对比度Δ D：边界的黑度差称为该影像的对比度。 不清晰度U：从一个黑度区域到另一个黑度的缓慢变化区的宽度，它造成了影像边界的扩展。 颗粒度σD：黑度不均匀变化的统计平均值。 射线照像检测技术 对比度Δ D是影像和背景的黑度差，决定了射线透照方向可识别的细节尺寸。 不清晰度U是影像的扩展宽度，决定了在垂直于射线透照方向上可识别的细节尺寸。 颗粒度σD是影像黑度的不均匀性，决定了影像可显示的最小细节尺寸。 射线照像检测技术 对比度的计算公式： 单色、窄束情况： 宽束情况： 射线照像检测技术 对于一个特定的射线，如何提高对比度： 使缺陷在透照方向具有最大的厚度差 采用低能量射线透照，提高衰减系数 减少到达胶片的散射线 采用优质胶片 射线照像检测技术 不清晰度U主要包括：几何不清晰度Ug和胶片固有不清晰度Ui。 焦点尺寸导致几何不清晰度Ug 。 焦点尺寸小，焦距大、工件薄，则不清晰度小。 射线照像检测技术 胶片固有不清晰度Ui是由入射到胶片的射线，在乳剂层激发出二次电子的散射产生的。射线的能量越高，Ui越大。 射线照像检测技术 射线照相的灵敏度：射线照片记录细节或缺陷的能力，它在一定程度上综合了影像质量的三个基本因素。 相对灵敏度：可识别的最小尺寸和透射厚度的比值。 绝对灵敏度：可识别的最小尺寸 灵敏度的测定采用像质计 射线照像检测技术 射线照像的基本透照布置如图所示。 基本原则是使透照区的透照厚度小，主要考虑如下内容： 射线源、工件、胶片的相对位置。 射线中心束的方向。 有效透照区。 射线照像检测技术 有效透照区：一次透照的有效范围，在此范围内： 黑度处于规定的范围 照像灵敏度符合规定。 透照厚度的控制：透照厚度比K＝T’／T处于规定的范围。 射线照像检测技术 基本透照参数的选择： 射线能量 焦距 曝光量 较低的射线能量，较大的焦距和较大的曝光时间，可以获得高质量的照片。 射线照像检测技术 射线能量 对于X射线：射线管的电压 对于伽马探伤：伽马射线的能量 射线能量的选择： 能量高，衰减系数小，固有不清晰度增加。满足要求时，选择较低的射线能量。 一般而言，伽马射线的检验灵敏度低于X射线，但在某些场合（球罐环缝检验）采用伽马射线可以实现全景曝光，提高效率。 射线照像检测技术 焦距的选择 在实际工作中，常用诺模图确定最小焦距 射线照像检测技术 曝光量的选择 对于X射线： 对于伽马射线： 曝光量必须达到一定值才能显示细节缺陷 射线照像检测技术 某一点的射线强度与该点到源的距离的平方成反比。 只要保证射线强度与曝光时间的乘积相等，则得到底片的黑度相同。即： 射线强度和曝光时间具有同等的作用，可以互换（互易性） 射线照像检测技术 曝光曲线：在一定条件下，绘制的透照参数（射线能量、焦距、曝光量）与透照厚度之间的关系曲线。 射线照像检测技术 曝光参数计算例 采用固定X射线机透照一铸件，焦距为700mm、管电流为8mA时，曝光时间为3min。当采用1000mm焦距，管电流12mA时，曝光时间是多少？ 射线照相法的特点 x 射线胶片照相检测法的特点是可直观地检测工件内部缺陷。 x 光底片图像的空间分辨率和对比度都较高，检测结果准确可靠，可用于缺陷分析和作为质量凭证存档。 这种方法目前主要用于重要结构和工件特殊位置的质量检测，如螺旋焊缝钢管管端焊缝缺陷检测。 辐射防护 射线的电离作用 射线直接或间接的作用可引起物质电离的辐射称为电离辐射。 辐射分为：电离辐射和非电离辐射。 直接致电离射线：电子、质子、α粒子、β射线等带电粒子