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滤板应用探讨(希望大家发表意见)

热度 6已有 630 次阅读2012-12-21 15:00 |个人分类:理论学习| 滤板, 射线检测

射线检测中滤板的应用探讨

在射线检测中常常提到滤板的概念,滤板的主要作用是提高底片的对比度。本文通过对滤板作用及滤板位置不同,分别讨论在x射线和r射线中的不同作用,得出射线检测中滤板的具体应用结论

关键词滤板、x射线、r射线

 

在射线检测中,特殊情况下将一层含有均匀的金属薄层板放在射线源与底片之间,目的在于改善底片的对比度。本文通过探讨滤板的基础理论,得出不同条件下滤板使用所能产生的作用。

1、             概述

滤板在射线检测中的主要作用为:1、减少散射辐射,从而提高对比度;2、减少边蚀散射,提高对比度;3、降低厚度差变化较大的工件对比度。一般情况下,滤板的位置分别放在靠近射线源处和工件与暗盒之间两种情况。这两种位置下所对底片的作用也是不同的。

滤板的选择主要受以下因素影响:

1)              被检材料的类型

2)              被检材料的厚度

3)              被检材料的厚度变化

4)              所使用的辐射能谱(x/r射线)

5)              所希望改善的作用(提高/减少对比度)

2、             滤板在x射线检测中的作用

      由于滤板的选择受所使用辐射能谱的限制,因此先研究x射线能谱的特点。X射线是韧制辐射的产物,波长连续变化的连续谱。因此,所发射出的射线束波长各部分都不一致,主射线处最短,两边最长。当射线束穿过滤板时,波长较长的散射线不能穿过滤板到达底片上,只有波长较短的射线才能穿过滤板到达底片上,因此过滤后的射线束中,波长较短的射线量占据很大的比例相对于原始射线束,所以平均的射线能量增加,但是射线强度减少了,滤板厚度的大小将直接影响过滤后的主射线强度。

当滤板放在x射线机出口处时,在X射线源才的窗口处放置金属滤板可以消除工件上较薄部位和工件周围的区域过渡曝光。在工件和射线源之间增加滤板,会导致穿过工件上较薄部位比厚部位的射线束的强度发生大变化。因此可以减少来自射线源的边蚀散射。这样,在边蚀散射严重的区域(如图1),滤板的使用可以增加底片的对比度,因为边蚀散射会导致所期望得到的底片影像模糊。但是,在一些边蚀散射可以忽略不计的地方,滤板的使用会减少最终底片的主因对比度,这样厚度变化范围较大的工件就可以在一张底片上成像。实际检测时,虽然想尽可能得到较高的底片对比度,但是有时候对比度太高也是不利的。可见滤板可以增加对比度,也可以降低对比度。通过去除边蚀散射线可以增加对比度和像质计的可见性,同样硬化射线束降低了对比度,使得厚度变化差较大的工件在同一张底片上成像成为可能。至于那种效果占优势,取决于最终期望改善的效果。

当滤板放在工件与暗盒之间时,滤板的主要作用则是对穿过工件后的射线束进行过滤,原子序数高的滤波板对连续能谱中的较低能量的一次射线也强烈吸收,从而使透射束“硬化”,使线衰减系数μ减小,而由于滤波板对一次射线的强烈吸收,它也会产生较多(与γ射线比)散射线,使n增大,从而使μ/(1+n)减小,降低了主因对比度。

     因此,滤板放在射线源附近时,对于边蚀散射所占比例较高时(射线检测铸件),加滤板提高底片对比度;对于厚度差较大的工件,加滤板降低底片的对比度,增大底片的宽容度,使得影像能在同一张底片上清晰可见。滤板放在工件和暗盒之间时,会降低主因对比度,对检测不利,不宜采用。

1.  减少边蚀散射提高对比度

 

3、滤板在γ射线检测中的作用

一次γ射线能量高且单调,且滤波板厚度ΔT很小(滤波板虽然原子序数高,但μ. ΔT),因此可以认为加不加滤波板,一次γ射束的μ基本没有变化(或者说,加不加滤波板,一次γ射束的硬度基本没有变化),同时,因为衰减率低(μ. ΔT),滤波板自身产生的散射线很少。当滤板放在射线源处时,由于胶片与射线源之间存在一定距离,滤板自身产生的散射线可以忽略不计。虽然射线束中的散射线减少,但是工件自身所产生的散射线的量要大于之前滤板过滤的散射量。一般在r射线检测的工件厚度都相对较大,工件本身所产生的散射线量也随之增加。比如,射线检测20mm的钢,来至于工件的散射线强度几乎是主射线中的2倍;检测50mm厚的铝,来至于工件中散射线强度几乎是主射线束中的2.5倍。因此,我们所希望的是减少更多的散射线到达底片上以便改善射线底片影像。那么放在r射线源处的滤板所起的作用就不存在了然而,当滤板放在工件与暗盒之间时,原子序数高的滤波板对工件本身所产生的能量较低散射线,却“情有独钟”,强烈吸收,使n减小。总的效果,使μ/(1+n)增大,提高了主因对比度。

   

4、         总结

     通过以上分析,我们可以了解了滤板在不同条件下的具体作用。方便检测者理解标准规定,并能正确应用滤板拍摄出对比度较高的底片,以便提高射线检测灵敏度,发现更小的缺陷。

1、              滤板放在射线源处时,x射线检测时,对于厚度差较大的工件可以加滤板可以提高底片的宽容度,使整个影像在同一个底片上成像;对于边蚀散射比较严重情况下,可以提高底片的对比度。R射线检测时,工件本身的散射线量大于主射线中的强度,因此此时放滤板不起任何作用。

2、              滤板放在工件与暗盒之间时,x射线检测时,会降低主因对比度;r射线检测时,会提高主因对比度。

 

5、            参考文献

1、射线检测教材

2、Rcc-m标准

3、射线检测手册

4、现代工业射线技术


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发表评论 评论 (3 个评论)

回复 andas 2012-12-23 16:49
文中“由于滤板的选择受所使用辐射能谱的限制,因此先研究x射线能谱的特点。X射线是韧制辐射的产物,波长连续变化的连续谱。因此,所发射出的射线束波长各部分都不一致,主射线处最短,两边最长。”的叙述是否妥当?被加速的电子在撞击到阳极靶时有一小部分是经过一次撞击就停止了运动,这些电子装换的X射线的能量最高,但是因为数量少在射线的能谱中不占主要成分。所以在射线能谱中主射线的两侧射线的能谱是有高有低的。一侧高于有效射线能量,一部分低于有效能量。
回复 andas 2012-12-23 16:50
另:可否送我一份RCC-M,或者我给你交换。我的邮箱18706303296@163.com。谢谢
回复 刘恩凯 2012-12-23 17:35
andas: 文中“由于滤板的选择受所使用辐射能谱的限制,因此先研究x射线能谱的特点。X射线是韧制辐射的产物,波长连续变化的连续谱。因此,所发射出的射线束波长各部分都 ...
谢谢,您的参与。射线能谱的分布我的确没有考虑。本来想表达的意思是x射线的能谱中波长不一致,存在波长较长的散射线。谢谢您的指教。

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