专利名称：：采用多元曝光参数公式进行x射线检测的方法
技术领域：
：本发明涉及一种曝光方法，尤其涉及一种采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法。背景说明工业射线检测，其主要目的是检测工件中有无缺陷。当用x射线透照一个工件时，射线透过工件后衰减在工件后面的x光胶片上就会留下潜影，经暗室处理后就会得到一张有一定黑度(黑化程度)的x光底片，如果工件是厚度相等的，则整张x光底片的黑度也是均匀的，但如果工件的厚度不相等则x光底片的黑度就会出现黑度差，当工件中有缺陷时，因缺陷与工件的材质不同而相当于工件的厚度出现了差异，必然在x光底片上出现黑度差，检测人员会根据这一黑度差的情况判断是否是缺陷？是什么缺陷？以及缺陷的大小如何等。所以黑度对射线检测来说是一个非常重要的指标，要得到一个有效的黑度值需要对工件进行准确的曝光。当需要对工件进行准确曝光时，通常做法是对阶梯试块(多级不等厚度)用不同的透照参数，透照多组底片，然后测量各厚度对应的黑度值，再绘制其曝光曲线。实际工作中因嫌曝光曲线过于繁琐而大多采用一些经验公式设置参数来进行曝光。通常透照一个钢铁工件会涉及到工件"板厚"、射线机的"透照电压"、"透照电流"、"透照时间"、工件与射线机的"焦距"与"底片黑度"六元曝光因子，以前的经验公式只有"板厚"与"电压"两元因子，将其它参数固定。当改变了一些参数时，如曝光量、黑度等该曝光参数经验公式就不能再用了，而必须重新换一套新的公式，这就给精确曝光带来了困难。目前，用的经验公式是当曝光量￡、焦距/及黑度值D固定时的V—T曝光曲线可用下列方程式表示V=a+》T其中V为管电压；单位kVP(千伏)；T为厚度；单位咖；"、P为常数。可将E—T关系通过最小二乘法，线性回归，转成KV—T关系曲线，并用回归直线方程表示。例如从某一曝光曲线上任取一曝光量E-25raAmin,黑度D-1.8,采用Agfa胶片，Pb增感，前后屏分别为0.02/0.03,焦距700ram时对应的T与kVP关系，有下式表一<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式a2代入偏微分方程的解<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式a3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式a4可以得到系数S=100^=3.5,于是有A产3.57+100,有文献报导的经验公式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式a5该公式属单一确定管电压与透照厚度关系的经验公式，其中-T为工件透照厚度，单位iran:焦距为标准的600ram;管电流5mA;曝光时间3min;0.010.03mmPb箔前后屏增感；黒度1.5(手工暗室处理)。例l:透照厚度为10mm的钢工件按该经验公式V=(9095)+4.24X10=132137(kV)例2:计算一个2S0kV的X射线机在标准情况下，可透照的工件厚度。250=(90~95)+4.24T则T二3638咖按电力行业DL/T821-2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》标准及GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》标准，黑度值要求范围为1.23.5，所以早期设定的黑度1.5的值太低，现在一般采用的标准黑度为22.5或更髙，即黑度值增加了0.51.0左右或更高，在这种情况下上述式式a5已不适用，以黑度2.25为例。V=(110130)+4.24T(kV).式a6例:3:透照厚度为10mm的工件按该经验公式V=(110130)+4.24X10=152172(kV)例4:计算一个250kV的X射线机在标准情况下,可透照的工件厚度。250=(110130)+4.24T则T=2833mm如果采用机器自动洗片，因洗片温度较高，同样用式(1)或式(2)及式ala6则曝光电压值可降低约1520kV。此外，德国人在赛福特X光机的随机曝光曲线上，曾有过一个与我国常见的式a(5)不同的曝光曲线，其曲线的特点是，可以得到KV与曝光量E、工件厚度T、黑度D和焦距F之间的关系。但该曲线同样不具有同一性，且绘制较繁锁，对实现智能化意义不大。
发明内容本发明的目的就是为了解决目前在对X射线进行曝光时经验公式不能满足条件变化需要，无法在现场进行准确及时的测定X射线曝光度等问题，提供一种方法简单，使用方便，通过调整射线机电压得到所需黑度，从而快速准确的采用多元曝光参数么〈式进行x射线检测的、方法。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法，它的方法为1)取至少两个工件，它们的厚度分别为T,和T2且T,^T2(T,与T2差值越大越好)；2)对X射线机根据两工件分别设定相应的透照电流I,、曝光时间t。焦距f,和管电压V1;以及透照电流12、曝光时间t2、焦距f2和管电压V2(注所用胶片的类型、增感方式与增感屏厚度及暗室处理方式不能变化)；3)根据上述两组参数，将射线机对准工件中心部位，分别用主射线束进行透照，并对透照出来的板厚为L和T2的底片对应n:件的中心部位用密度(黑度)计测试其黑度，记录黑度值分别为D,和D2,其他条件不变再分别按实测黑度a和"代入公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>(1)中计算对应的电压V1'和V2，值；其说4(勾2中，V-X射线机的管电压，单位千伏；&透照曝光量；单位mA'min;透照焦距；单位mm;7\透照厚度；单位mm;A系数4=1.32(W2>/8A系数々2=1.25(W2>/8A系数先=1.28A系数A=(700/i)2这样即可建立透照厚度T、透照电流I、曝光时间t、焦距f、黑度和管电压V间的对应关系4)将该公式植入X射线机控制箱的控制芯片内，此后该X射线机即可完成自动曝光。所述步骤3)中，如计算所得电压V与实际电压间有差距则需要修正，透照时如黑度值较要求值偏大则需要减少一定的透照电压AK，当黑度值较要求值偏小则需要增加一定的透照电压ZU。所述透照电压A^V,-V/和透照电压AH:V厂V2'。所述X射线机的经验公式为r=724xi+25.22々D-1283X，+￡t42风)2(￡-￡:,)x(Ar2-AFi)(r-7i)x(AK2D(2),(￡2-《)(r广;)本法发明是通过拟合曲线原理，根据多条实际曲线得出的经验公式，该公式可以包含管"、电压"-与"透照厚度"、"黑度"、"曝光量"及"焦距"几元因子间的关系，根据这一公式，在采集了现有两张底片的几个基本数据(或一张底片两个不同黑度部位的基本数据)后可以得到与该射线机对应的公式，根据该公式所等到的数据进行透照，可以实现较满意的黑度。如将此公式置入控制箱的控制芯片中应能有助于实现"智能化透照或半自动化透照"相当于一个"傻瓜机"。本发明的有益效果是解决了在没有阶梯试块而又希望进行准确曝光时的透照参数选择问题或变更了某些参数透照电压的选择问题，除此之处还有助于将目前的x射线机实现类似傻瓜照相机功能类的自动曝光(或半自动曝光)射线机。本发明不仅对钢制材料工件适用，对于其它金属材料，只需变换一个等效系数即可。附图说吸图l为定向曝光曲线表。具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。本发明的方法为，1)取至少两个工件，它们的厚度分别为t和T2且T,^T2(T,与T2的差值越大越好)；2)对X射线机根据两工件分别设定相应的透照电流I,、曝光时间t,、焦距f,和管电压Vl;以及透照电流12、曝光时间t2、焦距f2和管电压V2(注所用胶片的类型、增感方式与增感屏厚度及暗室处理方式不能变化)；3)根—据上述两组参数，将射线机对准工件中心部位，分别用主射线束进行透照，并对透照出来时板厚为L和T2的底片对应工件的中心部位用密度(黑度)计测试其黑度，记录黑度值分别为D,和D2，其他条件不变再分别按实测黑度A和"代入公式五*4(M4)F=724x4~+25.22"2xD-1283x，(1)中计算对应的电压V和V/值；其中、，V:X射线机的管电压，单位千伏；&透照曝光量；单位mA"min;透照焦距；单位mm;7:透照厚度；单位mm;A系数A=l.32a-12)/8A系数A=1.25(w，A3系数28(W2>/8A系数A=(700//)2这样即可建立透照厚度T、透照电流I、曝光时间t、焦距f、黑度和管电压V间的对应关系；4)将该公式植入X射线机控制箱的控制芯片内，此后该X射线机即可完成自动曝光。所述步骤3)中，如计算所得电压V与实际电压间有差距则需要修正，透照时如黑度值较要求值偏大则需要减少一定的透照电压」K,当黑度值较要求值偏小则需要增加一定的透照电压」K。所述透照电压A^V「V,'和透照电压AI4.=V2-V2'。所述X射线机的经验公式为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(2)在本发明中「=724><冬+25.22>^2>^-1283><，(1)是本发明的核心，它采用了数￡A;4(五W学方法中的曲线拟合原理，对几十组数据和曲线进行筛选并二次拟合后确定岸^A底片黑度值；&透照曝光量；单位raA'min;透照焦距；单位mm;透照厚度；单位mm;&系数A=l.32a-l2)/8先系数先=1.25"12)/8A"3系数之=1.28"12)/8A系数A=(700/力2△K:底片l的实际使用电压K与按式l计算出的K/的差值△K2:底片2的实际使用电压Vs与按式l计算出的C的差值公式(1.)是一个核心公式，利用这一公式可以基本上得到在一定的焦距、一定的透照电流和曝光时间下，满足一定黑度值时透照某一厚度工件所需的电压值。对某些机器此公式不用修正就可以用，但对某些机器用该公式计算出来的这一个值与其真值间有一定的差距需要修正，当采用式1透照时如黑度值较要求值偏大则需要减少一定的透照电压A1，当黑度值较要求值偏小则需要增加一定的透照电压厶2，这样也可以说一台机器就对应有一个实用的经验公式。实施例1:对一台新射线机来说，使用前要先按仪器使用说明书的要求进行"训机"，在"训机"结束时可以对一个壁厚L为10咖12咖的板,设定"透照电流V、管额定电流、"曝光时间t/，=1、分钟i"焦距f\"=60i3咖和"管电压V,"=120kV这组参数进行透照；再对一板厚为T2=3640咖(或将几块平板重叠)，再设定"透照电流12"-管额定电流、"曝光时间t2"=2分钟、"焦距f/'=600mm和"管电压"=(80%100%)最高管电压；再按这组参数对后一组板进行透照。分别对透照出来的板厚为T,和T2的底片测试其黑度，记录黑度值分别为D,和D2，其他条件不变再分别按实测黑度D,和D2代入公式1中计算对应的电压V,'和V/值。计算电压差AtV,-VZ和AK,=V2-V2'形成最终的对应该机器的经验公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>以一台波涛3006射线机的实测情况为例表二<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>将表一中的数据代入式2中则该台射线机的可用经验公式应为式3:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>此外还可通过己有的曝光曲线图来确定公式并验证公式的有效性，如图l所示:例2:某丹东X3005系列机器其参考曝光曲线见图1取两个板厚范围跨度较大的值两个红点对应的值；选择两个红点为初始曝光点其参数见表三表三<table>complextableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>将表三中各数值分别代入公式(1)中可以分别求出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>;lkV将AK^7A^分别代入式(2)中可以求出该机器的Z为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(4)本发明的正确率査验本发明的正确率可以用己有的曝光曲线图进行验证，例如求图l中蓝色点的V值。将图1中各蓝点数值代入式(4)中可以计算得出K=227(kV),^=199.l(kV),而对应图中蓝点位置的数值分别为230kV和197kV。本发明利用几十幅曲线图进行验证，理论数据与实测数偏差较小，完全能满足现场工作的要求。权利要求1、一种采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法，其特征是它的方法为1)取至少两个工件，它们的厚度分别为T1和T2且T1≠T2；2)对X射线机根据两工件分别设定相应的透照电流I1、曝光时间t1、焦距f1和管电压V1；以及透照电流I2、曝光时间t2、焦距f2和管电压V2；3)根据上述两组参数，将射线机对准工件中心部位，分别用主射线束进行透照，并对透照出来的板厚为T1和T2的底片对应工件的中心部位用密度计测试其密度即通常称所谓的黑度，记录黑度值分别为D1和D2，其他条件不变再分别按实测黑度D1和D2代入公式2、根据权利要求1所述的采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法，其特征是所述步骤3)中，如计算所得电压V与实际电压间有差距则需要修正，透照时如黑度值较要求值偏大则需要减少一定的透照电压」K，当黑度值较要求值偏小则需要增加一定的透照电压3、根据权利要求2所述的采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法，其特征是所述透照电压」^V1-Vl'和透照电压^KfV2-V2'。4、根据权利要求3所述的采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法，其特征是所述X射线机的经验公式为-<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>全文摘要本发明公开了一种采用多元曝光参数公式进行X射线检测的方法。它通过调整射线机电压得到所需黑度，可快速准确的对X射线进行曝光。其方法为1)取至少两个工件，其厚度分别为T1和T2且T1≠T2；2)对X射线机根据两工件分别设定相应的透照电流I1、曝光时间t1、焦距f1和管电压V1；以及透照电流I2、曝光时间t2、焦距f2和管电压V2；3)根据上述两组参数，将射线机对准工件中心部位，分别用主射线束进行透照，并对透照出来的板厚为T1和T2的底片对应工件的中心部位用密度计测试其黑度，记录黑度值分别为D1和D2，其他条件不变，按实测黑度D1和D2代入上述公式(1)中计算对应的电压V1’和V2’值；4)将该公式植入X射线机控制箱的控制芯片内，此后该X射线机即可完成自动曝光。文档编号G01N23/02GK101187641SQ20071011503公开日2008年5月28日申请日期2007年12月4日优先权日2007年12月4日发明者张丙法,李正利,肖世荣申请人:山东电力研究院