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X射线检测方法灵敏度和工件厚度的关系

来源: 作者:ndt 人气: 发布时间:2024-04-25
摘要:灵敏度和工件厚度的关系 兼及图像处理问题 胶片法的灵敏度随着工件厚度(T)或透照厚度(W)的增大而降低,标准允许像质计的绝对灵敏度,随T增大而降低(应识别丝号变小,丝径变大);允许的几何不清晰度(Ug)和固有不清晰度(Ui,它取决于射线能量),随T增大而增大
灵敏度和工件厚度的关系
—兼及图像处理问题
胶片法的灵敏度随着工件厚度(T)或透照厚度(W)的增大而降低,标准允许像质计的绝对灵敏度,随T增大而降低(应识别丝号变小,丝径变大);允许的几何不清晰度(Ug)和固有不清晰度(Ui,它取决于射线能量),随T增大而增大。简言之,像质计的相对灵敏度大约是工件厚度T的个百分数,绝对灵敏大约与T成线性(台阶)下降关系,随着T增大,检出裂纹类缺陷的灵敏度降低。这似乎是胶片法的一种“天然”的缺陷。数字法的灵敏度与工件厚度是什么关系呢?我有如下一些问题,不论幼稚否,还是决定写出来。
1像质计灵敏度
数字法中像质计相对灵敏度与工件厚度的关系,从我看到的资料中,沧州欧谱似乎也用厚度的百分数表示,或一些文章说“像质计灵敏度等于或超过胶片法”,这明显的也与工件厚度有关;但有些问题,我又搞不明白。因为:如果把像质计灵敏度问题,主要视为对比度的问题,我有以下矛盾想法:
首先是:透射线剂量,类似胶片法“穿透、穿不透”的问题,可能有些数字法射线接受(转换)载体需要的剂量要小一些(起码曝光时间要短得多),或者说,不必使用胶片法时那么高的射线能量。射线能量降低,线衰减系数μ会增大。另外,数字法似不要求接受载体与工件贴紧,因放大等原因,使它们有一些间距,再加上接受载体的光电元件接受射线可能有方向性(对直进的、一次射线敏感,对散射线不敏感),使散射比n减小。这似乎是说:射线图像的对比度(主因对比度)较胶片法是提高了?(附:数字法有背散射防护问题么?我不知。)
其次是:数字法的灰度对比度(暂用“?B”表示)可以经过“计算机处理”,人们似可以“随心所欲”地叠加、放大“?B”,再按胶片法的思路讨论对比度,还有什么意义吗??B固然和主因对比度有关,但和工件厚度T关系似乎不大了,为什么数字法像质计灵敏度,还和厚度有关呢?
第三是:任何技术都可能利弊同在。目前使用的标准所允许存在的缺陷(非裂纹缺陷)尺寸,均随工件厚度T的增大而增大,而“随心所欲”进行放大处理结果,是否会“草木皆兵”,把本来不超标的缺陷,当成超标缺陷处理呢?我也担心会放大“噪声”,类似超探出现使用灵敏度过高的情况。
2空间分辨率
从现有资料看,谈到空间分辨率似不涉及工件厚度,似乎和工件厚度无关。但也有如下问题:
2.1几何不清晰Ug
射源、工件(源侧一点)和接受载体三者之间的关系永远是
 Ug=d(b/f) (1)
式中:d一射源焦点有效尺寸;
 b一工件源侧表面至接受载体的距离,b≥T;
f一射源至工件源侧表面的距离。
Ug是含在射线图像之中的,应和T(直接和b)有关。
使用小焦点(d≤1mm)或微焦点(d≤0.1mm)X射线机自然能使Ug减小。就是使用普通焦点X射线机,既使b≈T,也可能通过计算机图像处理减少Ug吧?
2.2固有不清晰度Ui(符号Us?)
不论何种照相法,固有不清晰度产生似都是射线与接受载体作用,产生二次电子(电离电子)的一种表现。工件厚度T增大,射线能量通常要升高,Ui通常也增大。Ui似和工件厚度有间接关系。
胶片法中的铅屏增感或不增感时,Ui似为银盐二次电子(电离电子)的飞行距离;无损检测资源网荧光增感或使用荧光屏作为射线接受载体的(如图像增强器实时成像),也有Ui问题。但使用微小光电元件作为射线接受载体的(CR或DR),还存在Ui问题么?好像是它们彼此独立、二次电子飞不出元件吧?
总之,数字法既使有Ui和Ug的问题,或说有总不清晰度Ut(U0?)的问题,这些问题似可以经过图像处理(如勾边)减小。但我担心:如果在透照区边缘(不清晰度区域内)有个微小裂纹,能否也一同被处理掉呢?
2.3像素
像素,自然和工件厚度无关。在此提个“跑题”的问题。
较早地(1987年)提出胶片影像颗粒度(微观黑度起伏,或微观起伏面积,也称“噪声”,但不是胶片银盐颗粒度)和空间分辨率有关的人可能是英国的Heidt等人。如果把数字法中接受器和显示器的电子元件视为“像素”,如果认为“像素可以类比胶片的颗粒度”,那么像素与空间分辨率肯定是相关的。有的数字法资料已明确了:空间分率和总不清晰度的定量关系式(如图像增强器实时成像);有的数字法资料明确表示:其关键环节像素大小(元件尺寸)决定了空间分辨率(如CR法)。究竟怎样确切表达空间分辨率和不清晰度、像素三者之间的关系,或者说,哪些方法取决于不清晰度,哪些方法取决于像素,或哪些方法取决于这两者,似有待明确。当然,不必较真的话,用系统的空间分辨率测试卡测试出的分辨率全包括了,还讨论什么?
至于显示屏被阴极射线扫描时,有、没有Ui?我也不知。
笔者最后要提的问题是:比较各类数字照相法的像质计灵敏度和空间分辨率时,需要“工件相同(材质、厚度相同)”这一前提么?
另外,我知道数字法比胶片法好;但不知为什么,心里总有一种“它不是原生态”的感觉。
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