工业检测技术无损检测之射线

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1、无损检测技术——射线检测1原理2设备3新技术射线检测基本原理基本原理射线透过被测物体时，缺陷部位和正常部位对射线的吸收能力不同，因而透射过物体的射线强度不同。利用感光胶片检测投射光线的强弱，以提供被测物体缺陷的信息。X-射线生成X-射线生成阴极通入电流发热，产生电子流电子流被加在两极之间的高电压加速，撞向阳极靶，产生X射线。真空的作用——减小电子束飞行中的动能损失阳极靶（耐高温钨）的冷却射线本质X-射线是由于电子减速作用而产生的电磁辐射X-射线减速谱最小波长最大能量波长总辐射能量能量强度正比于管电

2、流、管电压和阳极材料原子序数管电压影响X-射线穿透能力取决于电子从阴极飞往阳极的速度，与管电压直接相关。管电压越高，辐射强度越高，波长越短。提高管电压，可提高射线管的转换效率管电流影响管电流决定飞往阳极电子流的大小。管电流增加，则X射线辐射强度在原有波长下相应增加。射线的衰减特性射线通过物体时，会造成能量的减弱，原因是物质对射线的吸收和散射。射线透过无缺陷物体强度：——衰减系数射线的衰减系数射线衰减主要原因：受物质对射线的吸收效应、散射效应以及电子对生成的影响。衰减系数＝吸收系数＋散射系数＋电子对

3、生成系数射线的吸收——光电效应原理：射线通过物体时，其光子与物体原子相互作用，光子被吸收，原子中的电子被释放出来，称为光电子。射线的吸收——电子对生成光子能量大于1.02MeV的射线（高能射线）通过物质时，除了产生光电效应外，还产生电子对，导致射线能量减弱。射线的散射——康普顿散射非弹性散射，非干涉散射光子和物质中的自由电子发生碰撞后，一部分能量传给电子，波长变长。电子被射出，而光子被散射。与物质的原子序数有关，轻原子的电子束缚较弱，散射强，而重原子（原子序数大）物质的散射较弱。射线的散射——汤姆

4、逊散射弹性散射，干涉散射光子和物质原子中束缚较紧的电子发生碰撞时，将与整个原子交换能量。因为原子质量比光子大很多，所以散射光的频率变化很小。４种衰减效应与光子能量关系射线透过无缺陷物体强度：射线透过缺陷强度：两者的强度比：射线检测原理物质的半值厚度半值厚度d1/2（或半衰减层）定义为射线强度衰减一半的物质厚度。用以直观描述射线的穿透力。由有不同物质的半值厚度光子能量（keV）半值厚度（mm）铝铁铜10015020030040015.118.621.124.727.72.44.56.08.09.41

5、.73.55.07.08.3X-射线检测技术X-射线检测系统的构成：X-射线管被检测物体感光部件感光部件——荧光屏适用于辐射能量小的情况。能量的增加会导致不清晰度的增加，X-射线对金属屏照射后产生电子流优点：快速、不用暗室、便宜原理：射线-光线-电子流-加速到阳极-缩小的图像感光部件——胶片结构：双面覆有AgBr（溴化银乳剂层）材料原理：在射线照射下，乳剂层主要成分溴化银因光化作用分解成银和溴，射线越强，分解银越多。经显影后形成可见的（黑色）金属银。定影-将未感光的溴化银粒子溶解掉。缺点：使用复杂

6、、价格高优点：精确检测、资料保留感光部件——底片的黑度反映底片的透光程度，定义为：I0原有可见光强度I透过底片的可见光强度D=11/10光线透过D=21/100光线透过提高黑度有利于增大有无缺陷部位的反差，从而提高照相灵敏度。底片黑度与曝光量的关系黑度曲线感光部件——增感屏作用：提高底片黑度分类：荧光增感屏和金属增感屏。原理：荧光增感屏荧光物质钨酸钙吸收X-射线并变成荧光，增加胶片的感光。金属增感屏X-射线对金属屏照射后产生电子流，增加胶片的感光。成像质量射线检测对被测工件内部缺陷的识别取决于底片

7、的成像质量。成像质量越高，缺陷越容易识别。成像质量-对比度和清晰度首先保证清晰度成像质量——对比度定义：两个不同黑度S1和S2之间的对比度定义为：对比度越大，对缺陷识别越清楚提高对比度的措施：弱射线金属（铅）增感屏高清晰度检测成像质量——内部不清晰度不清晰原因：内部不清晰度和几何不清晰度内部不清晰度Ui-光线散射原因，包括增感屏引起的散射。弱射线：零点几毫米强射线：几毫米成像质量——几何不清晰度成像质量——几何不清晰度定义几何不清晰度-影响因素小射线源，d↓大焦距，a↑问题：a越大，射线强度越低，

8、曝光时间越长，从而降低检测效率、散射线增加。减小被测工件与胶片之间距离，b↓此外：减小胶片颗粒度加重金属增感屏射线照相灵敏度指底片上所能发现的工件中沿射线穿透方向上最小缺陷的尺寸。不能反映工件厚度对透照质量的影响。绝对灵敏度相对灵敏度所能发现的工件中沿射线穿透方向上最小缺陷的尺寸与透照工件厚度的百分比。灵敏度测量方法-象质计金属丝象质计结构：塑料薄膜内包金属丝型号金属丝直径范围（mm）1号0.1-0.42号0.25-1.03号0.8-3.2使用方法放在工件靠近射线源一侧，能在底片上