无损检测复习.ppt

2.2Χ射线检测的基本原理和方法一、Χ射线检测的基本原理Χ射线检测是利用Χ射线通过物质衰减程度与被通过部位的材质、厚度和缺陷的性质有关的特性，使胶片感光成黑度不同的图像来实现的，如图2-9所示。当一束强度为I0的Χ射线平行通过被检测试件(厚度为d)后，其强度Id由式（2-3）表示。若被测试件表面有高度为h的凸起时，则Χ射线强度将衰减为(2-8)（2-10）照相法的灵敏度和透度计2.3Χ射线照相检测技术01灵敏度是指发现缺陷的能力，也是检测质量的标志。通常用两种方式表示：一是绝对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸；二是相对灵敏度，是指在射线胶片上能发现被检测试件中与射线平行方向的最小缺陷尺寸占试件厚度的百分数。若以d表示为被检测试件的材料厚度，x为缺陷尺寸，则其相对灵敏度为1）灵敏度02透度计透度计又称像质指示器。在透视照相中，要评定缺陷的实际尺寸是困难的，因此，要用透度计来做参考比较。同时，还可以用透度计来鉴定照片的质量和作为改进透照工艺的依据。透度计要用与被透照工件材质吸收系数相同或相近的材料制成。常用的透度计主要有两种。槽式透度计。槽式透度计的基本设计是在平板上加工出一系列的矩形槽，其规格尺寸如图2-11所示。对不同厚度的工件照相，可分别采用不同型号的透度计。图2-11槽式透度计示意图金属丝透度计。金属丝透度计是以一套（7～11根）不同直径（0.1～4.0mm）的金属丝均匀排列，粘合于两层塑料或薄橡皮中间而构成的。为区别透度计型号，在金属丝两端摆上与号数对应的铅字或铅点。金属丝一般分为两类，透照钢材时用钢丝透度计，透照铝合金或镁合金时用铝丝透度计。图2-12为金属丝透度计的结构示意图(图中JB表示“机械工业部标准”)。图2-12金属丝透度计示意图使用金属丝透度计时，应将其置于被透照工件的表面，并应使金属丝直径小的一侧远离射线束中心。这样可保证整个被透照区的灵敏度达到如下计算数值：（2-11）式中：φ为观察到的最小金属丝直径；d为被透照工件部位的总厚度。增感屏及增感方式的选择由于X射线和γ射线波长短、硬度大，对胶片的感光效应差，一般透过胶片的射线，大约只有1％左右能激发胶片中的银盐微粒感光。为了增加胶片的感光速度，利用某些增感物质在射线作用下能激发出荧光或产生次级射线，从而加强对胶片的感光作用。在射线透视照相中，所用的增感物质称为增感屏，其增感系数为（2-12）荧光增感屏荧光增感屏是利用荧光物质被射线激发产生荧光实现增感作用的，其结构如图2-13所示。它是将荧光物质均匀地涂布在质地均匀而光滑的支撑物(硬纸或塑料薄板等)上，再覆盖一层薄薄的透明保护层组合而成的。图2-13荧光增感屏构造示意图金属增感屏金属增感屏在受射线照射时产生β射线和二次标识X射线对胶片起感光作用。其增感较小，一般只有2～7倍。金属屏的增感特性通常是，原子序数增加，增感系数上升，辐射波长愈短，增感作用越显著。但是原子序数越大，激发能量也要相应提高，如果射线能量不能使金属屏的原子电离或激发，则不起增感作用，相反还会吸收一部分软射线。如铅增感屏，当管电压低于80kV时，则基本上无增感作用。在生产实践中，多采用铅、锡等原子序数较高的材料作金属增感屏，因为铅的压延性好，吸收散射线的能力强。图2-14金属荧光增感屏结构示意图金属荧光增感屏金属荧光增感屏是在铅箔上涂一层荧光物质组合而成的，其结构如图2-14所示。它具有荧光增感的高增感系数，又有吸收散射线的作用。增感方式的选择增感方式的选择通常考虑三方面的因素：产品设计对检测的要求、射线能量和胶片类型。三、曝光参数的选择1）射线的硬度射线硬度是指射线的穿透力，由射线的波长决定。波长越短硬度越大，则穿透力就越强，对某一物质即具有较小的吸收系数。X射线波长的长短由管电压所决定，管电压愈高，波长愈短。射线硬度对透照胶片影像的质量有很大关系。因此，选择射线的硬度尤为重要。例如：当一束强度为I0的射线，通过被透照厚度为d的物体后，其强度将衰减为Id(由公式（2-3）描述)；通过一厚度为x的缺陷后，其强度为Ix(由公式（2-9）描述)。Ix／Id称为对比度或主因衬度，即（2-13）假设缺陷内为空气，则μ′可忽略不计。因而（2-14）在工业射线透照中，总是希望胶片上的影像衬度尽可能高，以保证检测质量。因此，射线硬度尽可能选软些。但是，如果希望在材料的厚薄相邻部分一次曝光，则要选用较硬的射线。为了提高某些低原子序数、低密度和薄壁材料的检测灵敏度