射线检测设备与器材

第二章 射线检测设备与器材（一）X射线机一、X射线机的分类和发展X射线按能量高低分为：普通X射线机管电压500KV；高能X射线机能量1Mev1、普通X射线机的分类：（1）按结构分 携带式X射线机：a管电压300KV 电流5mA b结构简单，体积小、重量轻、适用高空和野外作业。 移动式X射线机：a管电压可达500KV 电流较大可达数十mA（通常有两个焦点，对应大、小两个管电流）b结构复杂，体积和重量大、适用固定或半固定使用（2）按使用性能分定向X射线机： 400左右圆锥角定向辐射、适用定向单张拍片。周向X射线机：（平耙、锥耙）3600周向辐射、适用环焊缝周向曝光。管道爬行器。（3）按绝缘介质分 变压器油绝缘主要在移动X射线机采用 （一般用25号变压器油，2.5mm标准间隙测试，耐 压50KV）SF6气绝缘主要在携带式X射线机采用（4）按频率分 工频（5060Hz）对应油绝缘X机变频（300800 Hz）对应气绝缘X机恒频（约200 Hz）对应气绝缘X机穿透能力：恒频变频工频（同管电压、管电流）2、携带式X射线机的技术进步 （1）机头小型化、轻量化用SF6 SF6的特点是：a)重量很轻 b)绝缘性能好：绝缘强度为变压器油35倍，压缩气体绝缘性能更好（机头内压力通常控制在0.34Mpa 3.5Kg/cm2以上），可有效缩小电器设备体积，但放电会产生白色的有毒的低氟化物。提高频率：a)减轻高压包铁心重量 由E=KfWBS S K-常数， E-感应电动势， f-频率， W-匝数， B-磁通量，S铁芯面积 , b) 提高X射线的输出强度 单位时间内处于峰值电压的时间增多。 用金属陶瓷管，阳极接地，管子尾部可伸到机筒外a)减小机头尺寸b)可安装风扇有利阳极冷却。 局部衬铅 （2）提高自动化和可靠性（电脑操作系统）3、高能X射线机的分类（1）电子感应加速器（交变脉冲电流、电磁铁和激磁线圈、环形真空管、电子枪、X射线耙、真空泵） （2）电子直线加速器（磁控管微波源、波导管、电子枪、X射线耙、真空泵） （3）电子回旋加速器（高频交变电源、D型盒、电子枪、X射线耙、真空泵）二、X射线管 1、X射线管的分类：（1）按外壳材料分为玻璃管和陶瓷管；（2）按射线辐射角分为定向管、周向管（锥耙和平耙：平耙散热效果好，拍片时焊缝投影倾斜变形，纵向裂纹可能漏捡。）（3）按特殊使用性能分为微焦点管、棒阳极管、软X射线管、脉冲X射线管、2、X射线管的结构（1）阴极： 灯丝：作用发射电子 材料钨丝（发射效率高，不易损坏） 形状园焦点（盘香形）；线焦点（螺管形） 阴极头：作用聚集电子材料铜 （2）阳极： 阳极靶：作用接受高速电子的轰击，动能约1转换为X射线（=KiZV），99转化为热能。材料钨熔点高（33870 C） 原子序数大（Z=74）转换效率高，钼熔点（26000 C） 原子序数（Z=42） 标识谱软X射线 阳极体：作用支撑靶面、传送靶上的热量。 材料无氧铜（导热率高）阳极罩：作用吸收散乱射线和二次电子（轰击阳极靶产生） 材料通常用钢、钨（提高吸收散乱射线效率），如安装铍窗口（可透过更多的软X射线）（3）阳极的冷却方式： 辐射散热：阳极体尾部装散热片（或风扇）用于携带式X射线机 冲油冷却：阳极体为空腔循环油循环水用于移动式X射线机 旋转阳极冷却：阳极高速旋转增加了散热面（相当静止阳极靶的10倍电流）用于大电流医疗用X射线机（几百毫安） （4）外壳作用保持真空度106107mmHg(1.33104 1.33105Pa)材料 耐高温的石英玻璃3、金属陶瓷管 机械性能好抗震性强，不会破碎 管内真空度高（108109mmHg）电性能好，寿命长（约为玻璃管的1.2倍） 陶瓷绝缘性能好管子尺寸小于玻璃管（250KV以上的X管） 容易焊装铍窗口4、X射线管的技术性能 （1）阴极特性： 定义灯丝温度与管电流（饱和电流密度）的关系 特点管电流随灯丝温度升高（发射电子的数量增多）而增大。 （2）阳极特性： 定义管电压与管电流的关系 特点由于X射线管工作在饱和区，因此要改变管电流只有改变灯丝的加热电流（即灯丝温度或灯丝两端的电压） 结论X射线管的管电压和管电流可以独立进行调节。（实际应用中提高管电压、管电流略升） （3）X射线管的管电压 定义指峰值电压（KVp）表示 电工测量 特点穿透能力与管电压有近似直线关系 （4）X射线管的焦点 实际焦点阳极靶被电子轰击的部分（焦点大，散热好；焦点小，几何不清析度高。）有效焦点实际焦点垂直于管轴线上的正投影灯丝形状实际焦点有效焦点盘香形园焦点椭圆园螺管形螺管形长方长方正方说明书描述的是有效焦点：（在计算几何不清析度时）园焦点直径；正方焦点边长；长方焦点长宽/2对斜靶X射线机 正投影尺寸：a,=asina b不变。 任意角度的焦点投影： 由 有效焦点的大小可用针孔成像法测量 有效焦点尺寸为 （5）辐射场强度的分布 阴极侧强度比阳极侧强，300辐射角最强。 阴极侧软射线成分多，照相黑度和阳极侧差不多。 （6）X射线管的真空度（106107mmHg） 定义X射线管工作时管内存在吸气和放气两个过程，达到平衡时决定X管的真空度 真空度下降的原因X管阳极过热或长期不用的X射线机。 训机目的提高X管真空度，稳定工作。X射线管真空度测量：用“高频火花真空测试仪”检测采用冷高压试验检测两极之间放出紫光或淡蓝光则管子漏气 （7）X射线管的寿命 定义X射线管辐射剂量率降为初始值的80的时限（由于灯丝发射电子的能力降低）。 玻璃管寿命400小时，陶瓷管寿命500小时 保证寿命的措施： 送高压前灯丝预热活化 最高管电压控制在90以内 使用中阳极即时冷却 严格训机三、X射线机的电器原理通常X射线机由四部份组成高压部分、冷却部分、保护部分、控制部分。1、高压部分（1）高压发生电路：X射线管实际上是一个特殊的二极管，工作时管子的两个极需要加上直流高压才能产生X射线，因此必须用二极管整流电路来达到这一目的。常用的二极管整流电路有：半波整流、全波整流、倍压整流、恒直流等四种。 半波整流电路a) 半波自整流（用于携带式X射线机）原理X射线管本身充当整流管，实现半波整流。特点X射线管不导通的半周内存在逆电压（2倍峰值电压）的危害，如阳极过热，会出现反向电流，产生不良后果。在高压变压器的一次侧安装R/D（逆电压降低电路）可减小逆电压的危害。b) 中间接地双管半波整流原理用两个整流二极管和X射线管串联使用，实现半波整流。特点X射线管不导通的半周内用两个整流二极管来分担逆电压，基本消除逆电压的危害。(但整流二极管尺寸较大，价格较贵) 全波整流电路a) 双管全波整流，原理利用两个二极管交替导通，实现全波整流。特点整流效果比半波整流好（相当于2倍），但要用两个高压变压器（或者有两组高压线圈）。b) 四管桥式整流原理同双管全波整流，特点与双管全波整流相比多用了两个二极管，每个二极管的耐压级别可降低一半，高压变压器只需用一个。 倍压整流电路原理利用二极管对电容的充电与电源叠加来达到倍压的目的。特点同样的高压变压器可以实现两倍的高压。 恒直流电路原理用两个对称的倍压电路加上两个大容量的电容来储存能量实现恒定的高压。特点X射线管输出剂量最大。用于大型移动式X射线机。高压发生线路二极管高压包数量电容数量高压输出剂量适用X射线机种类数量耐压半波自整流0110U最小携带式双管半波整流21/210U最小移动式双管全波整流2120U移动式四管桥式整流41/210U移动式倍压整流电路11112U移动式恒直流电路41244U最大移动式（2）高压部分的部件 高压变压器（高压包）： 作用将输入的电源电压（通常是220V）用变压器提升到几百KV。 特点变压器的次级线圈匝数多，线径细（管电流只有几毫安）,层间绝缘要求高。 层间绝缘材料：油机用电容纸、气机用聚酯薄膜或聚压胺薄膜（绝缘性能更好） 灯丝变压器： 作用将输入的电源电压（通常是220V）用变压器降低到十几伏。特点次级线圈匝数少，线径粗（灯丝电流有十几安）,串接在高压回路里，因此层间绝缘要求高。整流管：作用将交流转换为直流特点耐压级别高，有玻璃整流管（尺寸较大）和硅堆(体积小)两种。电容：作用在倍压线路里使用，储存能量达到倍压的目的。特点耐压级别高，采用金属纸介电容。高压电缆作用连接高压发生器和射线机头（移动式X射线机）特点构造分为七部份：保护层、金属网层、半导体层、主绝缘层、同芯线、薄绝缘层、电缆头。半导体层的作用处于金属网层与主绝缘层（橡胶）之间，为感应电荷提供通道，避免空气放电、橡胶老化。2、冷却部分（1）机头过热的危害：X射线管的阳极过热造成靶面烧损；X管真空度下降、击穿损坏。高压变压器过热绝缘降低，线圈击穿烧坏。由于上述原因，及时冷却可以保证X射线机的使用寿命。（2）冷却的方法循环油自冷（携带式油绝缘机）：热量搅拌油泵均匀内部温差外壳空气强制风冷（携带式气绝缘机）：热量X管尾部风扇空气循环油外冷（移动式油绝缘机）：热量阳极体空腔油水 循环油外冷的冷却系统由七部分组成。（3）冷却的控制原理 为确保冷却能够正常进行，在主控线路里串接了冷却正常运行的开关（温度继电器开关、油通开关、水通开关），当出现异常时，上述开关断开，X机高压自动切断，起到保护X管的作用。3、保护部分为了确保X射线机正常工作和人身安全而进行的必要设置。（1） 短路保护 保险丝根据电路的容量而选用相应规格的保险丝，（2） 阳极冷却的保护 温控开关：材料双金属片； 整定值6050C； 安放位置机头内温度最高的部位，开关触点串联在保护回路里 水通开关：材料压力开关； 整定值 安放位置循环水管进口处，开关触点串联在保护回路里 油通开关：材料压力开关； 整定值 安放位置循环油管回油管处，开关触点串联在保护回路里（3） X管过载保护 过流开关：材料过流继电器； 整定值 X管的额定电流； 安放位置控制箱内，开关触点串联在高压次级回路里（4） 零位保护 零位开关：材料普通开关； 安放位置自耦变压器调压电刷的起始位置，开关触点串联在高压初级回路里（5） 机头气压保护 气压开关：材料普通开关； 整定值0.34Mpa安放位置机头内，开关触点串联在保护回路里（6） 接地保护 目的：防止漏电、高压感应对人体的伤害 方法：移动X射线机应当采用正规接地，接地电阻0.5 携带X射线机采用临时接地，但绝对不能用电焊机的地线。4、控制部分 （1）管电压的调节 油绝缘X机调工频电源侧的自耦变压器的输出电压（相当于调高压变压器的初级输入电压）。 气绝缘X机调工频电源侧逆变电路（半可控桥整流电路）可控硅的导通角 （2）管电流的调节 油绝缘X机调灯丝加热回路里串联的电阻（即灯丝加热电压） 气绝缘X机调高压变压器初级回路里串联的主可控硅的导通角 （3）操作指示部分 指控制箱面板上的开关、旋钮、表头、指示灯等。能够反映机头的工作状态。 四、射线机的主要技术条件 1、电器性能（七条） 电流电压波动范围输入10、输出2 计时器误差5 温度继电器误差50 绝缘电阻2M 接地电阻0.5 SF6的气压下限0.34MPa 过流、过压规定超过切断高压 2、使用性能（四条） 穿透能力不低于规定值 灵敏度不低于1.8%(钢) 辐射场偏差辐射场不缺园、辐射角50、周向辐射中心平面D0.4 漏射线剂量率低于规定值五、X射线机的使用和维护 1、X射线机的使用 （1）操作程序 通电准备和检查电源、插头、接地、面板指示、冷却工作、 曝光准备和实施KV、mA、时间的预置、调节和回零；异常情况的处理； （2）训机（按说明书要求进行） 训机目的：恢复X射线管的真空度训机方法：间断、逐步升高KV、mA 手动训机和自动训机的规定 2、X射线机的维护 存放点通风干燥，防潮、防高温、防腐蚀 运输防震 清洁、防尘 插头接触良好 漏油和漏气的检查和补充 （二）射线机 1、常用源、主要参数及射线探伤的特点 （1）常用的源工业用源的要求半衰期长；能量适宜；比活度高价格便宜； 活度单位时间内发生的衰变数。 比活度单位质量放射源的放射性活度。能表示活度、还能表示纯度。(源尺寸可做小)； 同种源活度大则辐射强度大；非同种源则不一定。（源不是每个核的衰变都放出光子，如Tm170）常用的源 目前使用最多的源Co60、Ir192、Se75 满足要求使用较少的源（Cs137、Tm170、Yb169）（2）源的特性参数主要能量（线谱）、平均能量 半衰期 K常数 透照厚度 比活度 当量能（美国无损检测手册） 定义：一种同位素相当于多少KV能力的X射线机来做相同的工作的这种关系叫做同位素的当量能。同位素名称Co60Cs137Ir192Tm170当量能20003000KVP6001500KVP150800KVP30150KVP （3）探伤设备的特点（与普通X机相比）主要优点 探测厚度大Co60可达200mm 适用野外和高空作业体积小、重量轻（如：Ir192主机20Kg）；不用电、水； 效率高球罐全景曝光 可连续操作没有冷却的要求 故障少结构较简单且没有电控部分（但违规操作风险大）主要缺点为：防护方面的要求高是一个永久的放射源。能量不可调节无法按透照厚度选择能量。曝光时间有时较长强度不断衰减， 通常灵敏度低于X射线固有不清晰度较大，且对比度低。 2、探伤设备的分类和结构 （1）探伤设备的分类 按源的种类Co60、Ir192、Se75 、Cs137、Tm170、Yb169 按机体输源通道S通道、直通道 区别：（Ir192机）主机重量主机屏蔽结构通道形状输源管弯曲半径S通道大（26Kg）简单S300mm直通道小（20Kg）复杂直500mm 按使用场所便携式、移动式、固定式、管道爬行器 （2）探伤设备的结构（五部分） 源组件源、包壳（双层：不锈钢和铝）、源鞭（不锈钢） 机体不锈钢外壳+贫化铀内衬；S通道和直通道两种；安全锁。 驱动机构摇动手柄、控制缆索和导管 输源管3根（包塑软管）附件：准直器（限制射线辐射方向，如单张拍片）；定向架（固定手柄等）曝光计算尺（计算曝光时间）换源器（换源专用）射线监测仪、个人剂量笔、音响报警器（安全监测）（3）探伤设备设计制造时保证安全操作的规定程序 专用钥匙开安全锁选择环（连接状态）打开端盖卸掉端盖阴阳接头连接好选择环（工作状态）源可以输出。3、射线机的操作 （1）使用机应注意的问题使用机之前，必须首先详细阅读随机使用说明书。使用机的操作人员首先须经当地环保部门进行防护专业知识培训，持证上岗。操作机时，现场必须有环境剂量监测仪监测，不允许在没有剂量仪情况下工作，以免发生超剂量事故；操作人员必须随带射线剂量报警仪监测，且至少有两台以上报警仪在现场监测复核校对。严禁带故障操作，发现问题及时与制造厂联系，待修复正常后使用。（2）射线机操作时要注意的关键点射线机安装时传输机构的控制缆要铺直（弯曲半径1M）；输源管弯曲半径不能太小（直通道500mm， S通道300mm），多根连接使用时，一般不得超过三根。机体的输入端一定要确保控制缆阳接头和源辫连接牢固（暨源辫与控制缆球接头连接挂勾好后，可用手握住控 制缆套管向后拉，检查是否能拉脱。） 机体的输出端一定要确保与输源导管接头连接可靠（可用手握住输源导管往后拉，检查是否能拉脱。）操作人员转动控制缆摇柄（顺时针方向）时应快速轻转，严禁猛劲狠转造成传输控制缆损坏。（如摇手柄有困难，则应反向摇动，将源收回机头内，查明原因后再摇）当一次曝光完毕后，摇动传输机构使射线源回位到探伤机内（用射线剂量报警仪检查，应停止响音）。在离开拍片现场时，还应用剂量仪对现场环境再次检查，剂量是否在本底范围内，同时测量射线机侧面，确认射线源是否在容器安全位置。（3）换源 射线机换源通常可以将设备运回厂家完成；有倒源罐（换源器）的企业可以自行完成。国标对辐射防护监督有关规定GB18871-2002电离辐射防护与规定：年当量剂量50m SV/a射线工作人员必须进行个人剂量监督射线工作人员年当量剂量限值为50m SV/a ，一年按50周计算，则周剂量为1 m SV/周。GB 163571996 工业射线探伤放射卫生防护标准和GB 184652001 工业射线探伤放射卫生防护要求规定控制区和管理区（监督区）的允许剂量。 (a)控制区：以射线源为中心，空气比释动能率为40Gy/ h（0.4m Gy/ h）的边界所包围的区域为控制区。工作时控制区内不准有人。(b)监督区：控制区边界以外至剂量率为射线2.5GY（X射线4GY） 的边界所包围的区域为监督区，监督区内允许人员活动，培训人员、操作人员、监督人员可以进入该区域。监督区是检测人员的工作区，国家规定检测人员每年可以接受不超过5镭姆的剂量当量，即允许在控制区边界线工作1250小时，在控制区边界线以外允许工作更长时间。对于公众不要进入该区域，故短时间进入该区域不会对人员造成伤害。 (c)公众区：监督区以外为公众区。 公众区是安全区。40Gy/ h边界线2.5Gy/ h边界线射线源监督区 控制区4、射线机的维护和故障排除（1）射线机的维护主要是对传输系统（摇柄、输源导管，缆索）进行维护：采用柴油经常清洗泥沙，齿轮应经常添加润滑剂。输源管接头内应避免灰尘和砂粒，进行经常性擦洗。每次使用完毕后盖好两端“封堵”（2）现场故障排除：排除故障时，必须佩带射线剂量报警仪，以防止排除过程中接受超过规定限额的照射。几种常见故障排除方法:故障类型原因分析排除故障源输出时卡堵1、输源导管没按规定放置，有曲率半径小于规定的现象。2、输送软轴导管没拉直。3、曝光头与输源导管连接不良。迅速收回，分析原因、仔细操作。源收回时卡堵1、输源导管由于现场条件突然变化，发生曲率半径小于规定值的情况。2、曝光头与输导管连接不良。1、来回摇动手柄、试图收回。2、在短时间内上前把输源导管拉直，再收回摇动圈数达到规定圈数以上，突感摇柄手很轻松，发现金属软轴与齿轮脱开。输入和输出端（特别是输出端）软管接头与射线探伤机接头没接好，摇动手柄时软管接头脱落，金属软轴导向外面。1、短时间内拆开摇柄与输送导管连接处；2、用手迅速把金属软轴拉回。射线源掉在在输源管内（注意整个事故处理过程必须在监测仪监测下进行）。1、违反操作规程，软轴球头未与源辫挂勾。2、射线机蔽锁损坏，人为将射线源推出在输源管内。1、将射线机前端抬高。2、将射线曝光头与探伤物体松开。3、将前端软管抬高抖动，使源回位到探伤机内（3）事故发生后的应急处理1）立即疏散公众，并保护控制现场；2）及时向领导汇报，立即通知厂家，分析原因；3）采取善后措施，控制事态发展；4）在应用工作现场模拟测量结果，估算个人剂量；5）限制排除事故人员受照剂量，有效排除事故。6）做好事故记录：）事故发生的时间和地点）事故经过（包括源与人的相对位置，受照时间等）事故原因和处理措施）剂量估算（4）射线源的储存射线源的存放场所，不得设置在人员密集和道路旁。通常可建地下或半地下库。存放源的场所必须经当地环保、公安、卫生三个部门进行环境评估、审定批准。源应放在专用的贮藏箱内，不得与易燃、易爆腐蚀性物品一起存放。施工现场不得存放射线源，工作完毕应及时把射线机运送到贮存室内。射源存放后，应指定专人保管，定期检测，严格实行领用制度，射源存放场所必须设有二道安全锁的防盗门。（三）射线胶片一、射线胶片的结构与特点1、结构片基 作用胶片的骨架厚度0.1750.2mm材料醋酸纤维、 涤纶（强度高，适用自动冲洗） 颜色白色和 浅兰色（观察效果好） 结合层 作用粘结感光乳剂层和片基 材料明胶、水、润湿剂、防静电剂 感光乳剂层 作用感光 厚度1020m 材料溴化银微粒（0.510m）明胶（使银颗粒分布均匀、略有增感作用）碘化银（改善感光性能、5）、少量防灰雾剂、稳定剂、坚膜剂 银的含量10-20 g/m2 感光速度主要取决于卤化银的含量，卤化银颗粒团的大小和形状。（其他影响因素见感光度）保护层 作用防止感光乳剂层受到污损和摩擦 厚度12m 材料明胶、坚膜剂、防腐剂、防静电剂、毛面剂防静电剂树脂；坚膜剂甲醛和盐酸萘(nai)的衍生物；润湿剂表面活性剂o 防灰雾剂羟（qiang）基四氮唑（zuo），苯胼（pian）三氮唑，防腐剂苯酚 毛面剂 明胶纤维蛋白（动物的皮、骨）；稳定剂 2 、特点胶片片基双面涂布感光乳剂层提高胶片的感光速度胶片厚度0.25-0.3mm二、感光原理和潜影的形成1、潜影定义可见光或X/射线照射胶片，感光乳剂层产生眼睛看不见的影像。形成机理在感光乳剂中，由微量的银质点集中在AgBr晶体的缺陷和位错部分，形成感光中心，在光子的作用下（经过四个阶段P55）形成潜影中心，由无数的潜影中心组成了潜影。 用化学方程表示：照射前AgBrAgBr 照射后BrhBre； AgeAg衰退机理潜影形成后，相隔很长时间才显影，得到的影像比即时冲洗的影像淡的现象。影响因素温度高、湿度大将加剧潜影衰退2、底片黑度定义照射光强L0与透射光强L之比的常用对数值 三、射线胶片特性1、 胶片特性曲线 定义 相对曝光量（IgE）与底片黑度(D)之间的关系曲线。（1）特性曲线的类型：1）增感型胶片的特性曲线曝光迟钝区（AB）曝光量，D不变曝光不足区(BC)曝光量，D缓慢曝光正常区(CD)DIgE（曝光量）(射线检测区)曝光过渡区(DE)曝光量, D较小到E点时斜率0 反转区(EF)曝光极端过渡，D D0本底灰雾度2）非增感型胶片的特性曲线 前三个区（曝光迟钝区、曝光不足区、曝光正常区）同上， 第四区（曝光过渡区）观片灯看不到， 第五区（反转区）不明显 在常用黑度范围内曲线呈J型（2）胶片特性曲线的制作（DIgE曲线）1）简易测试法制作方法：某一能量射线一系列曝光量/黑度目的：大致了解曲线/比较感光2）标准测试法（ISO7004）A)使用标准射线源（4种）： 较低能量的X射线源2mm铜滤板能量的要求半价层为1mm的铜滤板调节方法：管电压约120KV、 管电流固定，可取5mA。 测3mm铜滤板的剂量率为2mm铜滤板剂量率的一半。 较高能量的X射线源3.5mm铜滤板能量的要求半价层为3.5mm的铜滤板调节方法：管电压约220KV、管电流固定，可取5mA。 测11.5mm铜滤板的剂量率为8mm铜滤板剂量率的一半。 I192射线源8mm铜滤板 CO60射线源8mm铜滤板B)胶片增感方式： 源无增感； 源、铅箔增感； C)前散射线屏蔽大焦距、铅光阑、铅罩 D)后散射线屏蔽铅板 E)控制剂量对X射线用铅快门 F）各次曝光时间差不大于0.1；递增率按D对数Ig(t2/t1)（3）影响胶片特性曲线形状的因素胶片的型号和类型射线能量会影响曲线在横坐标方向的位置，能量高感光快曲线向左移，但对曲线形状影响不大（美国无损检测手册）。2、胶片特性参数特性参数指标感光度（S）；灰雾度（D0）；梯度（G）；宽容度（L）； （1） 感光度（S） 定义D2.0（指净黑度，不含D0）时，所用曝光量的倒数。公式 单位戈瑞S的分级（ISO7OO4）表211S影响因素：乳剂层中的含银量，明胶成分，增感剂含量，银盐颗粒大小、形状。射线能量（其影响见光谱感光度）显影条件(配方、温度、时间)，增感方式 同类胶片，银盐颗粒越粗，S越高。（2）灰雾度（D0） 定义未曝光的胶片进行正常暗室处理得到的底片黑度。 组成D0片基自身黑度（直接定影）胶片乳剂产生的黑度。 D0影响因素显影条件（配方、温度、时间），胶片感光度，保存条件，保存时间。 通常感光度S大则灰雾度D0大（3）梯度（G、） 定义胶片特性曲线上某点切线的斜率。公式某点斜率 平均梯度 (D2=3.5 D1=1.5) 平均梯度分级（ISO7OO4）表212 影响因素：1）胶片的种类、型号。 增感型胶片：D值较低时D, G 正常曝光区G为常数 D值超过正常曝光区后D, G 非增感型胶片：D, G 2） 显影条件：显影配方（微粒配方G高）、温度（温度, G，但过高的温度D0增加很快）、时间（t, G但过长的显影时间D0增加很快） （4）宽容度（L） 定义胶片有效黑度范围对应的曝光范围 公式LIgE2IgE1 感光度大的胶片、梯度小、宽容度大 四、卤化银粒度对胶片性能的影响 1、胶片颗粒度对胶片特性参数的影响 颗粒度尺寸约0.510m 不同类别胶片有不同的颗粒度 颗粒度大感光度高、梯度小、宽容度大 2、胶片颗粒度对底片使用性能的影响 胶片颗粒度大底片颗粒度大、分辨率低、信噪比低五、胶片的光谱感光度1、光谱感光度感光材料（胶片）对不同的可见光或射线敏感性不一样，达到同一黑度，使用的射线能量不同，所需的曝光量不同。通常软X射线产生的黑度大。 2、X射线的光谱响应曲线 连续X射线约30KV有极大值；200KV有极小；200KV以后平缓；极大感光度/极小感光度2050 单色X射线K吸收点有转折点；六、胶片系统的分类 老的胶片分类方法主要是根据胶片的粒度、感光度将胶片分为4类，近年来的研究发现胶片对照相质量的影响主要是梯度、颗粒性及其比值。JB/T4730-2005标准参照ASTM-SE-1815标准的规定对胶片进行分类。 1、新的胶片分类方法的特点 按胶片系统（不以胶片本身） 按成像特性（不以感光特性） 按数据分类（不以含混的术语）2、胶片系统包含的内容 胶片 增感屏（材料、厚度），冲洗条件（方式、配方、温度、时间）3、按四个特性参数将胶片分为四类 四个特性参数D=2.0和4.0时最小梯度Gmin、 D=2.0时最大颗粒度 最大梯噪比（ 以上黑度D均指净黑度）胶片分类表（表213）T1类胶片: 阿克发D2、D3；富士25；柯达R、SR；杜邦NDT35； T2类胶片: 天津；阿克发D4、D5；富士50、80；柯达M、T；杜邦NDT55 ；T3类胶片: 天津；阿克发D7、D8；富士100；柯达AA、B；杜邦NDT70、75；T4类胶片:天津;阿克发D10;富士400；柯达CX；杜邦NDT69；七、颗粒度D的测量1、定义射线底片上叠加在工件影像上的黑度随机涨落。2、影响颗粒度的因素：颗粒度主要取决于胶片种类(胶片粒度细，D小)其次是射线能量（能量增大，D大），曝光量大、黑度大，D小铅增感屏对颗粒度基本没有影响。3、测量方法八、胶片的使用和保管 1、胶片的选用原则 应根据标准规定的射线照相技术要求来选择（综合考虑线质、工件厚度、材料种类） JB/T4730标准规定A级和AB级射线检测技术应采用T3类或更高类别的胶片，B级射线检测技术应采用T2类或更高类别的胶片。胶片的本底灰雾度应不大于0.3。采用射线对裂纹敏感性大的材料进行射线检测时,应采用T2类或更高类别的胶片。 一般说法：像质要求高号数小胶片厚度薄号数小胶片材料等效系数低（如轻金属）号数小胶片线质硬号数小胶片要求曝光时间短号数大胶片温度高抗潮好的胶片环境干噪抗静电好的胶片 2、胶片的保管 胶片的存放： 环境条件低温（10150C），低湿（5565），湿度高（胶片与纸、屏粘连），过干燥（产生静电）无有害气体（氨、硫化氢、煤气、乙炔、酸等）（产生灰雾）远离射线源和热源。 摆放方法避免受压，竖放。 暗室操作 裁片胶片和纸一起裁（防止划伤），单张裁（多张易轧刀） 装片和取片避免擦伤（产生黑线），避免受压、受曲折（产生新月牙影像） 红灯下操作距离不可过近，时间不可过长。 使用要求 开盒的胶片，装入暗袋的胶片尽快使用，否则低温、干燥保存。 轻拿、轻放、避免受压。（四）射线照相辅助器材 一、黑度计 1、黑度计的分类光电直读式黑度计早期使用的模拟电路、指针显示黑度计，误差大。数字显示黑度计目前使用，误差小。 2、黑度计的使用校零读数测量精度0.02 3、黑度计的校准（JB/T4730规定）黑度计要求：可测的最大黑度应不小于4.5，测量值的误差应不超过0.05。黑度计至少每6个月用标准黑度片校验一次（属于自校的仪器）。标准黑度片要求应每2年送计量单位检定一次（属于强检）。 校验程序：接通电源预热10min左右。用标准黑度片校准黑度计零点和其他各点（测3 次，求平均值）。计算黑度片与黑度计的误差。要求 D4.5的各点的测量误差均0.05 否则黑度计应校准、修理或报废。二、增感屏 1、增感屏的分类 金属增感屏像质最佳、增感系数小（12.5） 金属荧光增感屏介于二者之间。 荧光增感屏增感系数大（约100300）、像质差2、增感作用及增感系数 增感作用胶片通常只能吸收1的射线，为了提高效果，一是射线胶片采用双面药膜、较厚的乳剂层，二是使用增感屏增强射线对胶片的感光作用。 增感系数Q E0不用增感屏的曝光量，E用增感屏的曝光量3、金属增感屏 金属箔种类铅、钨、钽、钼、铜、铁等。使用最多的是铅合金（含5的锑可增加屏的刚性和耐磨损性）或纯铅 金属箔的作用： 增感作用射线照射后，金属萡激发产生二次电子和二次射线，能量低，胶片易吸收，起到增感作用。 吸收散射线吸收波长较长的散射线，减少灰雾度，提高对比度。 增感系数Q的变化情况（图254） 管电压较高时：原子系数Z增感系数Q （金最大） 管电压较低时： 锡最大 管电压300KVP：KV Q Q值变化情况：100 KVP CO60I192200 KVP300 KVP 散射线消除率和增感系数Q的关系 铅箔厚度d_增感系数Q, 散射线消除率 铅箔厚度d_增感系数Q, 散射线消除率增感屏使用（JB/T4730-2005标准的规定增感屏的材料和厚度射线源前 屏后 屏材料厚度, mm材料厚度, mmX射线（100kV）铅不用或 0.03铅0.03X射线（100 kV150kV）铅0.10铅0.15X射线（150 kV250kV）铅0.020.15铅0.020.15X射线（250 kV500kV）铅0.020.2铅0.020.2Se-75铅A级 0.020.2铅A级 0.020.2AB级、B级0.10.21）AB级、B级 0.10.2Ir-192铅A级 0.020.2铅A级 0.020.2AB级、B级0.10.21）AB级、B级 0.10.2Co-60钢或铜0.250.7钢或铜0.250.7铅（A、AB级）0.52.0铅（A、AB级）0.52.0X射线（1MeV4MeV）钢或铜0.250.7钢或铜0.250.7铅（A、AB级）0.52.0铅（A、AB级）0.52.0X射线（4MeV12MeV）铜、钢或钽 1铜、钢 1钽0.5铅（A、AB级）0.51.0铅（A、AB级）0.51.0X射线（12MeV）钽 1不用后屏1） 如果AB级、B级使用前屏0.03mm的真空包装胶片，应在工件和胶片之间加0.070.15mm厚的附加铅屏。 X射线：120KV不用前屏 射线：钽箔、钨箔比铅箔灵敏度高；钽箔和钢箔可达最佳灵敏度，但曝光时间长。4、荧光增感屏荧光增感的机理某些物质在射线照射下，能产生波长较长的可见光，与增感型胶片配合使用，可大大缩短曝光时间。能够产生荧光的物质钨酸钙CaWO4 ,硫化锌ZnS, 等常用的荧光屏钨酸钙CaWO4 （能够产生425nm的篮紫光），增感系数100300 按荧光物质的颗粒大小分为粗（高速），中（中速），细（低速）高速荧光增感屏用稀土材料做增感屏，与感绿胶片配合使用，增感系数可在提高（310）倍管电压与增感系数的关系-当管电压200KV时，增感系数降低荧光增感缺点由于荧光颗粒粗，且荧光会扩展和散乱传播，且无阻挡散射线的能力，使得影像模糊、清晰度差、灵敏度低、缺陷分辩力差，细小裂纹易漏捡。承压设备不得采用。 5、金属荧光增感屏 具有荧光增感屏的高增感特性，兼有铅箔增感屏的散射线吸收作用。 与非增感型胶片配合使用，像质优于荧光增感屏。 由于清晰度、分辩力不够高，承压设备不得采用。 6、增感屏的使用 能够正常使用的增感屏： 表面光滑，清洁，无污垢、损伤、变形。 不合格的铅箔增感屏： 划伤底片上出现黑线（原因：铅箔减薄，透过的射线强度增大） 油污底片上产生白影（原因：会吸收发射二次电子，形成减感） 保存时间过长，锡、锑线状析出底片上产生白线条（原因：铅箔上产生黑线条） 被显、定影液腐蚀的增感屏形成减感，报废。 保存： 防止有害气体的侵蚀 防潮，环境干燥 有污物用砂布沾酒精擦净三、像值计 1、像值计的作用和分类 作用：是检查和定量评价射线底片影像质量的工具。 通常用来测量射线照相灵敏度，只有双丝像值计是用来测量射线照相不清晰度的。像值计中的槽、孔、金属丝的尺寸工件中的缺陷的实际尺寸。但有一些通过试验得到的关系。分类：序号像值计名称适用标准1金属丝型等差JISZ3104 等比DIN54109、BS3971、ASTM、JISZ3108、JB/T4730、GB3323、等径JB/T4730、GB3323、单丝GB/T12605双丝BS39712孔型平板矩形ASTM E142平板圆形ASTM E142阶梯条形BS3971阶梯六角型AFNOR89.5513槽型宽槽OCT7512、JB/T4730、GB3323、狭槽罗马尼亚2、金属丝型像值计（以下介绍等比系列像值计的特点）线径公比、尺寸及相互关系：线径公比有两种， （通用）； ；线径尺寸按公比数不同，线径尺寸不一样对于公比q为的系列线号Z1、 2、 3、 4、。15、 16