採用多元曝光參數公式進行x射線檢測的方法

2023-05-19 02:31:06 1

專利名稱：：採用多元曝光參數公式進行x射線檢測的方法
技術領域：
：本發明涉及一種曝光方法，尤其涉及一種採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法。背景說明工業射線檢測，其主要目的是檢測工件中有無缺陷。當用x射線透照一個工件時，射線透過工件後衰減在工件後面的x光膠片上就會留下潛影，經暗室處理後就會得到一張有一定黑度(黑化程度)的x光底片，如果工件是厚度相等的，則整張x光底片的黑度也是均勻的，但如果工件的厚度不相等則x光底片的黑度就會出現黑度差，當工件中有缺陷時，因缺陷與工件的材質不同而相當於工件的厚度出現了差異，必然在x光底片上出現黑度差，檢測人員會根據這一黑度差的情況判斷是否是缺陷？是什麼缺陷？以及缺陷的大小如何等。所以黑度對射線檢測來說是一個非常重要的指標，要得到一個有效的黑度值需要對工件進行準確的曝光。當需要對工件進行準確曝光時，通常做法是對階梯試塊(多級不等厚度)用不同的透照參數，透照多組底片，然後測量各厚度對應的黑度值，再繪製其曝光曲線。實際工作中因嫌曝光曲線過於繁瑣而大多採用一些經驗公式設置參數來進行曝光。通常透照一個鋼鐵工件會涉及到工件"板厚"、射線機的"透照電壓"、"透照電流"、"透照時間"、工件與射線機的"焦距"與"底片黑度"六元曝光因子，以前的經驗公式只有"板厚"與"電壓"兩元因子，將其它參數固定。當改變了一些參數時，如曝光量、黑度等該曝光參數經驗公式就不能再用了，而必須重新換一套新的公式，這就給精確曝光帶來了困難。目前，用的經驗公式是當曝光量￡、焦距/及黑度值D固定時的V—T曝光曲線可用下列方程式表示V=a+》T其中V為管電壓；單位kVP(千伏)；T為厚度；單位咖；"、P為常數。可將E—T關係通過最小二乘法，線性回歸，轉成KV—T關係曲線，並用回歸直線方程表示。例如從某一曝光曲線上任取一曝光量E-25raAmin,黑度D-1.8,採用Agfa膠片，Pb增感，前後屏分別為0.02/0.03,焦距700ram時對應的T與kVP關係，有下式表一tableseeoriginaldocumentpage3formulaseeoriginaldocumentpage4式a2代入偏微分方程的解formulaseeoriginaldocumentpage4式a3formulaseeoriginaldocumentpage4式a4可以得到係數S=100^=3.5,於是有A產3.57+100,有文獻報導的經驗公式為formulaseeoriginaldocumentpage4式a5該公式屬單一確定管電壓與透照厚度關係的經驗公式，其中-T為工件透照厚度，單位iran:焦距為標準的600ram;管電流5mA;曝光時間3min;0.010.03mmPb箔前後屏增感；黒度1.5(手工暗室處理)。例l:透照厚度為10mm的鋼工件按該經驗公式V=(9095)+4.24X10=132137(kV)例2:計算一個2S0kV的X射線機在標準情況下，可透照的工件厚度。250=(90~95)+4.24T則T二3638咖按電力行業DL/T821-2002《鋼製承壓管道對接焊接接頭射線檢驗技術規程》標準及GB3323-87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》標準，黑度值要求範圍為1.23.5，所以早期設定的黑度1.5的值太低，現在一般採用的標準黑度為22.5或更髙，即黑度值增加了0.51.0左右或更高，在這種情況下上述式式a5已不適用，以黑度2.25為例。V=(110130)+4.24T(kV).式a6例:3:透照厚度為10mm的工件按該經驗公式V=(110130)+4.24X10=152172(kV)例4:計算一個250kV的X射線機在標準情況下,可透照的工件厚度。250=(110130)+4.24T則T=2833mm如果採用機器自動洗片，因洗片溫度較高，同樣用式(1)或式(2)及式ala6則曝光電壓值可降低約1520kV。此外，德國人在賽福特X光機的隨機曝光曲線上，曾有過一個與我國常見的式a(5)不同的曝光曲線，其曲線的特點是，可以得到KV與曝光量E、工件厚度T、黑度D和焦距F之間的關係。但該曲線同樣不具有同一性，且繪製較繁鎖，對實現智能化意義不大。
發明內容本發明的目的就是為了解決目前在對X射線進行曝光時經驗公式不能滿足條件變化需要，無法在現場進行準確及時的測定X射線曝光度等問題，提供一種方法簡單，使用方便，通過調整射線機電壓得到所需黑度，從而快速準確的採用多元曝光參數麼〈式進行x射線檢測的、方法。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法，它的方法為1)取至少兩個工件，它們的厚度分別為T,和T2且T,^T2(T,與T2差值越大越好)；2)對X射線機根據兩工件分別設定相應的透照電流I,、曝光時間t。焦距f,和管電壓V1;以及透照電流12、曝光時間t2、焦距f2和管電壓V2(注所用膠片的類型、增感方式與增感屏厚度及暗室處理方式不能變化)；3)根據上述兩組參數，將射線機對準工件中心部位，分別用主射線束進行透照，並對透照出來的板厚為L和T2的底片對應n:件的中心部位用密度(黑度)計測試其黑度，記錄黑度值分別為D,和D2,其他條件不變再分別按實測黑度a和"代入公式formulaseeoriginaldocumentpage5(1)中計算對應的電壓V1'和V2，值；其說4(勾2中，V-X射線機的管電壓，單位千伏；&透照曝光量；單位mA'min;透照焦距；單位mm;7\透照厚度；單位mm;A係數4=1.32(W2>/8A係數々2=1.25(W2>/8A係數先=1.28A係數A=(700/i)2這樣即可建立透照厚度T、透照電流I、曝光時間t、焦距f、黑度和管電壓V間的對應關係4)將該公式植入X射線機控制箱的控制晶片內，此後該X射線機即可完成自動曝光。所述步驟3)中，如計算所得電壓V與實際電壓間有差距則需要修正，透照時如黑度值較要求值偏大則需要減少一定的透照電壓AK，當黑度值較要求值偏小則需要增加一定的透照電壓ZU。所述透照電壓A^V,-V/和透照電壓AH:V廠V2'。所述X射線機的經驗公式為r=724xi+25.22々D-1283X，+￡t42風)2(￡-￡:,)x(Ar2-AFi)(r-7i)x(AK2D(2),(￡2-《)(r廣;)本法發明是通過擬合曲線原理，根據多條實際曲線得出的經驗公式，該公式可以包含管"、電壓"-與"透照厚度"、"黑度"、"曝光量"及"焦距"幾元因子間的關係，根據這一公式，在採集了現有兩張底片的幾個基本數據(或一張底片兩個不同黑度部位的基本數據)後可以得到與該射線機對應的公式，根據該公式所等到的數據進行透照，可以實現較滿意的黑度。如將此公式置入控制箱的控制晶片中應能有助於實現"智能化透照或半自動化透照"相當於一個"傻瓜機"。本發明的有益效果是解決了在沒有階梯試塊而又希望進行準確曝光時的透照參數選擇問題或變更了某些參數透照電壓的選擇問題，除此之處還有助於將目前的x射線機實現類似傻瓜照相機功能類的自動曝光(或半自動曝光)射線機。本發明不僅對鋼製材料工件適用，對於其它金屬材料，只需變換一個等效係數即可。附圖說吸圖l為定向曝光曲線表。具體實施例方式下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。本發明的方法為，1)取至少兩個工件，它們的厚度分別為t和T2且T,^T2(T,與T2的差值越大越好)；2)對X射線機根據兩工件分別設定相應的透照電流I,、曝光時間t,、焦距f,和管電壓Vl;以及透照電流12、曝光時間t2、焦距f2和管電壓V2(注所用膠片的類型、增感方式與增感屏厚度及暗室處理方式不能變化)；3)根—據上述兩組參數，將射線機對準工件中心部位，分別用主射線束進行透照，並對透照出來時板厚為L和T2的底片對應工件的中心部位用密度(黑度)計測試其黑度，記錄黑度值分別為D,和D2，其他條件不變再分別按實測黑度A和"代入公式五*4(M4)F=724x4~+25.22"2xD-1283x，(1)中計算對應的電壓V和V/值；其中、，V:X射線機的管電壓，單位千伏；&透照曝光量；單位mA"min;透照焦距；單位mm;7:透照厚度；單位mm;A係數A=l.32a-12)/8A係數A=1.25(w，A3係數28(W2>/8A係數A=(700//)2這樣即可建立透照厚度T、透照電流I、曝光時間t、焦距f、黑度和管電壓V間的對應關係；4)將該公式植入X射線機控制箱的控制晶片內，此後該X射線機即可完成自動曝光。所述步驟3)中，如計算所得電壓V與實際電壓間有差距則需要修正，透照時如黑度值較要求值偏大則需要減少一定的透照電壓」K,當黑度值較要求值偏小則需要增加一定的透照電壓」K。所述透照電壓A^V「V,'和透照電壓AI4.=V2-V2'。所述X射線機的經驗公式為formulaseeoriginaldocumentpage7(2)在本發明中「=724>^2>^-1283><，(1)是本發明的核心，它採用了數￡A;4(五W學方法中的曲線擬合原理，對幾十組數據和曲線進行篩選並二次擬合後確定岸^A底片黑度值；&透照曝光量；單位raA'min;透照焦距；單位mm;透照厚度；單位mm;&係數A=l.32a-l2)/8先係數先=1.25"12)/8A"3係數之=1.28"12)/8A係數A=(700/力2△K:底片l的實際使用電壓K與按式l計算出的K/的差值△K2:底片2的實際使用電壓Vs與按式l計算出的C的差值公式(1.)是一個核心公式，利用這一公式可以基本上得到在一定的焦距、一定的透照電流和曝光時間下，滿足一定黑度值時透照某一厚度工件所需的電壓值。對某些機器此公式不用修正就可以用，但對某些機器用該公式計算出來的這一個值與其真值間有一定的差距需要修正，當採用式1透照時如黑度值較要求值偏大則需要減少一定的透照電壓A1，當黑度值較要求值偏小則需要增加一定的透照電壓厶2，這樣也可以說一臺機器就對應有一個實用的經驗公式。實施例1:對一臺新射線機來說，使用前要先按儀器使用說明書的要求進行"訓機"，在"訓機"結束時可以對一個壁厚L為10咖12咖的板,設定"透照電流V、管額定電流、"曝光時間t/，=1、分鐘i"焦距f\"=60i3咖和"管電壓V,"=120kV這組參數進行透照；再對一板厚為T2=3640咖(或將幾塊平板重疊)，再設定"透照電流12"-管額定電流、"曝光時間t2"=2分鐘、"焦距f/'=600mm和"管電壓"=(80%100%)最高管電壓；再按這組參數對後一組板進行透照。分別對透照出來的板厚為T,和T2的底片測試其黑度，記錄黑度值分別為D,和D2，其他條件不變再分別按實測黑度D,和D2代入公式1中計算對應的電壓V,'和V/值。計算電壓差AtV,-VZ和AK,=V2-V2'形成最終的對應該機器的經驗公式formulaseeoriginaldocumentpage8以一臺波濤3006射線機的實測情況為例表二complextableseeoriginaldocumentpage9將表一中的數據代入式2中則該臺射線機的可用經驗公式應為式3:formulaseeoriginaldocumentpage9此外還可通過己有的曝光曲線圖來確定公式並驗證公式的有效性，如圖l所示:例2:某丹東X3005系列機器其參考曝光曲線見圖1取兩個板厚範圍跨度較大的值兩個紅點對應的值；選擇兩個紅點為初始曝光點其參數見表三表三complextableseeoriginaldocumentpage9將表三中各數值分別代入公式(1)中可以分別求出formulaseeoriginaldocumentpage9;lkV將AK^7A^分別代入式(2)中可以求出該機器的Z為formulaseeoriginaldocumentpage9(4)本發明的正確率査驗本發明的正確率可以用己有的曝光曲線圖進行驗證，例如求圖l中藍色點的V值。將圖1中各藍點數值代入式(4)中可以計算得出K=227(kV),^=199.l(kV),而對應圖中藍點位置的數值分別為230kV和197kV。本發明利用幾十幅曲線圖進行驗證，理論數據與實測數偏差較小，完全能滿足現場工作的要求。權利要求1、一種採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法，其特徵是它的方法為1)取至少兩個工件，它們的厚度分別為T1和T2且T1≠T2；2)對X射線機根據兩工件分別設定相應的透照電流I1、曝光時間t1、焦距f1和管電壓V1；以及透照電流I2、曝光時間t2、焦距f2和管電壓V2；3)根據上述兩組參數，將射線機對準工件中心部位，分別用主射線束進行透照，並對透照出來的板厚為T1和T2的底片對應工件的中心部位用密度計測試其密度即通常稱所謂的黑度，記錄黑度值分別為D1和D2，其他條件不變再分別按實測黑度D1和D2代入公式2、根據權利要求1所述的採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法，其特徵是所述步驟3)中，如計算所得電壓V與實際電壓間有差距則需要修正，透照時如黑度值較要求值偏大則需要減少一定的透照電壓」K，當黑度值較要求值偏小則需要增加一定的透照電壓3、根據權利要求2所述的採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法，其特徵是所述透照電壓」^V1-Vl'和透照電壓^KfV2-V2'。4、根據權利要求3所述的採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法，其特徵是所述X射線機的經驗公式為-formulaseeoriginaldocumentpage2全文摘要本發明公開了一種採用多元曝光參數公式進行X射線檢測的方法。它通過調整射線機電壓得到所需黑度，可快速準確的對X射線進行曝光。其方法為1)取至少兩個工件，其厚度分別為T1和T2且T1≠T2；2)對X射線機根據兩工件分別設定相應的透照電流I1、曝光時間t1、焦距f1和管電壓V1；以及透照電流I2、曝光時間t2、焦距f2和管電壓V2；3)根據上述兩組參數，將射線機對準工件中心部位，分別用主射線束進行透照，並對透照出來的板厚為T1和T2的底片對應工件的中心部位用密度計測試其黑度，記錄黑度值分別為D1和D2，其他條件不變，按實測黑度D1和D2代入上述公式(1)中計算對應的電壓V1』和V2』值；4)將該公式植入X射線機控制箱的控制晶片內，此後該X射線機即可完成自動曝光。文檔編號G01N23/02GK101187641SQ20071011503公開日2008年5月28日申請日期2007年12月4日優先權日2007年12月4日發明者張丙法,李正利,肖世榮申請人:山東電力研究院