曝光曲线的制作实例(X射线为例)依据JBT4730标准.doc
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曝光曲线的制作实例（X射线为例）
曝光曲线必须通过试验制作，每台X射线机的曝光曲线各不相同，但不能通用，因为即使管电压、管电流相同，如果不是同一台X射线机，其线质和照射率是不同的。
原因是：
⑴加在X射线管两端的电压波形不同（半波整流、全波整流、倍压整流以及直流恒压等），会影响管内电子飞向阳极的速度（波长有关）和数量（强度），⑵X射线管本身的结构、材质不同，会影响射线从窗口出射时的固有吸收；⑶管电压、管电流测定也有误差。
此外，即使是同一台X射线机，随着使用时间的增加，管子的灯丝和靶也可能的老化，引起射线照射率的变化。
因此，每台X射线机都应有曝光曲线，作为日常透照控制线质和照射率、即控制能量和曝光量的依据，并且在实际使用中还要依据具体情况作适当修正。
.1曝光曲线的类型
曝光曲线是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。
这些条件主要是透照工件材料、射线源、胶片、暗室处理技术、增感、射线照相质量要求等。
实际进行射线照相时确定透照参数经常采用曝光曲线，从曝光曲线给出的关系可方便地确定某种材料、某个厚度的工件、满足规定的质量要求应选用的射线能量、焦距、曝光量等。
对X射线照相检验，常用的曝光曲线有两种类型，第一种类型曝光曲线以透照电压为参数，给出一定焦距下曝光量对数与透照厚度之间的关系。
第二种类型曝光曲线以曝光量为参数，给出一定焦距下透照电压与透照厚度之间的关系。
图1是第一种类型，图2是第二种类型。
第一种类型曝光曲线，纵坐标是曝光量，单位是毫安·分（mA·min），采用对数刻度尺，横坐标是透照厚度，常用毫米（mm）为单位，采用算术刻度尺。
图中的曲线是在相同的焦距下对不同的透照电压画出来的。
从图中的曲线可以看到，采用某一透照电压但透照不同厚度时，曝光量相差得很大。
由于曝光量既不能很大，也不能很小，所以某个透照电压实际上只适于透照一较小的厚度范围。
第二种类型曝光曲线，纵坐标是透照电压，单位名称为千伏，单位符号为kV，采用算术刻度尺；横坐标是透照厚度，单位常用毫米（mm），采用算术刻度尺。
图中曲线是在相同的焦距下对不同曝光量画出的。
很显然，它不是直线。
第三种类型曝光曲线，纵坐标是黑度，采用算术刻度尺，横坐标是透照厚度，常用毫米（mm）为单位，采用算术刻度尺。
曲线是在相同的焦距下对不同的透照电压画出来的。
从图中的曲线可以看到，采用某一透照电压但透照不同厚度时，曝光量相差得很大。
由于曝光量既不能很大，也不能很小，所以某个透照电压实际上只适于透照一较小的厚度范围。
g射线曝光曲线的一般形式如图3所示，它是以黑度为参数，对于一个g射线源画出的曝光量与透照厚度的关系曲线。
图中纵坐标是曝光量，采用对数刻度尺，横坐标是透照厚度，采用算术刻度尺。
另一种曝光曲线是以焦距为参数的曝光量与透照厚度的关系曲线。
图1以透照电压为参数的曝光曲线
图2以曝光量为参数的曝光曲线
a）b）
图3g射线曝光曲线
g射线源的放射性活度随时间不断减弱，因此在使用g射线的曝光曲线时，必须知道g射线源使用时的放射性活度。
这可以按照放射性衰变规律绘制出适用于任何g射线源的曲线，给出g射线源放射性活度随时间改变的一般关系。
2.曝光曲线的使用条件
任何曝光曲线只适用于一组特定的条件：
1．所使用的X射线机（相关条件：
高压发生条件及施加的波形、射源的焦点尺寸及固有滤波；
2．一定的焦距（通常取700或800毫米）；
3．一定的胶片类型（通常是微粒、高反差胶片）；
4．一定的增感方式（屏型的厚度）；
5．使用的冲洗条件（显定影配方、温度、时间）；
6．基准黑度（通常取3.0）。
上述条件必须在曝光曲线图上予以注明。
当实际曝光曲线一般只适用于透照厚度均匀的平板工件，而对厚度变化较大的工件如形状复杂的铸件等，只能做为参考。
（管道焊口，管件与直管对接焊口，显影的老化，显影的温度变化等等要做适当修正）
3．曝光曲线的制作
制作曝光曲线可以采用不同的方法，通常曝光曲线采用透照阶梯试块的方法制作。
对X射线的曝光曲线可按照下面的步骤制作。
1．准备
确定制作曝光曲线的条件和准备阶梯试块及补充试块。
需确定的制作曝光曲线的条件主要是X射线机型号；透照物体的材料和厚度范围；透照的主要条件（胶片、焦距、增感屏等）；射线照相的质量要求（灵敏度、黑度等）。
阶梯试块应选用与被透照物体材料相同或相近的材料制做，应具有一定的平面尺寸，例如300×100mm，每个阶梯的厚度差常取为2mm，阶梯应具有适当的宽度，如20mm。
为适应透照厚度范围，常还需要制做几块补充试块，补充试块是一平板试块，其尺寸一般取为210×100×5mm。
利用阶梯试块和补充试块就可以构成较大的厚度范围。
2．透照
在选定的透照条件下，采用一系列不同的透照电压和不同的曝光量对阶梯试块进行射线照相。
严格时应在每个阶梯上放置像质计，以判断射线照相灵敏度是否达到要求。
3．暗室处理
按规定的暗室处理条件进行暗室处理，得到一系列底片。
4．测定数据
对得到的底片测量底片黑度，从测得的数据选出在某个透照电压和某个曝光量下符合黑度要求的透照厚度数据，填入表中，编制成如表1所示的数据表。
对某个透照电压，至少应有不少于5个透照厚度的数据，对不同的透照电压，曝光量可以采用不同的值。
表1绘制曝光曲线数据表——透照厚度（单位：
mm）
管电压/kV
100
120
140
160
－
10mA·min
15mA·min
20mA·min
－
射线机型号和编号：
胶片：
焦距：
增感：
暗室处理条件：
底片黑度：
5．绘制曝光曲线
利用表3-5的数据，采用直接描点方法即可绘制出曝光曲线。
直接进行描点时，会出现数据点并不都在同一直线的情况，这时应用过大多数点的直线作出曝光曲线图。
也可以采用绘制预备曲线的方法绘制曝光曲线，这时候对不同透照电压应采用两个相差较大的不同曝光量透照阶梯试块。
具体方法可参考有关教材。
对g射线的曝光曲线可以采取类似于X射线曝光曲线的制作方法进行制作。
4曝光曲线的应用
在射线照相检验中，曝光曲线主要用于直接确定透照参数。
如果射线照相检验的条件与制作曝光曲线的条件完全一致，则可以简单地从曝光曲线直接查出所需要的透照参数。
这时，首先确定透照厚度，然后按透照厚度选择适当的透照电压或g射线源，进一步再确定曝光量。
对于厚度均匀的工件，一般取工件的公称厚度为透照厚度。
对变截面工件或在透照区中透照厚度变化较大的工件，则需作进一步的考虑。
实际射线照相检验的条件有时不同于制作曝光曲线的条件，这时候不能简单地直接从曝光曲线确定透照参数，而必须对从曝光曲线得到的透照参数进行修正。
主要可分为下面四种情况。
在下面的讨论中，所采用的符号意义如下：
E0——从曝光曲线直接得到的曝光量；
E——修正后的曝光量；
V0——从曝光曲线直接得到的透照电压；
V——修正后的透照电压；
F0——制作曝光曲线时采用的焦距；
F——射线照相时实际采用的焦距；
D0——曝光曲线采用的底片黑度；
D——射线照相时底片采用的黑度。
1．焦距不同时的修正
如果射线照相检验时实际使用的焦距不同于制作曝光曲线时的焦距，可以直接应用曝光因子对从曝光曲线得到的曝光量进行修正。
2．黑度不同时的修正
如果底片采用的黑度不同于曝光曲线给定的黑度，对从曝光曲线得出的曝光量进行修正时，必须结合射线胶片的特性曲线。
修正方法如下：
先从胶片特性曲线查出对应于黑度D0与D的曝光量H0与H（如图4a所示，实际一般是它们的常用对数值）；然后求出这两个曝光量之比
H/H0
最后，将曝光曲线上得到的曝光量乘以这个比，即得到黑度改变后应选用的曝光量
也就是
a）b）
图4从胶片特性曲线确定曝光量比
3．胶片不同时的修正
如果制作曝光曲线时使用的是A型胶片，实际射线照相时采用的是B型胶片，那么对从曝光曲线得到的透照参数应进行修正。
修正时必须有这两种胶片的特性曲线。
具体方法如下：
先从胶片特性曲线查出为得到黑度D。
它们应采用的曝光量HA、HB（见图4b），然后求出HB与HA之比（求此比的方法与求H/H0相同），最后将从A型胶片曝光曲线上求出的曝光量乘以这个比值，即得到换用B型胶片时应采用的曝光量
也就是
4．材料不同时的修正
如果被透照的物体的材料不同于制作曝光曲线时的材料，显然，不能直接运用曝光曲线确定透照参数。
为了从对一种材料制作的曝光曲线给出其他材料的透照参数，可借助于材料的射线照相等效厚度系数。
表2给出了常见材料的射线照相等效厚度系数。
表2部分材料的射线照相等效厚度系数
材料
X射线
g射线
50kV
100kV
150kV
200kV
400kV
2MeV
6-31MeV
192Ir
60Co
粘合剂
0.04
铝
1.0
1.0
0.12
0.14
0.35
0.35
铝合金
1.4
1.2
0.13
0.14
0.35
0.35
硼环氧树脂
0.75
1.0
碳环氧树脂
0.07
玻璃纤维
0.35
镁
0.6
0.6
0.05
0.05
钛
6.2
5.8
0.45
0.54
0.71
0.90
0.90
0.90
0.90
锆
2.3
2.0
1.5
1.0
1.2
1.2
1.0
不锈钢
12.0
12.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
钢
12.0
12.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
1.0
注：
表中50kV和100kV以铝为基准，其余以钢为基准。
材料的射线照相等效系数是指不同材料对射线吸收的等效性，表3-8中给出的等效厚度系数是以钢作为基准，即不同材料对射线的吸收都与钢进行比较。
简单地说，可以看成1mm厚的任何材料相当于多么厚的钢。
由于材料对射线的吸收不仅与材料本身的性质相关，而且也与射线能量相关，因此，对不同能量的射线等效厚度系数并不完全相同。
表3-8中的数据清楚地说明了这一点。
利用材料的射线照相等效厚度系数，可以把一种材料的厚度转换为另一种材料的厚度，这样也就能够把一种材料的曝光曲线应用到另一种材料。
5．JB/T4730.2-2005标准对曝光曲线的制作要求
1.对每台在用的射线设备均要作出经常使用的检测材料（例如：
钢）的曝光曲线，依据曝光曲线确定曝光参数。
2.制作曝光曲线所采用的胶片、增感屏、焦距、射线能量等条件以及底片应达到的灵敏度、黑度均应符合标准的要求。
3.对使用的曝光曲线，每年至少应校验一次，射线设备更换重要部件或经重大修理后应及时对曝光曲线进行校验或重新制作。
6.曝光曲线的特殊用途
依据曝光曲线图可以还可以求得射线常用的一些物理参数，如半价层，衰变系数，散射比等。
（略）
本文源自:
中国无损检测论坛http:
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