射线检测原理

射线检测原理射线在穿透物体过程中会与物体发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减 弱。强度衰减程度取决于物体的衰减系数和射线在物体中穿越的厚度。如果被透 照物体的局部存在缺陷，且构成缺陷的物体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曝光量, 由于缺陷部位和完好部位的射线强度不同，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像，评片人员据此判断缺陷情 况并评价试件质量。射线检测主要优点是：它能得到物体内部状况的二维图像，根据这一图像可以 直观地分析物体内部的缺陷和组织结构。物体二维图像的形成主要是由于X射 线穿过物体后强度的衰减。但在底片上所呈现的图像与物体内部的实际结构并非 完全相同。由于焦点、焦距和缺陷位置等因素的影像在底片上产生的投影图像， 有可能放大、畸变、影像重叠等情况。因此要从图像上客观地分析出物体内部的 真实情况必须了解其原理。强度衰减成像原理X射线强度衰减公式I= I e-uT0代入公示后可得1=1 e-kp z3T0P是物体的密度，Z是物体的原子序数，入是入射X射线的波长，T使物体的厚 度，k是系数。X射线管的电压确定后，k和入都是常熟，因此穿过物体后的射 线强度I与T、Z等有关。射线检测原理射线在穿透物体过程中会与物体发生相互作用，因吸收和散射而使其强度减 弱。强度衰减程度取决于物体的衰减系数和射线在物体中穿越的厚度。如果被透 照物体的局部存在缺陷，且构成缺陷的物体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曝光量, 由于缺陷部位和完好部位的射线强度不同，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像，评片人员据此判断缺陷情 况并评价试件质量。射线检测主要优点是：它能得到物体内部状况的二维图像，根据这一图像可以 直观地分析物体内部的缺陷和组织结构。物体二维图像的形成主要是由于X射 线穿过物体后强度的衰减。但在底片上所呈现的图像与物体内部的实际结构并非 完全相同。由于焦点、焦距和缺陷位置等因素的影像在底片上产生的投影图像， 有可能放大、畸变、影像重叠等情况。因此要从图像上客观地分析出物体内部的 真实情况必须了解其原理。强度衰减成像原理X射线强度衰减公式I= IO e-uT代入公示后可得I = IO e-kp z3TP是物体的密度，Z是物体的原子序数，入是入射X射线的波长，T使物体的厚 度，k是系数。X射线管的电压确定后，k和入都是常熟，因此穿过物体后的射 线强度I与T、Z等有关。11I2如果物体的密度和成分是均匀的，而且管电压恒定不变，那么I和I2值完全取决于厚度的 变化则有II I2在钢焊缝中经常会产生金属和非金属夹杂，如钨夹杂和熔渣。由于非金属熔渣的主要成分的原子序数核密度都小于基体金属，因而在X射线底片上形成黑点或长条形不规则黑 线；由于无原子序数核密度都大于基体金属，因而在X射线底片上形成白点。主因对比度有射线照相原理可知，有无缺陷不为引起的射线强度变化是；不同的，正是由于这种强度变 化的差异，导致照相底片黑度的差异，从而可以进行定量分析：I=Is+ID无缺陷部位，有I = Is+ Ie-uT0II =1 + nD1）提高衰减系数。从线衰减系数近似公式u=kp z3入3可知，线衰减系数与材料 密度、原子序数和射线波长有关。对于X射线而言，就是要在保证穿透能力的 条件下减小管电压。2）增大AT。缺陷的尺寸是固定的，而且缺陷存在与否以及缺陷的缺项都是未知 的，但可以凭经验估计某种缺陷适当增大 T。3）减小散射比。从透照过程中，采取各种方法减少散射线，从而减小散射比，有 利于提高主因对比度，从而提高影像对比度。设备器材1. X射线探伤机工业探伤上，利用X射线管中高速电子去撞击阳极靶，从而产生X射线。其 实用来产生X射线的一种真空二极管。其印记用来产生热电子。在阳极与阴极 之间加高电压，点自由与阳极高电位的吸引以高速度想阳极靶撞击X射线管两 级的高电压是由高压发生器供给的。高压发生器一般要浸在绝缘介质里工作。一般选择X射线探伤机都要考虑穿透能力、X射线管焦点大小、被碱工件形 状等因素。X射线探伤机的选择1）X射线探伤机的穿透能力2）被检产品的材质 相同管电压下，还要考虑被检验工件的材质的密度等性 质。即衰减能力3）被检产品的形状特点4）被检产品的尺寸特点 工件较小，移动方便的，可用固定式X射线探伤机； 比较笨重的，可用携带式X射线探伤机。5）缺陷的检出特点。2. 丫射线机射线与X射线探伤机一个重要区别是，Y射线源始终不断地辐射Y射线，二X 射线探伤机仅仅再开机并加上高压后才产生X射线。射线探伤机与普通X射线探伤机比较具有如下优点1）探测厚度大，穿透能力强。2）可以连续运行。3）射线谱为线状谱4）体积小、重量轻、不用水、电，适合野外作业。5）效率极高，对环缝和球缝可进行周向曝光和全景曝光。6）可以深入到工件狭窄部位去照相，还可在高温、高电压和磁场环境下探伤。7）设备故障率低，无易损部件，与同等穿透能力的X射线探伤机相比，价 格低。射线探伤机主要缺点1）射线源有一定半衰期，更换比较频繁。2）能量固定，无法根据时间厚度进行调节；放射性强度适中在减少，强度 随时间变化，使曝光时间受到制约。3）固有不清晰度一般比X射线探伤机大。4）要求严格的射线防护，管理严格3. 像质计像质计是测定射线照片的射线照相灵敏度的器件，根据在底片上显示的像质 计的影像，可以判断底片影像的质量，并可评定透照技术、胶片暗室处理情况、 缺陷检验能力等。目前，最广泛使用的像质计主要是三种：线型像质计、阶梯孔 型像质计、槽型像质计，此外还有槽型像质计和双丝像质计等。像质计应用与被 检验工件相同或对射线吸收性能相似的材料制做。各种像质计设计了自己特定的 结构和细节形式，规定了自己的测定射线照相灵敏度的方法。1）线型像质计丝型像质计是国内外使用最多的像质计。它结构简单、易于制做，已被世界 各国广泛采用，国际标准化组织也将丝型像质计纳入其制订的射线照相标准中。 丝型像质计的型式、规格已基本统一。它采用与被透照工件材料相同或相近的材料制做的金属丝，按照直径大小的 顺序、以规定的间距平行排列、封装在对射线吸收系数很低的透明材料中，或直 接安装在一定的框架上，并配备一定的标志说明字母和数字。一般在排列的金属 丝的两端还放置金属丝对应的号数，以识别该丝型像质计。不同国家的标准对丝 的直径与允许的偏差、长度、间距、一个像质计中丝的根数及标志说明等都作出 了各自的规定，对丝的材料有的标准作出了比较具体的规定。丝型像质计主要应 用在金属材料。射线照相底片上可识别金属丝最小直径与工件的透照厚度的百分比：S=（d/T）*100%W对于R10系列的线型像质计有：Z=6T0lgd2）阶梯孔型像质计阶梯孔型像质计是有一系列解体构成的部件或组件。基本结构是在阶梯块上钻 上直径等于阶梯厚度的通孔，孔应垂直于阶梯表面。常用的阶梯有矩形和正六边 形。每个阶梯上有一个或多个直径与该阶梯厚度E相等的圆孔。阶梯的厚度和孔 的直径序号是一次相连的，单位是mm。阶梯孔型像质计的材质同样夜莺与被检 材料相同或相近，按材质不同可分为钢质、铝质、钛质、铜质阶梯孔型像质计。 阶梯孔型像质计使用的工件材料范围与金属线性像质计类似。阶梯孔型像质计的相对灵敏度规定在摄像照相上可识别的最小孔所在的阶梯 厚度与工件的透照厚度的百分比表示：S=h/TX100%hSh表示为阶梯孔型像质计射线照相相对灵敏度；h表示可识别的最小孔所在的 h阶梯的厚度；T为工件厚度。3）平板孔型像质计 平板孔型像质计是一种特殊的孔型像质计，美国ASME、ASTM规范都对此种像质 计的使用做了规定。平板孔型像质计灵敏度是以nl-n21的方式来规定的。其中 nl是以透照物体厚度的百分数表示的像质计板厚，n2是应识别的最小孔径为像质 计板厚T的倍数。平板孔型像质计还规定了一个等效灵敏度，用Eps表示。2t孔适可识别的最 小孔像质计板厚与透照厚度的额百分比：Eps= (Vdpt/2)/TXl00%4) 槽型像质计这种像质计主要用来测量对比度灵敏度。它是在矩形试块上制作出深度按一定规 律变化的。宽度相等或不等的矩形槽或缝。以这些槽作为细节，利用他们在底片 上可识别的最小影响，判断射线照相灵敏度。