射线检测第射线检测第33章章
射线照相质量的影响因素射线照相质量的影响因素
射线检测射线检测ⅢⅢ级资格培训讲座级资格培训讲座//
强天鹏强天鹏
江苏省特种设备安全监督检验研究院江苏省特种设备安全监督检验研究院
南京市延龄巷南京市延龄巷6363号号 210002210002 025-84513355025-84513355
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第第33章章 内容总揽内容总揽
℃℃ 射线照相灵敏度的影响因素射线照相灵敏度的影响因素
℃℃ 概述；概述；℃℃ 射线照相对比度射线照相对比度 ；；℃℃ 射线照相清晰度；射线照相清晰度；
℃℃ 射线照相颗粒度；射线照相颗粒度；
℃℃ 灵敏度和缺陷检出的有关研究灵敏度和缺陷检出的有关研究
℃℃ 最小可见对比度最小可见对比度ΔΔDDminmin；；℃℃ 射线底片黑度与灵敏度射线底片黑度与灵敏度 ℃℃
缺陷检出试验；缺陷检出试验；℃℃ 几何因素对小缺陷对比度的影响；几何因素对小缺陷对比度的影响；℃℃
不不同同缺缺陷陷的的灵灵敏敏度度关关系系公公式式；； ℃℃ 射射线线照照相相裂裂纹纹检检出出研研
究的总结；究的总结； ℃℃ 梯噪比与信噪比梯噪比与信噪比
射线照相灵敏度的影响因素射线照相灵敏度的影响因素
要点要点11：射线照相灵敏度定义；：射线照相灵敏度定义；
要点要点22：绝对灵敏度概念；：绝对灵敏度概念；
要点要点33：相对灵敏度概念；：相对灵敏度概念；
要点要点44：像质计灵敏度概念；：像质计灵敏度概念；
像像质质计计灵灵敏敏度度计计量量：：金金属属丝丝直直径径、、或或孔孔径径、、或或槽槽深深 ；；不不同同类类型型像像质质计计
没有严格对应关系，只有大致对应关系；没有严格对应关系，只有大致对应关系；
JB4730JB4730灵敏度表示方法：绝对灵敏度法灵敏度表示方法：绝对灵敏度法
要点要点55：像质计灵敏度不等于：像质计灵敏度不等于
自然缺陷灵敏度自然缺陷灵敏度
面积型缺陷检出灵敏度与像质计灵敏度存在着较大差异。面积型缺陷检出灵敏度与像质计灵敏度存在着较大差异。
原因原因————形状不同，尺寸不同形状不同，尺寸不同
结果结果————透照角度不同，灵敏度变化不透照角度不同，灵敏度变化不同同；；焦点尺寸和焦距不同，对灵焦点尺寸和焦距不同，对灵
敏度影响不同；敏度影响不同；
要点要点66：射线照相灵敏度与超声波：射线照相灵敏度与超声波
检测灵敏度的区别检测灵敏度的区别
射线照相灵敏度与超声波检测灵敏度属不同的概念射线照相灵敏度与超声波检测灵敏度属不同的概念————
射线照相灵敏度射线照相灵敏度对应于图像信噪比，灵敏度越高越有利于缺陷识别对应于图像信噪比，灵敏度越高越有利于缺陷识别
和检出；和检出；
超声波检测灵敏度超声波检测灵敏度是指回波信号的放大倍数，与信噪比无关，灵敏是指回波信号的放大倍数，与信噪比无关，灵敏
度高并不意味缺陷检出率高度高并不意味缺陷检出率高；；
要点要点77：：
射线照相灵敏度射线照相灵敏度≠≠缺陷检出率缺陷检出率
缺陷检出率缺陷检出率== ⅢⅢ底片像质计灵敏度底片像质计灵敏度++ⅢⅢ工艺参数选择的正确性（透照方工艺参数选择的正确性（透照方
向、焦距等）向、焦距等）++ⅢⅢ良好的观片条件良好的观片条件++ⅢⅢ评片人员的判断能力评片人员的判断能力
影响射线照相灵敏度的三大要素影响射线照相灵敏度的三大要素
射线照相对比度（缺陷影像与其周围背景的黑度差）；射线照相对比度（缺陷影像与其周围背景的黑度差）；
射线照相不清晰度（影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度）；射线照相不清晰度（影像轮廓边缘黑度过渡区的宽度）；
射线照相颗粒度（影像黑度的不均匀程度）射线照相颗粒度（影像黑度的不均匀程度）
图图3-13-1 射线照相影像对比度、不清晰度和颗粒度的概念示意射线照相影像对比度、不清晰度和颗粒度的概念示意
（以小厚度差为（以小厚度差为℃℃TT的阶边影像为例）的阶边影像为例）
射线照相对比度射线照相对比度
主因对比度公式主因对比度公式 ：：
ΔΔII // II ==μΔμΔT/T/ （（ 11 ++ nn ))
胶片对比度公式胶片对比度公式 ：：
G=G=ΔΔD/D/ΔΔlgElgE
射线照相对比度公式射线照相对比度公式 ：：
ΔΔD== GGμΔμΔTT // （（ 11 ++ nn ））
射线照相对比度射线照相对比度==主因对比度主因对比度××胶片对比度胶片对比度
利用公式分析射线照相对比度利用公式分析射线照相对比度
影响因素（影响因素（11））
——主因对比度：主因对比度：μΔΔT/T/（（1+n1+n））；；
μμ的相关因素的相关因素：源的种类；射线能量；工件材质和缺陷内含物：源的种类；射线能量；工件材质和缺陷内含物
→→源的种类：源的种类：XX射线（连续谱）和射线（连续谱）和γγ射线（线状谱）的差异；射线（线状谱）的差异；
→→射线能量：能量射线能量：能量↑→↑→μ↓→Δμ↓→ΔDD↓↓
→→工件材质和缺陷内含物工件材质和缺陷内含物||μμ1-1-μμ2|2|：：取决于物质原子序数和密度；取决于物质原子序数和密度；
||μμ1-1-μμ2|2|↑→Δ↑→ΔDD↑↑
利用公式分析利用公式分析 射线照相对比度射线照相对比度
影响因素（影响因素（22））
——主因对比度：主因对比度：μμΔT//（（1+n1+n））；；
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E5%90%B8%E6%94%B6%E7%B3%BB%E6%95%
ΔT的相关因素（缺陷高度；缺陷形状；透照方向）的相关因素（缺陷高度；缺陷形状；透照方向）
→→缺陷高度：（高度、线状缺陷截面宽度、点状体积）缺陷高度：（高度、线状缺陷截面宽度、点状体积）
→→缺陷形状：（圆形、三角形、平面形）缺陷形状：（圆形、三角形、平面形）
→→透照方向：（缺陷延伸方向与射线束角度）透照方向：（缺陷延伸方向与射线束角度）
利用公式分析射线照相对比度利用公式分析射线照相对比度
影响因素（影响因素（33））
——主因对比度：主因对比度：μΔμΔT/T/（（1+1+n））；；
n的的相相关关因因素素（（源源的的种种类类；；射射线线能能量量；；工工件件材材质质；；工工件件形形状状；；散散射射屏屏蔽蔽
措施）措施）
→→源的种类：源的种类：XX射线射线、、高能高能XX射线和射线和γγ射线的差异；射线的差异；
→→射线能量射线能量：能量与透照厚度；：能量与透照厚度；
→→工件材质：钢与轻金属；工件材质：钢与轻金属；
→→工件形状工件形状：大厚度差工件，厚而窄的工件，有余高焊缝；：大厚度差工件，厚而窄的工件，有余高焊缝；
→→散射屏蔽措施：散射屏蔽措施：
利用公式分析利用公式分析 射线照相对比度射线照相对比度
影响因素（影响因素（44））
胶片对比度是主因对比度放大系数：胶片对比度是主因对比度放大系数：3-63-6
放大倍数放大倍数和和放大失真放大失真问题问题
—— 胶片对比度公式胶片对比度公式:: G=G=ΔΔD/D/ΔΔlgElgE
——胶片对比度影响因素胶片对比度影响因素
11、胶片种类；、胶片种类；
22、底片黑度；、底片黑度；
33、显影条件、显影条件
利用公式分析射线照相对比度利用公式分析射线照相对比度
影响因素（影响因素（55））
胶片种类的影响：胶片种类的影响：
胶片种类与梯度关系数据见胶片种类与梯度关系数据见表表A1A1
梯度：梯度：TITI＞＞T2T2＞＞T3T3＞＞T4T4
利用公式分析射线照相对比度利用公式分析射线照相对比度
影响因素（影响因素（66））
底片黑度的影响底片黑度的影响
非增感胶片非增感胶片GG值与黑度的关系：值与黑度的关系：
GG值是胶片特性曲线的斜率，值是胶片特性曲线的斜率， GG == DD’’ ；；
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E6%95%A3%E5%B0%84%E7%BA%
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E6%95%A3%E5%B0%84%E7%BA%
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E5%9B%BE1/
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E5%9B%BE1/
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E8%83%B6%E7%89%87%E5%8F%82%E6%95%
胶片特性曲线胶片特性曲线近似为二次曲线，近似为二次曲线，
ÌݶÈÓëºÚ¶È¹ØϵÇúÏßÌݶÈÓëºÚ¶È¹ØϵÇúÏßΪһ´ÎÇúÏß(Ö±Ïß)Ϊһ´ÎÇúÏß(Ö±Ïß)
所以所以 DD↑→↑→ GG↑↑
利用公式分析射线照相对比度利用公式分析射线照相对比度
影响因素（影响因素（77））
显影条件对显影条件对GG值的影响值的影响————显影条显影条
件影响特性曲线形状，从而影响件影响特性曲线形状，从而影响GG
值。（值。（显影配方、时间、温度）显影配方、时间、温度）
显影温度引起胶片特性曲线改变（图显影温度引起胶片特性曲线改变（图2-50/2-50/图图4)4)
显影温度引起胶片特性曲线改变显影温度引起胶片特性曲线改变
11——显影温度为显影温度为1616℃℃；；22——显影温度为显影温度为2020℃℃；；33——显影温度为显影温度为2626℃℃
小缺陷的照相对比度公式小缺陷的照相对比度公式
照相对比度公式：照相对比度公式：
ΔΔDD == μμGGΔΔTT //（（1+n1+n））
小缺陷照相对比度公式：小缺陷照相对比度公式：
ΔΔD==μμGGσΔσΔT/T/（（1+n1+n））
几何条件影响小缺陷对比度几何条件影响小缺陷对比度
射线照相几何条件对小缺陷对比度的影响射线照相几何条件对小缺陷对比度的影响
射线照相清晰度射线照相清晰度
图图3-33-3（（aa））不清晰度不清晰度=0=0的黑度分布图形，固有不清晰度的黑度分布图形，固有不清晰度=0=0；；
图图3-43-4（（bb））几何不清晰度几何不清晰度≠≠00的黑度分布图形，的黑度分布图形，
图图3-43-4（（cc））几何不清晰度几何不清晰度≠≠00且固有不清晰度且固有不清晰度≠≠00的黑度分布图形的黑度分布图形
阶边影像的射线照相不清晰度阶边影像的射线照相不清晰度
总的不清晰度总的不清晰度UU
总的不清晰度为几何不清晰度与固有不清晰度叠加。总的不清晰度为几何不清晰度与固有不清晰度叠加。
平方和求根法：平方和求根法：U=U=（（UUgg22 ++ UiUi22））1/21/2
其它其它
立方和求根法：立方和求根法： U=U=（（UUgg33 ++ UiUi33））1/31/3
简单叠加法：简单叠加法：U=U=（（UUgg++ UiUi））
几何不清晰度几何不清晰度UUgg 公式公式
UUgg== bb××ddff／（／（FF——bb））
————缺陷几何不清晰度缺陷几何不清晰度
UUgg == L2L2××ddff／／L1L1
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E5%9B%BE1/
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/%E5%9B%BE1/
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/
————射线照相几何不清晰度射线照相几何不清晰度
b£ºb£º缺陷到胶片距离；缺陷到胶片距离；
L2£ºL2£º工件表面到胶片距离；工件表面到胶片距离；
利用公式分析射线照相利用公式分析射线照相
几何不清晰度影响因素（几何不清晰度影响因素（11））
bb：：缺陷到胶片的距离：缺陷到胶片的距离：
bb↑→↑→UUgg↑→↑→灵敏度灵敏度↓↓
ddff：：源的大小：源的大小：ddff↑→↑→UUgg↑→↑→灵敏度灵敏度↓↓
FF：：焦距：焦距：FF↑→↑→UUgg↓→↓→灵敏度灵敏度↑↑
L1L1：：源到工件表面的距离：源到工件表面的距离：
L1L1↑→↑→UUgg↓→↓→灵敏度灵敏度↑↑
L2L2：：工件表面到胶片的距离（工件表面到胶片的距离（L2=bL2=b））
L2L2↑→↑→UUgg↑→↑→灵敏度灵敏度↓↓
射线照相几何不清晰度射线照相几何不清晰度UUgg与与FF 、、L1L1、、 L2L2关系关系
JB4730JB4730：：射线源至工件表面的距离射线源至工件表面的距离L1L1应满足下式的要求：应满足下式的要求：
AA 级：级：L1L1≥≥ ··L2L2 2/32/3 （（UUgg≤≤L2L2 1/31/3××2/152/15））
ABAB级：级：L1L1≥≥ 10d10dff··L2L2 2/32/3 （（UUgg≤≤L2L2 1/31/3××1/101/10））
BB 级：级： L1L1≥≥ 15d15dff··L2L2 2/32/3 （（UUgg≤≤L2L2 1/31/3××1/151/15））
经验公式，上世纪经验公式，上世纪7070年代德国国家标准首先采用；年代德国国家标准首先采用； L2L2 ↑→↑→允许的允许的
最大最大UUgg↑↑；；
固有不清晰度的影响因素（1）
射线的能量（MeV或管电压）对Ui的影响
300KV： Ui= mm；
Ir192：Ui= mm；
CO60：Ui= mm；
2MV：Ui= mm；
8MV：Ui= mm；
射线的能量↑↑ →→ Ui ↑↑
固有不清晰度的影响因素（2）
屏一片贴紧程度对屏一片贴紧程度对UiUi的影响的影响
前前后后屏屏与与胶胶片片不不贴贴紧紧影影响响＞＞前前屏屏与与胶胶片片不不贴贴紧紧影影响响＞＞后后屏屏与与胶胶片片不不贴贴
紧影响；紧影响；
前屏与胶片间距前屏与胶片间距 mmmm，，UiUi增大一倍；增大一倍；
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/
%E6%96%B0%E5%BB%BA%E6%96%87%E4%BB%B6%E5%A4%B9/
增感屏种类（增感屏种类（铅、铅、铜、钢或钽铜、钢或钽 ）对）对UiUi的影响的影响
JB4730-2005JB4730-2005增感屏使用规定增感屏使用规定::
Co-60Co-60、高能、高能XX射线：铅屏限在射线：铅屏限在AA、、ABAB级级；；
BB级应使用铜、钢或钽屏，不用铅屏。级应使用铜、钢或钽屏，不用铅屏。
欧洲标准欧洲标准EN1435:1997EN1435:1997 焊接接头的射线检测增感屏使用规定焊接接头的射线检测增感屏使用规定
CoCo 6060、、高能高能XX射线射线：： AA级和级和BB级均应使用钢屏、铜屏、或钽屏，不允许级均应使用钢屏、铜屏、或钽屏，不允许
使用铅屏使用铅屏
不清晰度曲线不清晰度曲线
几何不几何不
清晰度清晰度
++固有不清晰度
+颗粒度颗粒度
射线照相颗粒度射线照相颗粒度
颗粒性颗粒性————心理颗粒性心理颗粒性————照相质量主观评价法照相质量主观评价法
颗粒度颗粒度————显微密度计显微密度计————照相质量客观评价法照相质量客观评价法
射线照相颗粒度（示意图）射线照相颗粒度（示意图）
颗粒度产生原因颗粒度产生原因
胶片粒度：感光银盐颗粒大小、分布不均匀性胶片粒度：感光银盐颗粒大小、分布不均匀性
量子噪声：光子随机分布的统计涨落（射线能量、曝光量、黑量子噪声：光子随机分布的统计涨落（射线能量、曝光量、黑
度）度）
随机性，不均匀性，不可控性随机性，不均匀性，不可控性
颗粒度产生原因图示颗粒度产生原因图示
颗粒度产生原因图示说明颗粒度产生原因图示说明
ωω（（
WW（（ωω）维纳频谱函数；）维纳频谱函数；WSWS维纳频谱维纳频谱
MM（（ωω）对比度调制度，）对比度调制度，00≤≤MM（（ωω））≤≤11
影像被噪声掩盖的图示说明影像被噪声掩盖的图示说明
低信噪比低信噪比--影像被噪声掩盖影像被噪声掩盖
高信噪比高信噪比--
影像不被噪声掩盖影像不被噪声掩盖
灵敏度和缺陷检出的有关研究灵敏度和缺陷检出的有关研究
最小可见对比度最小可见对比度ΔΔDminDmin
要点要点11————定义：在底片上能够辨认的某一尺寸影像的最小黑度差定义：在底片上能够辨认的某一尺寸影像的最小黑度差
要点要点22————ΔΔDminDmin与与ΔΔDD是两个不同的概念是两个不同的概念 ；；
要点要点33————ΔΔDD与与ΔΔDminDmin的关系：当的关系：当ΔΔDD≥Δ≥ΔDminDmin时，影像能够识别，反之时，影像能够识别，反之
则不能识别；则不能识别；
要点要点44————讨论讨论ΔΔDminDmin与影像大小、底片黑度、颗粒度和人眼敏锐度等与影像大小、底片黑度、颗粒度和人眼敏锐度等
因素关系，前提是观片条件是适当的而且是固定的。因素关系，前提是观片条件是适当的而且是固定的。
图图3-83-8 底片黑度底片黑度DD和和℃℃DD minmin的关系的关系 图图3-93-9
金属丝影像宽度金属丝影像宽度WW和和℃℃DD minmin的关系。的关系。
在不同亮度条件下在不同亮度条件下，，人眼对黑度差识别的敏感程度不同人眼对黑度差识别的敏感程度不同，，此即第三章讨此即第三章讨
论过的最小可见对比度论过的最小可见对比度ΔΔdmindmin。。在适宜的条件下，人眼对细长线型影像在适宜的条件下，人眼对细长线型影像
的识别黑度差约为的识别黑度差约为；对细小点状影像的识别黑度差约为；对细小点状影像的识别黑度差约为。。
胶片粒度、胶片粒度、增感屏和和℃℃DDminmin的关系的关系
富士胶片,黑度,
KZ-SF-荧光增感屏, SMP-金属荧光增感屏,
Pb-增感屏
射线底片黑度与灵敏度射线底片黑度与灵敏度
要点要点11：黑度与：黑度与GG值、值、℃℃DD的关系；的关系；
要点要点22：黑度与：黑度与ΔΔDminDmin的关系；的关系；
要点要点33：最佳黑度：最佳黑度 的概念和前提；的概念和前提；
要点要点44：平板试件透照的最佳黑度；：平板试件透照的最佳黑度；
要点要点55：不等厚试件最佳黑度和最佳射线能量：不等厚试件最佳黑度和最佳射线能量
图图2-492-49 胶片胶片GG值与黑度值与黑度DD的关系的关系
AA、、BB：：非增感型胶片，非增感型胶片，GG值随着黑度的增大而增大。值随着黑度的增大而增大。CC增感型胶片，增感型胶片，GG
值在某一特定黑度区域最大值在某一特定黑度区域最大
图图3-113-11 黑度黑度DD和和ΔΔDD及及ΔΔDDminmin的关系的关系 图图3-123-12 最佳黑度和最佳黑度和
正常黑度范围正常黑度范围
图图3-133-13 黑度和可识别最小线径的关系黑度和可识别最小线径的关系
参数参数μμ//（（1+n1+n））的单位为的单位为cmcm-1-1；；
透照几何条件透照几何条件WW′≈′≈00
注解：注解：
μμ//（（1+n1+n））——比衬度，比衬度越大，对比度越高；比衬度，比衬度越大，对比度越高；
WW′≈′≈00意味着几何条件不影响对比度；意味着几何条件不影响对比度；
说明：说明：
每一条每一条μμ//（（1+n1+n））曲线代表一组透照参数，曲线代表一组透照参数， μμ//（（1+n1+n））越大，可识别线径越大，可识别线径
越细；越细；
曲线左边升高是由于黑度低导致对比度降曲线左边升高是由于黑度低导致对比度降低低；；曲线右边升高是由于黑度曲线右边升高是由于黑度
高导致最小可见对比度增大高导致最小可见对比度增大
平板试件透照的最佳黑度平板试件透照的最佳黑度
由射线照相对比度公式和图由射线照相对比度公式和图3-93-9所显示的所显示的dd和和ΔΔDDminmin的关系的关系，，结合试验数据结合试验数据
推导出如图推导出如图3-133-13的结果的结果。。由图中曲线可知由图中曲线可知，，对于任何材质对于任何材质μμ或散射比或散射比nn的的
变化，可识别最小线径变化，可识别最小线径dd的黑度值大致在的黑度值大致在左右（即图中点划线），此左右（即图中点划线），此
黑度称为平板试件透照的最佳黑度。黑度称为平板试件透照的最佳黑度。
有余高焊缝试件透照的最佳黑度有余高焊缝试件透照的最佳黑度，，和有余高焊缝试件透照的最佳射线能和有余高焊缝试件透照的最佳射线能
量。量。
一般情况下焊缝余高是不磨平的一般情况下焊缝余高是不磨平的，，如果选择焊缝中心的黑度为如果选择焊缝中心的黑度为，，则则
该部位可识别线径最小该部位可识别线径最小，，但此时母材部位的黑度比焊缝中心大但此时母材部位的黑度比焊缝中心大，，所以所以
母材部位可识别线径将大于焊缝部位可识别线径母材部位可识别线径将大于焊缝部位可识别线径，，即两个部位的射线即两个部位的射线
照相灵敏度不等，这显然不能满足缺陷检出的要求。照相灵敏度不等，这显然不能满足缺陷检出的要求。
为使焊缝部位和母材灵敏度相等为使焊缝部位和母材灵敏度相等，，就需要以最佳黑度为基准调节母材就需要以最佳黑度为基准调节母材
黑度和焊缝黑度。使母材黑度比黑度和焊缝黑度。使母材黑度比D==适当适当大一些，同时使焊缝黑度大一些，同时使焊缝黑度
比比D==适当适当小一些。小一些。
黑度的是通过改变射线能量进而改变黑度的是通过改变射线能量进而改变μμ和和nn来实现的来实现的，，黑度的具体数值黑度的具体数值
大小与射线能量和余高高度等参数有关。大小与射线能量和余高高度等参数有关。
此时的黑度称为有余高焊缝试件透照的最佳黑度此时的黑度称为有余高焊缝试件透照的最佳黑度，，达到最佳黑度所使达到最佳黑度所使
用的射线能量称为有余高焊缝试件透照的最佳射线能量。用的射线能量称为有余高焊缝试件透照的最佳射线能量。
图图3-143-14 母材厚度母材厚度1010mmmm时焊缝余高高度和最佳黑度及可识别的最小线时焊缝余高高度和最佳黑度及可识别的最小线
径径
说说明明：：在上图曲线的最低点引垂线到下图，与下图曲线的相交，从交点在上图曲线的最低点引垂线到下图，与下图曲线的相交，从交点
引水平线至纵坐标引水平线至纵坐标，，即得母材和焊缝的最佳黑即得母材和焊缝的最佳黑度度；；交点引垂线至横坐标交点引垂线至横坐标，，
即得最佳射线能量。即得最佳射线能量。
缺陷检出试验缺陷检出试验
表表3-33-3反映了不同的胶片和增感屏组合对裂纹检出的影响。其中：反映了不同的胶片和增感屏组合对裂纹检出的影响。其中：
比较序号比较序号11、、22、、33、和、和66、、77的数据，可看出胶片种类对裂纹检出的影的数据，可看出胶片种类对裂纹检出的影
响响：：随着胶片颗粒度增大和梯噪比减小随着胶片颗粒度增大和梯噪比减小，，像质计灵敏度变化虽不明显像质计灵敏度变化虽不明显，，
但裂纹识别度明显下降。但裂纹识别度明显下降。
比较序号比较序号33、、44、、55和和88、、99的数据。可看出铅箔增感屏、金属荧光增感的数据。可看出铅箔增感屏、金属荧光增感
屏和荧光增感屏与不同胶片组合对裂纹识别度的影响。屏和荧光增感屏与不同胶片组合对裂纹识别度的影响。
表表3-43-4反映了不同射源反映了不同射源、、胶片胶片、、增感屏组合对未焊透及未熔合检出的影响增感屏组合对未焊透及未熔合检出的影响。。
由序号由序号11、、22、、33、、44、、55和和77、、88可看出可看出，，使用使用XX射线时射线时，，胶片型号改变对未胶片型号改变对未
焊透检出的影响不大，但使用焊透检出的影响不大，但使用γγ射线时，胶片型号改变对未焊透检出射线时，胶片型号改变对未焊透检出
有显著影响；从有显著影响；从66可看出，使用粗粒胶片与金属荧光增感屏组合，即可看出，使用粗粒胶片与金属荧光增感屏组合，即
使用使用XX射线透照，未焊透也可能漏检。射线透照，未焊透也可能漏检。
从序号从序号99至至1616的数据可看出：对未熔合缺陷的检测，射线照相总体是不的数据可看出：对未熔合缺陷的检测，射线照相总体是不
可靠的，底片显示的缺陷尺寸和实际尺寸存在较大误可靠的，底片显示的缺陷尺寸和实际尺寸存在较大误差差；；从序号从序号1212和和
1414的数据可看的数据可看出出：：金属荧光增感屏的缺陷检出率低于铅金属荧光增感屏的缺陷检出率低于铅屏屏；；从序号从序号99、、
1111和和1515、、1616的数据可看的数据可看出出：：使用使用Ir192Ir192γγ射线源的缺陷检出率明显低于射线源的缺陷检出率明显低于XX
射线。射线。
.不同透照角度对裂纹检出的影响不同透照角度对裂纹检出的影响
不同透照角度对裂纹检出的影响：不同透照角度对裂纹检出的影响： 照射角度在照射角度在1010°°以下时，裂纹的识以下时，裂纹的识
别情况变化不大；但照射角度超过别情况变化不大；但照射角度超过1515°°时，随着照射角度的增大，裂时，随着照射角度的增大，裂
纹不能识别的情况就增多，裂纹检出率显著降低。纹不能识别的情况就增多，裂纹检出率显著降低。
图图3-173-17 照射角度和裂纹平均检出率的关系照射角度和裂纹平均检出率的关系
裂纹检出率还受到板厚、透照灵敏度以及裂纹几何尺寸的影响，裂纹检出率还受到板厚、透照灵敏度以及裂纹几何尺寸的影响，
所以上述数据只表明该试验条件下的结果所以上述数据只表明该试验条件下的结果
几何因素对小缺陷对比度的影响几何因素对小缺陷对比度的影响
要点要点11：小缺陷定义：横向尺寸（垂直于射线束方向的尺寸）远远：小缺陷定义：横向尺寸（垂直于射线束方向的尺寸）远远
小于射线焦点尺寸的缺陷，包括小的点状缺陷和细的线状缺陷。小于射线焦点尺寸的缺陷，包括小的点状缺陷和细的线状缺陷。
要点要点22：几何条件导致小缺陷影像对比度降低的原因：几何条件导致小缺陷影像对比度降低的原因 ：： 底片上缺底片上缺
陷影像由本影和半影组成，当陷影像由本影和半影组成，当dd增大、增大、L2L2增大或增大或L1L1减小到一定程度，减小到一定程度，
缺陷的本影将消失，其影像只由半影构成，对比度将显著下降。缺陷的本影将消失，其影像只由半影构成，对比度将显著下降。
.缺陷本影消失缺陷本影消失
的临界几何条件的临界几何条件
WW′′为到达胶片为到达胶片PP点的射线在缺陷位置平面上的截距；点的射线在缺陷位置平面上的截距；
WW′′与缺陷宽度与缺陷宽度WW的比值大小决定了缺陷是否有本影。的比值大小决定了缺陷是否有本影。WW′′// WW == 11是本是本
影消失的临界点。影消失的临界点。
缺陷本影消失缺陷本影消失 的几何条件的几何条件
.几何条件对像质计金属丝影像对几何条件对像质计金属丝影像对
比度影响的定量分析和比度影响的定量分析和σσ值值
要点要点11：像质计金属丝的：像质计金属丝的σσ值的推导值的推导 ；；
要点要点22：对比度修正系数：对比度修正系数σσ的定义；的定义；
要点要点33：：
当当ww′≤′≤dd时（时（3-93-9 aa））————有本影情况；有本影情况；
当当 ww′′>d>d时（时（3-93-9 bb）） ————无本影情况。无本影情况。
几个几何参数的定义说明几个几何参数的定义说明
dd：：金属丝直径金属丝直径
WW′′（（dd′′）：）：到达胶片到达胶片PP点的射线在缺陷位置平面上的截距；点的射线在缺陷位置平面上的截距；
dd″″：：到达胶片到达胶片PP点的射线穿过金属丝的路径，即点的射线穿过金属丝的路径，即bb22dd22之间长度；之间长度；
ddmm″″：：对胶片上对胶片上PP点黑度起作用的厚度差点黑度起作用的厚度差，，这一厚度差不是金属丝直径这一厚度差不是金属丝直径dd，，
而是变化的，实际取而是变化的，实际取dd″″在在ww′′ （（或或dd′′））之间的平均值之间的平均值
像质计金属丝的像质计金属丝的σσ值的推导和对比度修正系数值的推导和对比度修正系数σσ
对比度修正系数对比度修正系数σσ的定义：的定义：σσ就是就是ddmm″″与与dd的比值的比值
33、小缺陷对比度、小缺陷对比度 下降原因的另一种说明下降原因的另一种说明
超过本影消失的临界点，即当超过本影消失的临界点，即当WW′′// WW ＞＞ 11后，只有焦点的中心部后，只有焦点的中心部
分区域发出的射线经过缺陷到达分区域发出的射线经过缺陷到达PP点，而焦点的两端部分区域发出的点，而焦点的两端部分区域发出的
射线可不经过缺陷而直接到达射线可不经过缺陷而直接到达PP点点〔〔图中黑影部分图中黑影部分〕〕
..小缺陷对比度下降的简明数学式小缺陷对比度下降的简明数学式
由几何定理可证明存在以下关系由几何定理可证明存在以下关系
WW′′// WW == 22 →→ dfdf′′/df/df =1/2=1/2 →Δ→ΔDD′′//ΔΔDD =1/2=1/2 （（3-11a3-11a））
WW′′// W=W= 44 →→ dfdf′′/df/df =1/4=1/4 →Δ→ΔDD′′//ΔΔDD =1/4=1/4 （（3-11b3-11b））
由上式可推出下式：由上式可推出下式：
WW′′== WW 时时，，有有σσ==σσ00 （（3-12a3-12a））
WW′′＞＞WW时时，，有有σσ==σσ00 ×× WW // WW′′ （（3-12b3-12b））
.用用UgUg描述几何因素对描述几何因素对
小缺陷对比度的影响小缺陷对比度的影响
C=COC=CO UgUg＜＜WW （（3-13a3-13a））
C=COW/UgC=COW/Ug UgUg＞＞WW （（3-13b3-13b））
——————————————————————
σσ==σσ00 WW′′＜＜WW （（3-12a3-12a））
σσ==σσ00 ×× WW // WW′′ WW′′＞＞WW （（3-12b3-12b））
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
WW′′与与UgUg两者很接近两者很接近
WW′′== dfdf L2/L2/（（L1+L2L1+L2））
UgUg == dfdf L2L2 // L1L1 ————（（ L2L2 大大小于大大小于 L1L1 ））
.裂纹的裂纹的σσ值（值（11））——公式的转变公式的转变
公式（公式（3-83-8））→→公式（公式（3-143-14））
.裂纹的裂纹的σσ值（值（22））——公式的数学意义公式的数学意义
进行了一次等面积代换，把一个饼形或圆形（金属丝截面）变换为进行了一次等面积代换，把一个饼形或圆形（金属丝截面）变换为
相同面积的矩形：相同面积的矩形：
矩形的宽是到达矩形的宽是到达PP点的射线在金属丝处的截距点的射线在金属丝处的截距 ww′′；；
矩形的高是射线穿过金属丝的平均行程矩形的高是射线穿过金属丝的平均行程dmdm″″
（图（图3-223-22））
等面积代换，把一个饼形或圆形（金属丝截面等面积代换，把一个饼形或圆形（金属丝截面））变换为相同面积的矩形变换为相同面积的矩形
.裂纹的裂纹的σσ值（值（33））
求解任意形状缺陷的求解任意形状缺陷的σσ值值
平均高度平均高度dmdm″″ ==缺陷截面积缺陷截面积ΔΔSS //截距截距ww′′
σσ==平均高度平均高度dmdm″″ //缺陷最大高度缺陷最大高度ΔΔTT
.裂纹的裂纹的σσ值（值（44）裂纹的）裂纹的σσ值公式值公式
.裂纹的裂纹的σσ值（值（55）裂纹的）裂纹的σσ值曲线值曲线
几何因素对小缺陷影像对比度影响的总结（几何因素对小缺陷影像对比度影响的总结（11））
11．对横向尺寸远远小于焦点尺寸的小缺陷或影像细节，必须考虑几．对横向尺寸远远小于焦点尺寸的小缺陷或影像细节，必须考虑几
何因素对小缺陷对比度的影响。何因素对小缺陷对比度的影响。
22、、影响小缺陷影像对比度的几何因素一共有五个影响小缺陷影像对比度的几何因素一共有五个 ：：ⅢⅢ焦点尺寸焦点尺寸dfdf、、ⅢⅢ
焦点到缺陷距离焦点到缺陷距离L1L1、、ⅢⅢ缺陷到胶片距离缺陷到胶片距离L2L2 、、ⅢⅢ 缺陷截面形状缺陷截面形状FF、、ⅢⅢ缺缺
陷宽度陷宽度ww。。
几何因素对小缺陷影像对比度影响的总结（几何因素对小缺陷影像对比度影响的总结（22））
33．．几何因素导致小缺陷影象发生的变化是：对比度降低，横向尺寸变几何因素导致小缺陷影象发生的变化是：对比度降低，横向尺寸变
宽，边界变模糊（下图）；宽，边界变模糊（下图）；
44．．σσ值始终小于值始终小于11。不同形状的缺陷其。不同形状的缺陷其σσ值不同，对条形缺陷来说，值不同，对条形缺陷来说，σσ值值
与缺陷截面形状有关。裂纹的与缺陷截面形状有关。裂纹的σσ值比金属丝小。值比金属丝小。
几何因素导致小缺陷影象发生的变化是：对比度降低，横向尺寸变宽几何因素导致小缺陷影象发生的变化是：对比度降低，横向尺寸变宽，，
边界变模糊边界变模糊
几何因素对小缺陷影像对比度影响的总结（几何因素对小缺陷影像对比度影响的总结（33））
55、由几何因素临界条件（、由几何因素临界条件（WW′′＞＞WW））判定裂纹可检出最小尺寸；判定裂纹可检出最小尺寸；
常规参数：常规参数：LI=600mmLI=600mm，，L2=30L2=30 mmmm，， ddff=3=3 mmmm
计算计算 dd′′== ddff L2L2 /(L1/(L1 ++ L2L2 )=)=
使用该参数照相，宽度使用该参数照相，宽度WW小于小于裂纹低于临界条件（裂纹低于临界条件（WW′′＞＞WW）），，
其检出率将急剧降低。其检出率将急剧降低。
裂纹灵敏度对几何因素变化的特殊敏感性裂纹灵敏度对几何因素变化的特殊敏感性
丝型、孔型像质计灵敏度的指示值并不敏感，随焦距的减少，像丝型、孔型像质计灵敏度的指示值并不敏感，随焦距的减少，像
质计灵敏度下降是平缓的，逐渐质计灵敏度下降是平缓的，逐渐的的；；但裂纹灵敏度对焦距的变化十分但裂纹灵敏度对焦距的变化十分
敏感，当焦距减少到一定程度时，裂纹灵敏度急剧下降。（图敏感，当焦距减少到一定程度时，裂纹灵敏度急剧下降。（图3-253-25））
图图3-253-25 焦距变化时，裂纹灵敏度及各种像质计灵敏度的相应变化焦距变化时，裂纹灵敏度及各种像质计灵敏度的相应变化
裂纹灵敏度急剧下降的解释裂纹灵敏度急剧下降的解释
用几何不清晰度增大和对比度减小的共同作用来解释裂纹灵敏度急用几何不清晰度增大和对比度减小的共同作用来解释裂纹灵敏度急
剧下降：剧下降： WW′′// WW ＞＞ 11时，裂纹本影消失，致使对比度急剧下时，裂纹本影消失，致使对比度急剧下
降，检出灵敏度也急剧下降。降，检出灵敏度也急剧下降。
不同缺陷的灵敏度关系公式不同缺陷的灵敏度关系公式
11、、 厚度灵敏度厚度灵敏度
用不同厚度组成的平面阶梯块（厚薄规用不同厚度组成的平面阶梯块（厚薄规）），在指定透照条件下照相，观，在指定透照条件下照相，观
察所拍的射线底片，可知道该透照条件能检出的最小厚度察所拍的射线底片，可知道该透照条件能检出的最小厚度
从理论上分析厚度灵敏度受哪些因素影响？从理论上分析厚度灵敏度受哪些因素影响？
阶边像质计和厚度灵敏度阶边像质计和厚度灵敏度 ：：
ΔΔXX == ΔΔDmin/Dmin/（（Cs·GDCs·GD））
ΔΔXX ==
不同缺陷的灵敏度关系公式不同缺陷的灵敏度关系公式
阶边像质计和厚度灵敏度阶边像质计和厚度灵敏度 ：：
ΔΔXX == ΔΔDmin/Dmin/（（Cs·GDCs·GD））
ΔΔXX ==
厚度灵敏度公式表达了在射线底片上可识别的最小厚度差厚度灵敏度公式表达了在射线底片上可识别的最小厚度差
与某一组透照数与某一组透照数据据（包括试件材质（包括试件材质、、厚度厚度、、射源种类射源种类、、能量能量、、胶片胶片--增增
感屏、曝光量、焦距、暗室处理条件、底片黑度、等等）的关系。感屏、曝光量、焦距、暗室处理条件、底片黑度、等等）的关系。
建立缺陷灵敏度与阶边像质计灵敏度关系式的假设和前提建立缺陷灵敏度与阶边像质计灵敏度关系式的假设和前提
（（11）底片上记录的影像宽度是影像宽度与总不清晰度之和）底片上记录的影像宽度是影像宽度与总不清晰度之和
（（22）缺陷影像的可识别性取决于影像黑度峰值与背景的黑度差）缺陷影像的可识别性取决于影像黑度峰值与背景的黑度差
（（33）胶片乳剂颗粒性对影像的可识别性作用忽略不计。）胶片乳剂颗粒性对影像的可识别性作用忽略不计。
（（44）小缺陷影像对比度取决于小缺陷体积）小缺陷影像对比度取决于小缺陷体积ΔΔVV而不是高度而不是高度ΔΔTT
小缺陷检出灵敏度一个重要观点小缺陷检出灵敏度一个重要观点
如果焦点不是点源，而且有一定尺寸，则主因对比度公式应改写。如果焦点不是点源，而且有一定尺寸，则主因对比度公式应改写。
即即 ΔΔI/I=I/I=μΔμΔT/T/（（1+n1+n）） 应改为：应改为：ΔΔI/I=I/I=μμΔΔVV //（（1+n1+n）。因为对影象中）。因为对影象中
某点某点PP的黑度有贡献的射线不是一根的黑度有贡献的射线不是一根，，所有穿过缺陷的射线都有贡献所有穿过缺陷的射线都有贡献。。
因此因此，，穿过缺陷的射线的强度变化不是由穿过缺陷的射线的强度变化不是由ΔΔTT决定的决定的，，而是由被射线穿而是由被射线穿
过的过的小体积小体积ΔΔVV决定决定。。（图（图3-263-26））。。如果缺陷是细长线型的如果缺陷是细长线型的，，则穿过缺则穿过缺
陷的射线的强度减弱由陷的射线的强度减弱由截面积截面积ΔΔSS决定。决定。
如果焦点不是点源如果焦点不是点源，，而且有一定尺寸而且有一定尺寸，，则穿过缺陷的射线的强度变化不则穿过缺陷的射线的强度变化不
是由是由ΔΔTT决定的，而是由被射线穿过的小体积决定的，而是由被射线穿过的小体积ΔΔVV决定。决定。
形状系数ζ
不同形状缺陷的影像前沿的黑度变化，需要用形状系数ζ修正。ζ的数值
根据有关视觉观察试验得出：前沿尖锐的黑度变化曲线ζ取1，其它黑度
变化曲线ζ＜1；
金属丝：ζ =；
孔：ζ=-1；（φ＜＜Ui，ζ=；φ较大，ζ=1）
裂纹：ζ= W / [ Ui（ （3-21）
W/Ui：
ζ：
上下限：W＜＜ Ui，ζ=； W＞，ζ= 1
图图77 按视觉规律确定影象宽度按视觉规律确定影象宽度 图图88 按视觉规律确定可识别的黑度差。按视觉规律确定可识别的黑度差。
小缺陷体积与影像面积和对比灵敏小缺陷体积与影像面积和对比灵敏度度（最小厚度差（最小厚度差））相关性的基本公式相关性的基本公式。。
基本公式：基本公式： ΔΔV/V/ΔΔAA×ξ×ξ==ΔΔXX (18)(18)
式中式中ΔΔXX ==-1-1CCss-1-1
这就是表示射线底片上刚可识别的小缺陷体积与影像面积和对比灵敏这就是表示射线底片上刚可识别的小缺陷体积与影像面积和对比灵敏
度度（最小厚度差（最小厚度差））相关性的基本公式相关性的基本公式。。任何一种象质计的灵敏度任何一种象质计的灵敏度((丝或小丝或小
孔孔))都是这一通用公式的特解。都是这一通用公式的特解。
不同形状的缺陷的灵敏度关系式不同形状的缺陷的灵敏度关系式
线型人工缺陷线型人工缺陷————金属丝像质计与阶边像质计灵敏度的关系：金属丝像质计与阶边像质计灵敏度的关系： ΦΦ
minmin＝（＝（M/2M/2））++ [[（（M/2M/2））22++ MU]MU] 1/21/2
（（MM ==ΔΔXX））
圆型人工缺陷圆型人工缺陷————阶梯孔像质计与阶边像质计灵敏度的关系阶梯孔像质计与阶边像质计灵敏度的关系
（略）（略）；；
平面型人工缺陷平面型人工缺陷————线切割槽（裂纹）与阶边像质计灵敏度的关线切割槽（裂纹）与阶边像质计灵敏度的关
系：系： dW=dW=ζ℃ζ℃X(dsinX(dsinθθ+Wcos+Wcosθθ+U)+U)
裂纹（两侧面平行的人工裂纹型窄槽）与金属丝像质计灵敏度的关裂纹（两侧面平行的人工裂纹型窄槽）与金属丝像质计灵敏度的关
系：系：dW==
裂纹在底片上的投影宽度裂纹在底片上的投影宽度
灵敏度关系式应用灵敏度关系式应用
除了用于理论上的定性分析与比较外，也可用来指导试验和实际照除了用于理论上的定性分析与比较外，也可用来指导试验和实际照
相相。。这里必须注意这里必须注意，，灵敏度公式的应用并不是进行数字计算灵敏度公式的应用并不是进行数字计算。。从公式从公式
内容就可以知道内容就可以知道，，ΔΔXX是无法算出的是无法算出的，，因为因为CsCs、、μμ、、nn、、GDGD的数值都是的数值都是
未知的。未知的。
灵敏度公式的应用方法灵敏度公式的应用方法
欲知某一组给定的透照参数的裂纹检出灵敏度，不需去寻找裂纹欲知某一组给定的透照参数的裂纹检出灵敏度，不需去寻找裂纹
试件做透照试验试件做透照试验，，而只要用该组参数透照阶边像质而只要用该组参数透照阶边像质计计（厚薄规（厚薄规，，可用可用
钳工工具钳工工具————塞规代替塞规代替）），，通过观察底片通过观察底片，，得到可识别的厚度差得到可识别的厚度差ΔΔXX的的
数值数值，，将此数值带入裂纹灵敏度公式将此数值带入裂纹灵敏度公式，，即可得知按该组透照参数进行即可得知按该组透照参数进行
射线照相可检出的裂纹尺寸射线照相可检出的裂纹尺寸。。同样同样，，将透照厚薄规得到的将透照厚薄规得到的ΔΔXX值带入其值带入其
它种类缺陷灵敏度公式它种类缺陷灵敏度公式，，亦可求得象质计金属丝亦可求得象质计金属丝、、气孔等缺陷的可检气孔等缺陷的可检
出尺寸。出尺寸。
射线照相裂纹检出研究总结射线照相裂纹检出研究总结
.裂纹缺陷的特殊性裂纹缺陷的特殊性
形状特殊形状特殊————缺陷的第三维尺寸（开口宽度缺陷的第三维尺寸（开口宽度WW）远小于其余两维尺寸）远小于其余两维尺寸
尺寸特殊尺寸特殊————裂纹尺寸很小，有些裂纹本身就是一个影像细节裂纹尺寸很小，有些裂纹本身就是一个影像细节
表达裂纹形态自身特征参数表达裂纹形态自身特征参数
从射线照相角度来看，表达裂纹形态自身特征参数有六个：从射线照相角度来看，表达裂纹形态自身特征参数有六个：
℃℃长度长度ll；；℃℃走向走向αα；；℃℃埋藏深度埋藏深度hh；；℃℃裂纹平面对工件表面法线的倾裂纹平面对工件表面法线的倾
角角θθ；；℃℃自身高度自身高度dd；；℃℃开口尺寸或宽度开口尺寸或宽度WW。。
后三个，即后三个，即WW、、θθ、、dd是关键参数。是关键参数。
.裂纹的检出率与象质计灵敏度对应关系裂纹的检出率与象质计灵敏度对应关系
灵敏度不对应的原因：金属丝与裂纹比较，存在以下差异：灵敏度不对应的原因：金属丝与裂纹比较，存在以下差异：
（（11）） 形状：金属丝截面为圆形，而裂纹截面的模型为三角形（表形状：金属丝截面为圆形，而裂纹截面的模型为三角形（表
面裂纹）或菱型（埋藏裂纹）或窄槽型。面裂纹）或菱型（埋藏裂纹）或窄槽型。
（（22）方向性：金属丝不具有方向性；而裂纹则具有明显的方向性）方向性：金属丝不具有方向性；而裂纹则具有明显的方向性
（（33）横向尺寸：裂纹的横向尺寸（开口宽度）一般比金属丝直径）横向尺寸：裂纹的横向尺寸（开口宽度）一般比金属丝直径
要小。要小。
.透照角度透照角度θθ对裂纹检出率的影响对裂纹检出率的影响
射线方向与裂纹方向一致时，底片上裂纹影像的对比度最大，检出射线方向与裂纹方向一致时，底片上裂纹影像的对比度最大，检出
率最高率最高 。。
℃℃为防止横向裂纹漏检，要求控制透照厚度比为防止横向裂纹漏检，要求控制透照厚度比KK值。值。
℃℃防止纵向裂纹漏检问题，防止纵向裂纹漏检问题，℃℃ 平靶周向平靶周向XX射线机对环焊缝周向曝光射线机对环焊缝周向曝光
时；时；℃℃双壁单影倾斜透照和双壁双影倾斜透照时。双壁单影倾斜透照和双壁双影倾斜透照时。
.裂纹的开口宽度裂纹的开口宽度ww和透照几何条件对裂纹检出率的影响和透照几何条件对裂纹检出率的影响
dfdf、、L1L1、、L2L2共同决定共同决定WW′′值的大小，而值的大小，而WW′′与与WW的比值决定底片上裂的比值决定底片上裂
纹影像是否有实影，当纹影像是否有实影，当ww′′＞＞WW，此时底片上裂纹影像没有实影，仅由，此时底片上裂纹影像没有实影，仅由
半影组成，其对比度急剧下降。半影组成，其对比度急剧下降。
.裂纹截面形状对检出率的影响裂纹截面形状对检出率的影响
到达胶片上到达胶片上PP点的射线不是图中射线束中心线这一条路径，而是通点的射线不是图中射线束中心线这一条路径，而是通
过裂纹截面部分所有路径。过裂纹截面部分所有路径。
影像中影像中PP点的黑度不是由裂纹高度点的黑度不是由裂纹高度dd决定，而是由到达决定，而是由到达PP点的所有射点的所有射
线所穿过的裂纹面积线所穿过的裂纹面积ΔΔSS决定。决定。
dmdm″″值和值和σσ00值值
与缺陷截面形状关系与缺陷截面形状关系
℃℃裂纹截面的模型为三角形或菱型，当裂纹截面的模型为三角形或菱型，当ww′′== ww 时，平均值时，平均值 dmdm″″仅为裂仅为裂
纹高度纹高度dd的一半，即的一半，即dmdm″″==，，σσ00 == ；；
℃℃方形截面的平均值方形截面的平均值dmdm″″=1d=1d，，σσ00 =1=1；；
℃℃圆形截面的平均值圆形截面的平均值dmdm″″==，，
σσ00 =.785=.785。。
.透照厚度对裂纹检出率的影响透照厚度对裂纹检出率的影响
℃℃、在照相对比度方面不利影响、在照相对比度方面不利影响:: ℃℃为穿透厚度更大工件要选用为穿透厚度更大工件要选用
更高能量的射线更高能量的射线;; ℃℃散射比随工件厚度增加相应增大，散射比随工件厚度增加相应增大，
℃℃、在清晰度方面不利影响、在清晰度方面不利影响:: ℃℃几何不清晰度与工件厚度成正比，几何不清晰度与工件厚度成正比，℃℃
固有不清晰度随射线能量增大而增大。固有不清晰度随射线能量增大而增大。
℃℃ 、在颗粒度方面不利影响、在颗粒度方面不利影响:: ℃℃射线射线 能量增大后，颗粒度增大。能量增大后，颗粒度增大。
℃℃、透照几何条件方面不利影响、透照几何条件方面不利影响:: ℃℃工件越厚，工件工件越厚，工件--胶片距离胶片距离L2L2
越大越大，，而源而源--工件距离工件距离L1L1则受到限制不可能很大则受到限制不可能很大，，这就使这就使ww′′值增大值增大，，而而
ww′′值增大后，可检出的裂纹的宽度值增大后，可检出的裂纹的宽度WW也增大。也增大。
.射线源和胶片种类对裂纹检出率的影响射线源和胶片种类对裂纹检出率的影响
xx射线底片的对比度、清晰度、颗粒度均优于射线底片的对比度、清晰度、颗粒度均优于γγ射线底片。射线底片。
连续谱既含有穿透力较强的主能量部分，又含有大量有利于提高连续谱既含有穿透力较强的主能量部分，又含有大量有利于提高
对比度的软线质部分，所以照相灵敏度比线状谱高。对比度的软线质部分，所以照相灵敏度比线状谱高。
xx射线管的能量可以通过管电压调节，可以按试件的厚度选用合射线管的能量可以通过管电压调节，可以按试件的厚度选用合
适的管电压，从而获得高对比度和高灵敏度。而适的管电压，从而获得高对比度和高灵敏度。而γγ射线的能量是由同射线的能量是由同
位素的种类决定的，每一种放射性同位素放射出位素的种类决定的，每一种放射性同位素放射出γγ射线的波长是特定射线的波长是特定
的，其能量不可调节，的，其能量不可调节，
改善改善γγ射线成像质量的一射线成像质量的一 个有效方法是使用梯噪比等级更高的胶个有效方法是使用梯噪比等级更高的胶
片。片。
信噪比信噪比
.信噪比与细节可见性的关系信噪比与细节可见性的关系
噪声的概念噪声的概念::黑度的随机起伏，即所谓统计涨落。黑度的随机起伏，即所谓统计涨落。
噪声对缺陷检出的的影响：细节影像有可能在噪声中被淹没（图噪声对缺陷检出的的影响：细节影像有可能在噪声中被淹没（图
3-303-30）） 。。
信噪比的概念信噪比的概念::信号与噪声比值。信号与噪声比值。
缺陷或细节能识别条件：信噪比至少达缺陷或细节能识别条件：信噪比至少达3-53-5，，
梯噪比与信噪比梯噪比与信噪比
梯噪梯噪比比：：属于胶片特性，体现了胶片系统这一传递信息的载体对信号的属于胶片特性，体现了胶片系统这一传递信息的载体对信号的
放大能力和对噪声的抑制能力。放大能力和对噪声的抑制能力。
好的胶片系统应具有高梯度、低噪声和高梯噪比。好的胶片系统应具有高梯度、低噪声和高梯噪比。
输入信息的信噪比输入信息的信噪比
主因对比度主因对比度ΔΔI/II/I为输入信号与背景噪声之比；为输入信号与背景噪声之比；
缺陷处与其附近的辐射强度差值缺陷处与其附近的辐射强度差值ΔΔDD（（IpIp′′-Ip-Ip）可称为信号，透射射线强）可称为信号，透射射线强
度度II可称为背景可称为背景，，这个背景存在的不均匀性可称为背景噪声这个背景存在的不均匀性可称为背景噪声，，背景噪声背景噪声
可能是由辐射源的不均匀或散射线引起的可能是由辐射源的不均匀或散射线引起的，，也可能是由工件的几何不也可能是由工件的几何不
均匀或物理不均匀等引起的，均匀或物理不均匀等引起的，
主因对比度越高，也就是输入信息的信噪比越高，信息的质量越好。主因对比度越高，也就是输入信息的信噪比越高，信息的质量越好。
输出信息的信噪比输出信息的信噪比
输出信号与噪声幅度之比输出信号与噪声幅度之比==底片上缺陷影像的对比度与底片实际颗底片上缺陷影像的对比度与底片实际颗
粒度之比；粒度之比；
输出信号输出信号==缺陷影像的对比度；缺陷影像的对比度；
噪声噪声 ==底片实际颗粒度。底片实际颗粒度。
输入输入//输出信息的转换关系输出信息的转换关系
胶片将射线辐射转换为底片黑度，曝光量越大，转换获得的底片胶片将射线辐射转换为底片黑度，曝光量越大，转换获得的底片
黑度越高黑度越高。。在转换信息的同时还进行了放大在转换信息的同时还进行了放大，，放大程度取决于胶片梯放大程度取决于胶片梯
度。度。
胶片梯度不仅取决于胶片种类，还与黑度值有关。若底片黑度只胶片梯度不仅取决于胶片种类，还与黑度值有关。若底片黑度只
落在特性曲线趾部落在特性曲线趾部，，这里胶片梯度很小这里胶片梯度很小，，细节影像就会看不见细节影像就会看不见。。适当适当
增加曝光时间增加曝光时间，，增大底片黑度增大底片黑度，，即使用特性曲线中较陡的部分即使用特性曲线中较陡的部分，，便可便可
得到较高的胶片梯度和较高梯噪比。得到较高的胶片梯度和较高梯噪比。
梯噪比是胶片系统的特性指标梯噪比是胶片系统的特性指标
胶片系统对输入信息的放大并不区分信号与噪声，也就是说将输入胶片系统对输入信息的放大并不区分信号与噪声，也就是说将输入
信号与背景噪声一起放大信号与背景噪声一起放大，，不仅如此不仅如此，，在转换和放大过程中在转换和放大过程中，，还附加还附加
了新的噪声了新的噪声。。梯噪比体现了胶片系统这一传递信息的载体最重要特性梯噪比体现了胶片系统这一传递信息的载体最重要特性，，
即对信号的放大能力和对附加噪声的抑制能力即对信号的放大能力和对附加噪声的抑制能力。。梯噪比越高梯噪比越高，，意味着意味着
信号的放大能力越强且产生的附加噪声越少。信号的放大能力越强且产生的附加噪声越少。
输出信息的信噪比影响因素输出信息的信噪比影响因素
输出信息的信噪比，即底片上缺陷可识别性，首先取决于主因对比输出信息的信噪比，即底片上缺陷可识别性，首先取决于主因对比
度，又因为是射线照相以底片为载体输出的，所以还与梯噪比有关度，又因为是射线照相以底片为载体输出的，所以还与梯噪比有关。。
信噪比信噪比==主因对比度主因对比度××梯噪比梯噪比==主因对比度主因对比度××梯度梯度//噪声噪声==底片对比度底片对比度//噪声噪声。。
.信噪比与曝光量信噪比与曝光量
噪声（噪声（σσDD）正比于曝光量的平方根；）正比于曝光量的平方根；
信号正比于曝光量：信号正比于曝光量：
叠加效应对提高信噪比叠加效应对提高信噪比 的意义的意义
信号具有稳定的差异性，叠加导致差异增大较快；信号具有稳定的差异性，叠加导致差异增大较快；
噪声具有随机性，叠加导致差异增大较慢；噪声具有随机性，叠加导致差异增大较慢；
曝光量曝光量与信噪比关系与信噪比关系
曝光过程是大量光子多次迭加，随曝光时间延长，迭加结果是：噪曝光过程是大量光子多次迭加，随曝光时间延长，迭加结果是：噪
声增长缓慢，信号增长较快，信噪比提高。声增长缓慢，信号增长较快，信噪比提高。
胶片胶片 感光速度感光速度与与
梯噪比和信噪比的关系梯噪比和信噪比的关系
速度较慢的胶片与速度较快的胶片相比，得到相同的黑度需要吸收速度较慢的胶片与速度较快的胶片相比，得到相同的黑度需要吸收
更多的光子，因此其梯噪比和信噪比更高。更多的光子，因此其梯噪比和信噪比更高。
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