X射線曝光曲線的教學(xué)探討

邢秀文 張國才 鄧建杰

摘要：展示了曝光用試塊新的使用方法;展示了用軟件擬合來制作曝光曲線的過程。通過軟件擬合，可以制作任意電壓或者任意時(shí)間的曝光曲線，從而減少膠片的使用，并且達(dá)到很好的效果。

關(guān)鍵詞：曝光曲線;擬合

一、引言

X射線檢測是最重要的無損檢測方法之一，是無損檢測教學(xué)的重要內(nèi)容。而射線機(jī)曝光曲線的使用不僅是重要的教學(xué)內(nèi)容，也是檢測工程師經(jīng)常查閱的圖表，其重要性不言而喻。

一臺新的射線機(jī)，或者是用過一段時(shí)間之后的射線機(jī)，亦或者是更換膠片拍攝，原則上都需要重新制作曝光曲線。筆者作為一名資歷尚淺的無損檢測教師，在此談一談對制作曝光曲線的一些看法，提出一些不同的方法，供同行批評指正。

二、曝光曲線的原理

三、曝光曲線的制作過程

1. 曝光時(shí)間

如果認(rèn)可曝光曲線是一條直線的結(jié)論，那么只需要兩個(gè)點(diǎn)就可以畫出一條直線。但是我們認(rèn)為任何實(shí)驗(yàn)都是有誤差的，所以應(yīng)該多做幾個(gè)點(diǎn)，用“擬合”的方法來畫出這條直線。所以，我們的做法是對每個(gè)固定的管電壓，取3個(gè)時(shí)間點(diǎn)：1分鐘、2分鐘、4分鐘。

2. 曝光電壓

我校的射線機(jī)為2505型，電壓范圍150-250kV。我們?nèi)≈禐?50、180、210、240 kV四個(gè)值，中間的跳躍比較大。

3. 實(shí)驗(yàn)用試塊

我校購買了兩個(gè)階梯試塊，臺階厚度為2、4、6……20毫米。但是在完全不知道曝光參數(shù)的情況下，我們無法確定用單個(gè)試塊是否會曝光過度，或者曝光不足。即便是配合平板鋼板，我們也不知道該增加多厚的鋼板。所以我采取的方案是采取兩個(gè)試塊疊加放置（圖1），使得試塊厚度從4毫米——40毫米都有覆蓋，這樣總能找到一個(gè)黑度合適的階梯。

4. 黑度設(shè)定

6. 尋找黑度2.5的鋼板厚度

在黑度2.5左右取4至5個(gè)臺階的黑度數(shù)據(jù)，以黑度D為自變量，板厚T為函數(shù)，擬合多項(xiàng)式

7. 制作初步曲線

四、曝光曲線的擬合擴(kuò)充

大家會發(fā)現(xiàn)，圖2中的曝光曲線的電壓跳躍太大，缺少許多電壓值的曲線。如果我們通過實(shí)驗(yàn)將所有電壓的曝光曲線都做出來，就需要消耗大量的人力物力。那么能否通過軟件擬合的方法來補(bǔ)充任意電壓值的曝光曲線呢？

找到系數(shù)，與管電壓的關(guān)系之后，令電壓V=150，160，170，…，250 kV，分別計(jì)算出它們的系數(shù)A，B，可以得到所有電壓的曝光曲線=A*lg（t）+，如圖3所示。在圖3中我們未經(jīng)驗(yàn)證的對時(shí)間進(jìn)行了延拓，最小延伸至0.8分鐘，最大延拓至10分鐘。該方法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以繪制任意電壓的曝光曲線。

六、遺留問題

對于等式（10）（11），我們發(fā)現(xiàn)，用2次、3次、4次多項(xiàng)式擬合，得到的曝光曲線有較大的差異。但是究竟哪一個(gè)更準(zhǔn)確，還沒有定論，有待進(jìn)一步去研究核實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張小海，鄔冠華. 射線檢測[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社. 2014.1

[2]夏紀(jì)真. 工業(yè)無損檢測技術(shù)（射線檢測）[M]. 中山大學(xué)出版社. 2014.2

[3]中國機(jī)械工程學(xué)會無損檢測分會編. 射線檢測[M].機(jī)械工業(yè)出版社. 2010.1