企业培训_射线检测培训讲义

射线检测培训 第二章射线检测的设备和器材 2 2 1 X射线机2 1 1X射线机种类和特点1 X射线机的分类 1 按结构划分 携带式X射线机 由控制箱和X射线柜 又称机头 组成 其高压部分 包括X射线管 高压变压器 灯丝变压器等 都装在机头内 这种设备管电压较低 管电流较小 但其体积小 重量轻 适合于高空 野外检验 3 4 移动式X射线机移动式X射线机的X射线管与高压发生器分开 一般由机头 高压发生器 控制箱和冷却装置以及高低压连接电缆组成 管电压和管电流较大 但体积和重量较大 在固定的射线透照间使用 5 6 7 2 按使用性能划分 定向X射线机 射线束呈大约圆锥角发射 一般用于定向单张拍片 周向X射线机 射线束呈一定角度发射 主要用于大口径管件和环焊缝的全景照相 管道爬行器 在长距离管道内爬行 对管道环焊缝进行全景照相 8 9 10 软X射线机 一般为60KV以下的X射线机 用于检测轻合金或非金属材料的细微缺陷 微焦点X射线机 焦点尺寸极小 约为1 10 1 100mm数量级 主要用于放大射线照相 检查微小裂纹 半导体元件 生物细胞 化工复合材料 植物种子等内部结构 脉冲X射线机 它是一种闪光照相装置 主要用于对物体内部的动态过程进行照相 11 3 按工作频率分类 工频X射线机 频率50 60Hz 变频X射线机 频率300 800Hz 恒频X射线机 频率200Hz 4 按绝缘介质种类分类 油绝缘X射线机 用变压器油作为绝缘介质 气体绝缘X射线机 用气体作为绝缘介质 12 5 按冷却方式分类 辐射散热式X射线机 实心阳极伸出管壳外与散热片相连 通过散热片把热量辐射掉 强制循环冷却X射线机 在空心阳极中通油或水将阳极热量带走 2 携带式X射线机的技术进展 略 13 2 1 2X射线管 X射线管是X射线机的核心部件 其作用是发生X射线 14 1 X射线管的结构和种类 普通X射线管的结构 X射线管由阴极 阳极和管壳三部分组成 阴极 阴极的作用是发射电子和聚焦电子 它由灯丝和阴极头组成 15 灯丝 用钨丝绕成平面螺旋形或螺旋管形 通电加热后发射电子 阴极头 用铜制成杯形槽或条形槽 分别将平面螺旋形和条形灯丝放入槽中 阴极头上的电场使电子聚集成一束飞向阳极 阳极 阳极的作用是接受电子轰击产生X射线 阳极由阳极靶 阳极体和阳极罩组成 16 阳极靶 用原子序数大 熔点高的材料 钨 制成 嵌入阳极体 接受电子轰击产生X射线 阳极体 用导热率大的无氧铜制成 其作用是支承靶面 并传送靶上的热量 阳极罩 用无氧铜制成 罩在阳极体上 用于吸收电子轰击靶时产生的二次电子和一部分散乱射线 X射线管的冷却方式有三种 a 辐射散热式 用于携带式X射线机 b 冲油冷却式 用于移动式X射线机 17 18 19 c 旋转阳极自然冷却 用于医用X射线机 管壳 普通X射线管的管壳用耐高温的玻璃制成 其作用是支承电极并提供电绝缘 保持X射线管的真空度 金属陶瓷管金属或陶瓷代替玻璃制作射线管壳 这样的X射线管叫做金属陶瓷射线管 与玻璃管相比 它具有以下优点 尺寸小 重量轻 机械强度高 耐冲击和震动 不易破碎 真空度高 输出稳定 容易焊装铍窗 20 21 特殊用途X射线管 周向辐射X射线管 射线束呈一定角度3600度发射 一次曝光可完成大口径管件环焊缝的透照 因而大大提高工作效率 周向射线管分平靶和锥靶两种 其中平靶容易制造 散热条件好 使用最多 但其中心射束与管轴线有一定倾角 对环焊缝纵向裂纹检出有一定影响 22 23 小焦点X射线管通过圆筒式聚焦将灯丝发射的电子聚成很细的一束 可获得小于0 1mm的微小焦点 在射线实时成像检测技术中为提高灵敏度 通常采用放大透照布置 这就需要采用小焦点X射线管 焦点尺寸越小 可采用的放大倍数越大 棒阳极X射线管X射线管的阳极做成棒状 可伸入小直径筒内对环焊缝进行周向曝光 24 2 X射线管的技术特性 阴极特性和阳极特性 阴极特性 是指在一定的管电压下饱和管电流密度和灯丝温度之间的关系 管电流随灯丝温度增高呈指数关系增大 阳极特性 是指管电压与管电流之间的关系 管电压较低时 管电流随管电压增加而增大 当管电压增加到一定程度后 管电流趋于饱和而不再增大 因此X射线管的管电压和管电流可以相互独立进行调节 X射线管的管电压 X射线管的管电压是指它的峰值电压 以KVP表示 管电压越高 穿透力越大 在一定范围内 管电压与穿透厚度大约成线性关系 25 26 X射线管的焦点 实际焦点 阳极靶上受电子轰击的部分叫做实际焦点 有效焦点 实际焦点在垂直于管轴线方向上的投影叫做有效焦点 27 28 焦点的形状和尺寸取决于灯丝的形状和尺寸 焦点大 有利于散热 焦点小 照相清晰度好 灵敏度高 有效焦点尺寸可按针孔法测量 其原理如图所示 针孔板材料用钨 碳化钨 铂铱合金 金铂合金或钽 计算公式为 29 辐射场的分布 由于X射线管阳极靶与管轴线呈20度的倾角 因此发射的X射线束有40度左右的立体角 X射线场强度分布沿轴线方向X射线强度随角度不同而有一定的差异 沿轴线方向的射线强度分布如图所示 从图中可以看出 偏阴极侧强度较高 30 但由于阴极侧含较多的软射线成分 所以照相时阴极侧的底片黑度也不会比阳极侧更黑 X射线管的真空度 X射线管必须在高真空度 10 6mmHg 才能正常工作 当射线管中存在气体时 一方面会使灯丝氧化甚至烧毁 另一方面高速电子与气体分子相撞使气体分子电离 导致管电流大幅度波动甚至无法工作 X射线管的寿命 X射线管的寿命是指正常使用的X射线管灯丝发射能力逐渐降低而失去功能 射线辐射剂量率降至初始值的80 玻璃管一般为400 500小时 金属陶瓷管一般为1000小时 31 为了保证X射线管的使用寿命 主要措施包括以下几条 送高压前 灯丝必须预热 活化 使用负荷应控制在最高管电压的90 以内 使用过程一定保证阳极的冷却 工作周期设置为1比1 严格按说明书要求进行训机 32 2 1 3高压发生电路 高压发生电路是X射线管工作的基本电路 按照加在射线管上的电压波形可分为 半波整流电路 全波整流电路 倍压整流电路和恒直流电路四种 1 半波整流电路 半波自整流电路 利用X射线管自身进行整流的电路叫半波自整流电路 携带式X射线机普遍采用这种电路 33 在阳极为正的半周内 有电流通过并产生X射线 而阳极为负的半周内电路不通 不进行工作 这时因逆电压加在射线管两端 如阳极冷却不好也能发射少量电子 出现反向电流 产生不良后果 为避免这种现象 在一次线路上采用逆电压降低装置 R D电路 部分整流 使输入电压为不对称正弦波 近年来 在气体冷却携带式X射线机中往往采用阳极接地方式的自整流电路 可采用水冷或强制风冷 冷却效果较好 34 中间接地两管半波整流电路 利用二个整流管与射线管串联 正半周时二极管导通 射线管工作 负半周时二极管截止 与射线管共同承受反向电压 可避免反向电流的危害 35 2 全波整流电路 双管全波整流电路 二个整流二极管交替导通 使X射线管在正 负半周内都工作 其输出为半流整流电路的二倍 36 四管桥式整流电路 使用四个二极管 正半周时导通 负半周时导通 使X射线管在正 负半周都工作 其特点是整流管耐压级别可降低一半 变压器的线圈匝数也可减少一半 37 3 半波倍压整流电路 这种电路使用一个二极管和一个高压电容器 上半周时电源通过二极管给电容器充电 下半周时 电源与电容器同相 电压叠加起来加至X射线管上 38 4 全波倍压恒直流电路 这种电路由两个对称的倍压电路组成 上半周时 电源u通过二极管D1 D1 分别对电容C1 C1 充电到峰值 下半周时 电源u与C1 C1 的电压垒加后分别通过二极管D2 D2 对电容器C2 C2 充电到2u 这样C2和C2 上的电压叠加为4u 加至X射线管 由于电容C2 C2 容量足够大 相当于一个恒压源 所以射线管工作电压相当平稳 输出波形比较平滑 这种电路主要用在400KV的大型移动式X射线机中 39 40 2 1 4X射线机的基本结构X射线机主要由高压部分 冷却部分 保护部分和控制部分四部分组成 1 高压部分 包括X射线管 高压发生器 高压变压器 灯丝变压器 高压整流器 高压电容 高压电缆 高压发生器 高压发生器的作用是产生高电压 供给射线管的阴极和阳极 高压变压器 作用是将几十到几百伏的低电压升到X射线管所需的高电压 其特点是功率不大但输出电压很高 要求体积小 绝缘强度高 不易过热损坏 41 灯丝变压器 灯丝变压器是一种降压变压器 作用是把220伏工频电压降为灯丝所需的十几伏低电压 并提供较大的灯丝加热电流 油绝缘X射线机都有单独的灯丝变压器 而变频气绝缘X射线机往往没有单独的灯丝变压器 而是在高压变压器绕组外再绕几匝加热线圈提供灯丝加热电流 高压整流管 作用是将高压交流电变为高压直流电 常用玻璃壳二极管和高压硅作为整流管 其中高压硅可节省灯丝变压器 从而减小高压发生器的尺寸和重量 42 高压电容器 起倍压作用 一般为金属外壳高压大容量纸介电容器 高压电缆 用于连接高压发生器和X射线机头 把高压直流电传送给X射线管 高压电缆由保护层 金属网层 半导体层 主绝缘层 芯线和电缆头组成 43 44 2 冷却部分X射线机的冷却方式有两种 即辐射散热式和制循环冷却式 辐射散热式 这种方式主要用于携带式X射线机 油浸自冷式X射线机是通过机头内的温差和搅拌油泵产生对流 再通过壳体把热量辐射出去 气体冷却X射线机是靠伸出机壳的阳极上的散热片并用风扇过行强制风冷 45 强制循环冷却 移动式X射线机多采用循环油或循环水外冷方式 其中油冷式用油泵把油注入空心阳极将热量带走 然后再用循环水冷却油 阳极接地X射线机多采用循环水外冷式 用水泵直接将水注入阳极空腔把热量带走 这种方式冷却效率高 效果好 46 3 保护部分 独立电路短路过流保护 在主电路和各分电路接一定额定值的保险丝 当电路电流因短路或其它原因过电流时 保险丝熔断 切断电源 X射线管阳极冷却保护 油温开关 装在机头内和冷却油箱内 控制高压回路 当油温超过予定值时 自动切断高压回路 水通 油通开关 接在冷却系统的回水管和回油管上 控制高压回路 当水循环或油循环不正常时 自动切断高压回路 47 过载保护 在高压电路内安装过流继电器 当管电流超过限定值时过流继电器动作 自动切断高压 零位保护 在自耦变压器起始位置安装零位接触器 确保高压从零位才能起动 在计时器零位安装零位开关 使曝光结束时高压自动切断 接地保护 机头和控制箱外壳可靠接地 防止漏电 其它保护 充气X射线机装有气压开关 当气体压力低于一定数值时自动切断高压 48 49 4 控制部分 管电压调节和指示 管电压是通过调节高压变压器的初级线圈电压来实现的 高压变压器的初级线圈与自耦变压器的滑动触点连接 调节控制面板上的千伏调节旋钮 使自耦变压器的滑动触点滑动 便可改变高压变压器的初级电压 从而改变管电压 高压变压器初级线圈上接有一个千伏表 它测量的实际上是初级线圈电压 但其表盘刻度按射线管的峰值电压校准 所以可直接读出管电压值 50 管电流调节和指示 在射线管灯丝变压器初级线圈接有一个可变电阻 调节控制面板上的mA调节旋钮 改变可变电阻的数值 便可改变灯丝加热电流 从而改变管电流的值 在高压变压器次级线圈和射线管回路中接有一个电流表 直接指示管电流的值 操作和控制装置 在控制箱面板上设有电源开关 高压开关 管电压和管电流调节器 管电压和管电流表 计时器和各种指示灯等 51 2 1 5X射线机的主要技术条件1 电气性能的一般要求 输入电压波动 10 输出电压波动 2 计时器误差应在5 以内 温度继电器整定值为 60 5 0C 低压电路绝缘电阻应大于2M 保护接地接地电阻应不大于0 5 气绝缘X射线机 气压低于0 34MPa时 高压应断开 有过流 过压保护装置 超过规定值时应断开 52 2 使用性能的一般要求 穿透能力不低于规定值 透照灵敏度不低于1 8 产生的X射线应在辐射范围内 辐射场不允许有缺圆 周向机辐射场应均匀 中心平面内黑度差小于0 1 辐射角偏差 规定值 50 允许的漏剂量率应不超过规定值 53 2 1 6X射线机的使用和维护1 X射线机的操作程序 通电前准备 连接设备 接通水源 使用时 连接电源 注意额定电压 壳体接地 通电后检查 电源指示灯亮 冷却系统正常工作 灯丝开始予热 曝光准备 KV和mA置零位 或予设为需要值 54 计时器予置到需要的位置 摆放工件 胶片 调节焦距和射束方向 曝光 按下高压开关 高压指示灯亮 曝光开始 缓慢将KV和mA调至需要值 曝光结束 蜂鸣器响时 缓慢将KV和mA调至零位 然后切断高压 手动机 红灯灭 自动机子高压自动切断 红灯灭 使冷却系统继续工作几分钟 关闭电源 切断水源 使用时 55 2 X射线机使用的注意事项 认真训机 训机的目的 新的或长时间未使用的X射线机 使用之前都必须进行训练 其目的是为了提高X射线管的真空度 保证射线管的稳定工作 训机原理 X射线管工作时 阳极受高速电子冲击温度升高会排出气体 降低管内真空度 同时 高速电子撞击使气体电离 质量较大的正离子高速冲向阴极 使阴极金属和灯丝溅散 这些溅散的金属能吸收气体 提高管 56 内的真空度 训机时管电流和管电压逐渐增加 可保证吸气过程始终占优势 吸收气体量大于排出气体量 从而提高X射线管的真空度 训机的方法 训机方法原则上按说明书的规定进行 一般说来 训机都是从较低的管电压和管电流开始 按一定的速度逐步将管电压和管电流升高到额定值 目前许多X射线机都设置了自动训机程序 开机前必须按规定程序进行训练 否则高压便无法启动 57 可靠接地 检测电源波动值 的前预热 全过程冷却 间息时间 58 3 X射线机的维护和保养 X射线机应摆放在通风干燥处 切忌潮湿 高温 腐蚀特环境 以免降低绝缘性能 运输时要采取防震措施 防止剧烈震动造成接头松动 高压包移位 X射线管破损 保持清洁 防止灰尘 污物等造成短路或接触不良 保持电缆头接触良好 磨损松动接触不良应及时更换 经常检查是否漏油 漏气 并及时予以补充 59 2 2 射线探伤机2 2 1 射线源的主要特性参数工业射线照相用的 射线源主要有钴60 铯137 铱192 铥170 硒75 它们的特性参数见下表 60 2 2 2 射线探伤设备的特点1 射线探伤设备的优点与普通X射线探伤相比 具有以下优点 穿透能力强 探测厚度大 体积小 重量轻 不用电 不用水 适合于野外作业 工作效率高 可进行周向和全景曝光 可以连续运行 不受温度 压力 磁场等外界因素的影响 设备价格低 无易损部件 故障率低 操作简单 拍片条件容易计算 61 2 射线探伤设备的缺点与X射线探伤相比 具有以下缺点 源强度不断衰减 需经常换源 能量固定 不能按工件厚度进行调整 强度随时间不断变化 曝光时间需不断调整 固有不清晰度一般比X射线机大 灵敏度比X射线机低 安全防护要求高 管理严格 62 2 2 3 射线探伤设备的分类与结构1 射线探伤设备的分类 按使用的同位素不同分为 Co60 射线探伤机Ir192 射线探伤机Se75 射线探伤机 按机体结构可分为 直通道式 射线探伤机 S 通道式 射线探伤机 按使用方式可分为便携式 射线探伤机移动式 射线探伤机固守式 射线探伤机 63 美国铱 192SENTINEL660型 海门铱 192DLTS B型 美国铱 192SENTINEL880型 64 海门铱 192DL IIC型 丹东铱 192YG 192B型 海门硒 75DL VA型 丹东硒 75YG 75型 65 换源器 整套 射线探伤装置 66 2 射线探伤机的结构 射线探伤机由源组件 机体 驱动机构 输源管和附件五部分组成 源组件 源辫 由放射源 包壳和辫子组成 放射源放于包壳中 包壳为两层 内层为铝壳 外层为不锈钢 用等离子焊封口 以防放射性污染泄漏 辫子与包壳相连 用来拖源 机体 机体内设屏蔽容器 用于存放源组件 屏蔽体用贫化铀制成 内部通道有直通道和S型通道 一般多采用S型通道 为防止操作错误 机体上还设有安全联锁装置 67 驱动机构 驱动机构用来将放射源从机体中驱动到曝光点位置 并能将源收回到机体内 驱动机构有手动和电动两种 手动装置包括控制缆导管 它与机体和控制手柄相连 摇动手柄使源在输源管中移动 手柄上装有源位置指示器于来指示源位置 电动驱动机构可予置延迟时间和曝光时间 当到达延迟时间后 源由驱动器自动送到曝光点 曝光结束后自动将源收回机体内 输源管 输源管也叫源导管 用包塑不锈钢软管制成 一端封闭 另一端与机体源出口相连 曝光时把源输送到源管的封闭端部与曝光焦点重合 68 贫铀屏蔽 遥控连接器 导向管连接器 设备结构原理 69 源导向管 出口 屏蔽 锁结构 遥控手柄 控制缆 探伤装置 源辫 密封源 70 71 附件 包括准直器 射线监测仪 各种定向架 曝光计算尺和换源器等 72 2 2 4 射线探伤机的操作1 射线探伤机的操作程序 操作前准备 检查设备有无明显损伤 驱动机构是否灵活 有无卡死现象 输源管有无显砸扁或损坏 个人剂量计和辐射场所监测仪是否正常等 主机安装 主机应放置在距曝光点不远的地方 安装地点要便于操作 便于输源管铺设 按装要保证平整 组装输源管 根据实际拍片情况确定输源管根数 尽量采用较少的输源管 一般不多于三根 73 固定照相头 用定位架固定输源管端头并夹紧 铺设输源管 应保证送源操作顺利 同时考虑有利于人员屏蔽 应使输源管尽量伸直 如需打弯 弯曲半径应不小于300mm 连接输源管 从屏蔽容器上取下源顶辫 将其插入储存源顶辫管内 把输源管接到主机出口接头上 选择驱动机构操作位置 应置于防护物后或操作控制窒内 与屏蔽容器最好成直线 使控制缆尽量放直 连接控制缆 74 打开锁 把选择环从 锁紧 转到 连接 位置 将控制缆连接套向后滑动 打开控制缆连接器上的卡爪 露出控制缆上的阳接头 用大姆指尖压下弹簧顶锁销 把阴阳接头嵌接好 放开锁销 检查是否连接妥当 收紧卡爪 盖住阴阳头部件 向前滑动连接套 并将连接套上的缺口销插入选择环定位环孔内 保持控制缆连接套紧贴在屏蔽装置上的联锁装置上 把选择环从 连接 位置转到 锁紧 位置 75 打开锁 把选择环从 锁紧 转到 连接 位置 将控制缆连接套向后滑动 打开控制缆连接器上的卡爪 露出控制缆上的阳接头 用大姆指尖压下弹簧顶锁销 把阴阳接头嵌接好 放开锁销 检查是否连接妥当 收紧卡爪 盖住阴阳头部件 向前滑动连接套 并将连接套上的缺口销插入选择环定位环孔内 保持控制缆连接套紧贴在屏蔽装置上的联锁装置上 把选择环从 连接 位置转到 锁紧 位置 76 若使用自动控制电动驱动器则按以下程序操作 自动控制电动驱动器的安装 将自动控制仪安放平稳 接好控制电缆线 按控制仪使用说明书的规定 检查仪表有无故障 按手动方式相同的步骤将控制缆和输源管与主机相连 并进行各项检查 按自动控制仪使用说明书的规定操作仪器 预置启动延迟时间 输源管距离 曝光时间 然后按下 启动 按钮 自动仪将自动完成 送源 曝光 收源 的检测照过程 77 2 换源操作要点换源器有两个腔 一个装新源 另一个回收旧源 换源有两项内容 一是将旧源收回到换源器中 二是将新源送到探伤机屏蔽体中 按 射线探伤机操作步骤把驱动机构与探伤机主机连接 将不带照相头的输源管分别与主机及换源器连接 摇动驱动机构手柄 将旧源送入到换源器械中 78 从旧源辫上取出控制缆上的阳接头 从换源器旧源孔道接头上拆下输源管 将输源管与换源器上新源孔道相接 将控制缆上阳接头与新源辫的阴接头连接 合上导源管 摇动驱动机构手柄 将新源拉回到探伤机中 按 射线探伤机操作步骤取下劝机构和输源管 锁上安全联锁 换源工作完成 79 2 2 5 射线探伤设备的维护故障排除1 射线探伤设备的维护 专人保管 单独存放 存放场所安全可靠 输源管接头每次使用完毕应盖好两端 封堵护套 接头应经常进行擦洗 避免灰尘和砂粒进入 控制机构部件转柄 输源导管 软軕注意清洁 可用柴油清洗泥砂灰尘 凉干后传送到软管内 齿轮应经常润滑 对输源管特别注意保护 防止重物砸扁砸坏管子 设备出现问题应报专人处理 不得任意拆卸 80 2 射线探伤设备的操作故障排除 源送出时发生卡堵 原因 输源管曲率半径过小 控制缆导管曲率半径过小 曝光头与输源导管连接不良 排除 迅速收回 找出原因 排除故障 仔细操作 源回收时发生卡堵 原因 输源管因现场条件变化 发生曲率半径小于规定值的情况 曝光头与输导管连接不良 排除 来回摇动手柄 试图收回 快速上前把输源导管拉直再收回 81 摇动手柄突感很轻松 摇动圈数超出规定圈数 原因 输入输出端软管接头与 射线探伤机接头没接好 摇动手柄时软管接头脱落 金属软轴脱在外面 排除 快速拆开摇柄与输送导管连接 用手迅速把金属软轴拉回 82 3 射线探伤设备的机械故障 安全联锁失灵 安全锁 锁紧锁 选择环 定位爪等 一般不会发生故障 一旦发生故障 要通知厂家处理 机械零件损坏 阳接头拉断 驱动机构失灵 控制缆导管及输源管被砸扁变形或更严重损坏 源外包壳与源座脱开等 机体破碎 很少发生 83 2 3 射线照相胶片2 3 1射线照胶片的构造与特点胶片由片基 结合层 乳剂层和保护层组成 1 片基 片基的作用是支撑乳剂层 用透明的醋酸纤维素或聚酯材料 涤纶 制成 厚度约0 175 0 3毫米 由于涤纶片基较薄 韧性好 强度高 所以目前使用较多 2 结合层 由明胶 水 表面活性剂和树脂组成 其作用是把乳剂层粘结在片基上 84 3 乳剂层 通常由溴化银微粒与明胶的混合体组成 粘结在片基两侧 其作用是受射线照射后形成潜影 4 保护层 由明胶 坚膜剂 防腐剂和防静电剂组成 涂在乳剂层表面 防止乳剂层受到污损和摩擦 85 2 3 2感光原理及潜影的形成胶片受到光线照射时 在乳剂中产生的眼睛看不到的影象叫做潜影 按照葛尔尼和莫特的潜影理论 在感光乳剂中微量的银质点集中在AgBr晶体的缺陷和位错部位 形成感光中心 其电位比周围的AgBr要低 潜影的形成过程如下 光子将Br 离子中的电子逐出 电子在AgBr晶体上移动 陷入感光中心 中心带负电 带负电的感光中心吸引Ag 离子 Ag 与电子结合 构成潜影中心 无数潜影中心组成潜影 86 用方程式表示 即 照射前 照射后 由此可见潜影的产生是银离子接受电子还原为金属银过程 潜影衰退 潜影形成后 如隔很长时间才显影 得到的影象比及时冲洗的影象要淡 这种现象叫做潜影衰退 原因是构成潜影中心的银又被空气氧化变成离子的逆变过程 胶片所处环境温度越高 湿度越大 潜影衰退越严重 87 2 3 3底片的黑度 胶片曝光后 经显 定影处理 得到了具有黑色影象的负片 通常称之为底片 底片上的影象是由密度不同的金属银组成的 密度大的区域影象较黑 密度小的区域影象较淡 我们把底片的黑化程度叫做底片的黑度 用符号D表示 黑度的定义为 照射光强与透过底片的光强之比的常用对数值 即 式中 L0 照射光强 L 透射光强 L0 L 阻光率 88 由上式可知 D 1 0时 照射光有1 10透过 D 2 0时 照射光有1 100透过 D 3 0时 照射光有1 1000透过 例如 GB3323标准规定 底片最大黑度为3 5 透过底片的光强应不小于30cd 则观片灯的亮度要求为 89 2 3 4射线胶片的特性1 胶片特性曲线 胶片特性曲线是表示曝光量与底片黑度之间的关系的曲线 增感型胶片的特性曲线 增感型胶片是与荧光屏一起使用的胶片 其特性曲线呈 S 型 可分为曝光迟钝区 AB 曝光不足区 BC 曝光正常区 CD 曝光过渡区 DE 和负感区 EF 非增感型胶片特性曲线 非增感型胶片的特性曲线 非增感型胶片的曝光曲线呈 J 型 无明显的迟钝区和负感区 曲线比较陡 即其黑度随曝光量增加而增大较快 90 91 2 射线胶片的特性参数 感光度 S 一般把射线底片上产生一黑度所需曝光量的倒数定义为感光度 ISO7004标准规定底片净黑度为2 0时的曝光量的倒数作为其感受光度 即 式中 Ks 曝光量 单位Gr 灰雾度 D0 未经曝光的胶片显影后也会有一定的黑度 此黑度称为胶片的灰雾度 也叫做胶片的本底灰雾度 92 灰雾度是由片基的光学密度和乳剂经化学处理后的固有光学密度组成的 灰雾度的大小与胶片感光度 胶片保管条件 以及胶片暗室处理条件有关 一般要求灰雾度不大于0 3 梯度 G 胶片的梯度也叫做胶片的反差系数 或叫做胶片的衬度 用过胶片特性曲线上某一点的切线的斜率表示 由于特性曲线上各点的斜率不同 所以常用过曲线上两点的连线的斜率来表示 称作胶片的平均梯度 或平均反差系数 93 ISO7004标准规定以特性曲线上净黑度1 5和3 5两点的连线的斜率作为胶片的平均梯度 胶片的梯度与胶片类型 底片的黑度以及显影条件有关 94 宽容度 L 是指胶片有效黑度范围相对应的曝光范围 用接近直线部分的起点和终点对应的曝光量对数的差来表示 L 显然 梯度大的胶片宽容度小 最大黑度 Dmax 发生负感的黑度叫做最大黑度 在观片灯可观察的范围内 增感型胶片存在最大黑度 而非增感型胶片不存在最大黑度 95 3 胶片特性曲线测试 略 2 3 5卤化银粒度对胶片性能的影响 略 2 3 6胶片的光谱感光度 略 96 2 3 7工业射线胶片系统的分类GB T19384 1 2003无损检测工业射线照相胶片第1部分 工业射线胶片系统的分类 97 2 3 8颗粒度 D的测量 略 2 3 9胶片的使用与保管1 胶片的选用 可按像质要求选用 需较高像质选梯噪比较大的胶片 在能满足像质要求的前提下 如需缩短曝光时间 可选用梯噪比较大的胶片 工件厚度较小 材料特效系数较低或射线质较硬时 可选用梯噪比较大的胶片 在工作环境温度较高时 宜选用抗潮湿性能较好的胶片 在工作环境比较干燥时 宜选用抗静电性能较好有胶片 2 胶片的使用和保管注意事项 98 胶片不可接近氨 硫化氢 煤气 乙炔等有害气体 否则会产生灰雾 裁片时不可去掉衬纸裁切 以免将胶片划伤 装片取片时 应避免胶片与增感屏摩擦划伤 操作时还应避免胶片受压受折 开封后的胶片和装入暗盒的胶片应尽快使用 胶片宜保存在低温低湿环境中 温度10 150C 湿度55 65 胶片应远离热源和射线源的影响 在暗窒红灯下操作不宜距离过近 暴露时间不宜过长 胶片应竖放 避免受压 99 2 4射线照相辅助设备器材2 4 1黑度计 光密度计 黑度计是用来测量底片黑度的仪器 工业射线照相用的是透射式黑白密度计 有指针式和数显式两种 它们都是用光电池感受透过底片的光线 将光能转变为电能然后由电流表或数码管显示出来 用黑度计测量底片黑度时 先要校零 再用标准黑度片校验黑度计 然后才能进行测量 而标准黑度片每二年要在国家计量部门进行校验 100 101 2 4 2增感屏 1 增感作用和增感系数Q 当X射线和 射线光子作用于胶片时 大部分射线 约99 穿过胶片 只有大约1 的射线使胶片感光 从而使实际曝光时间大大加长 由于X射线和 射线能使某些物质发荧光 还能使金属释放电子和二次X射线 因此 如果把这些物质作成增感屏放于胶片两侧 这些物质在射线激发下发射的荧光或电子及二次射线会加速胶片感光 这种现象就叫做增感作用 102 增感系数 不同类型的增感屏 其增感性能 即增感作用的强弱 不同 各种增感屏的增感性能用增感系数Q表示 Q定义为在一定的条件下 不用增感屏需要的曝光量与使用增感屏所需的曝光量之比 式中 E0 不用增感屏需要的曝光量 E 使用增感屏需要的曝光量 t0 不用增感屏需要的曝光时间 t 使用增感屏需要的曝光时间 103 3 金属增感屏 将金属箔片粘贴在优质纸基或涤纶片基上制成 使用的金属箔材料有铅 钨 钽 钼 铜和铁等 其中使用最多的是铅合金 加5 左右的锑和锡 金属增感屏有两个基本效应 增感效应 金属在射线激发下产生二次电子和二次射线 因其能量较低 易被胶片吸收从而增加对胶片的感光作用 吸收效应 对波长较长的散射线具有吸收作用 从而减少散射线的影响 提高射线照相灵敏度 104 与荧光增感屏相比 金属屏的增感系数较低 如铅屏只有大约2 7左右 增感系数大小与金属箔的原子序数 射线能量和金属箔厚度有关 一般说来 随原子序数和射线能量增大而增大 随箔厚度增大而减小 但对 射线来说 随能量增大而减小 3 荧光增感屏 将细微的荧光物质粉末与粘结剂混合 均匀地涂在优质纸基或涤纶片基上制成 常用的荧光物质是钨酸钙 105 钨酸钙在射线作用下能发出3750 4800埃波长的荧光 最强波长为4250埃的蓝紫光 荧光增感屏的增感系数较高 一般为10 60 与增感型胶片配合使用 增感系数可高达100 300 增感系数与射线能量 荧光层厚度和荧光物质的粒度有关 一般说来 在射线能量较低时 随能量增高而增大 但管电压超过200KV时 则随能量增高而减小 荧光层厚度越大 荧光物质粒度越粗 增感系数越大 106 荧光屏的优点是增感系数大