English
Главная / Статьи / Рентгенографический контроль импульсными аппаратами

Выбор экспозиции

Существенным моментом в рентгенографическом контроле является выбор экспозиции. Как и в практике контроля аппаратами непрерывного действия, решение этой задачи в рентгенографии импульсными аппаратами облегчается использованием номограмм экспозиции. Последние выглядят существенно проще, так как не содержат переменного параметра - напряжения на трубке.

Номограммы экспозиций приводятся в руководстве по эксплуатации на конкретную модель аппарата. В качестве примера на рис.1 приведена номограмма экспозиций аппарата АРИНА-5.

График номограмм представляет собой прямые в полулогарифмическом масштабе (вместо экспозиции по оси ординат отложен ее десятичный логарифм). Это является следствием экспоненциального закона ослабления рентгеновского излучения. Плотность потемнения снимков 1,5-1,8 ед. оптической плотности. Фокусное расстояние 300 мм. Просвечиваемый материал - сталь.

Можно указать целый ряд алгоритмов, позволяющих расширить сферу применения данных номограмм. Указанные ниже соотношения могут применяться при измерении экспозиции как в единицах времени, так и в импульсах.

 

1. Применение пленки и/или экрана, отличных от представленных на номограммах

В этом случае экспозицию легко пересчитать, зная чувствительность для обоих случаев (искомого и представленного на номограмме)

Tx = Tн * (Kн/Kx) ,

где: Tн и Tн- экспозиции для искомой и номограммной комбинации экран-пленка,
Кх и Кн - чувствительности (абсолютные в Р-1 или относительные) искомой и номограммной комбинации, соответственно.

 

Пример 1:

Определить экспозицию для контроля стали толщиной 10 мм с фокусного расстояния 300 мм на пленку Структурикс D8 со свинцовой фольгой.

Решение:

По номограмме определяем экспозицию для указанной толщины и фокусного расстояния для пленки Структурикс D7 - 60 с. Относительная чувствительность пленки Структурикс D8 со свинцовой фольгой составляет 1,5. По формуле  находим:
Tx=60 * (1/1,5) = 40 с.

 

2. Изменение плотности снимка

Если плотность снимка должна быть скорректирована в ту или иную сторону, следует пользоваться формулой:

Tx = Tн * 10ΔD/γ

где: ΔD - желаемое изменение плотности снимка,
γ - средний градиент или коэффициент контрастности пленки, указанный на ее упаковке или определенный по таблицам (1), (1).


Пример2:

Необходимая плотность потемнения снимка в условиях предыдущего примера D = 2,5.

Решение:

Плотность снимков для номограмм DH = 1,5, т.е. ΔD = 1,0.
Для пленки Структурикс D7 коэффициент γ = 5. Отсюда,
Tx = 60 * 101,0/5= 60 * 1,6 = 96 с.

Примечание: С достаточной для практики степенью точности можно принять, что для увеличения плотности снимка на 1 время экспозиции следует увеличивать в 2 раза.

 

3. Изменение фокусного расстояния

Если фокусное расстояние при съемке отлично от использованного при построении номограммы, пересчет может быть произведен по формуле:

Tx=Tн * (Fx/Fн)2,

где: Fx и Fн - новое и номограммное фокусные расстояния, соответственно.

Пример 3:

В условиях примера 1 фокусное расстояние при съемке составляет 500 мм.

Решение:

По номограмме определяем, что экспозиция при фокусном расстоянии 300 мм составляла 60 с.
Тогда:
Tx = 60 * (500 / 300)2 = 167 с.

 

4. Изменение толщины контролируемого объекта

При изменении толщины контролируемой стали пересчет осуществляется по формуле:

Tx = Tн exp (μΔd),

где Δd - увеличение (уменьшение) толщины, см; μ - коэффициент ослабления, см-1.

При практическом использовании этого алгоритма полезно иметь в виду, что увеличение толщины стали на 5 мм требует увеличения экспозиции в 2-2,5 раза (в зависимости от напряжения срабатывания разрядника-обострителя и типа аппарата), а увеличение толщины стали на 10 мм требует увеличения экспозиции в 4-5 раз.

 

5. Просвечивание материалов, отличных от стали

При просвечивании материалов, отличных от стали, экспозиция может быть пересчитана на величину разницы в коэффициентах ослабления μ контролируемого материала и стали. Для этого можно воспользоваться данными табл. 1

Таблица 1

Материал Фактор экспозиции Толщина, эквивалентная 10 мм стали, мм
алюминий 0,11-0,12 80-90
бетон 0,10-0,11 90-1000,5
вольфрам 20 0,5
медь 1,3-1,5 7-8
молибден 2,5-3 3-4
свинец 15 0,7
полиэтилен 0,04 250
титан 0,7-0,75 13-15

 

Для рентгенографирования изделий достаточно сложного или вовсе неизвестного состава определение экспозиции должно производиться экспериментальным путем.

Для облегчения решения задачи определения экспозиции можно использовать следующую методику. С помощью любого интегрального дозиметра ( т.е. измерителя дозы, а не мощности дозы), следует замерить дозу за объектом в месте расположения пленки за определенное время Тэ. Необходимое для просвечивания на пленку с чувствительностью К (Р-1) время (для плотности 1,85) приближенно рассчитывается по формуле:

T=2000Тэ/(K * I),

где: I - замеренное значение экспозиционной дозы за время ТЭ;