【正文】 ， Pb， ＞ 350～ 450kV W＜ 50 IP5 IP4 Pb， Pb， W≥ 50 IP5 IP4 Pb， Pb， γ： Yb－ 169； Tm－ 170 W＜ 5 IP5 IP3 Pb， Pb， W≥ 5 IP5 IP4 Pb， Pb， γ： Ir－ 192； Se－ 75 W＜ 50 IP5 IP4 Pb， Pb， W≥ 50 IP5 IP5 Pb， Pb， γ： Co－ 60 W＜ 100 IP5 IP4 Fe， ＋ Pb， Fe， ＋ Pb， W≥ 100 IP5 IP5 Fe， ＋ Pb， Fe， ＋ Pb， X：＞ 1MV W＜ 100 IP5 IP4 Fe， ＋ Pb， Fe， ＋ Pb， W≥ 100 IP5 IP5 Fe， ＋ Pb， Fe， ＋ Pb， 注： *可以采用更好類別的 IP 系統(tǒng)。由此，產(chǎn)生了其技術(shù)上與膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)的差異。 軟件 CR 系統(tǒng)的圖像軟件，控制掃描器的工作，完成圖像的讀出，并可對獲得的圖像進(jìn)行各種處理， 8 給出有關(guān)的數(shù)據(jù)。其可能產(chǎn)生的結(jié)果是，圖像上出現(xiàn)模糊、閃爍或 IP 板寬度方向上的不均勻現(xiàn)象。 ● 掃 描激光束功能：主要要求包括，激光束掃描線應(yīng)規(guī)整、激光束移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)、激光束信號強(qiáng)度和聚焦的變化。 IP 板掃描讀出器形成的圖像數(shù)據(jù)文件，可以在監(jiān)視器上觀察，也可以輸出或傳送。在掃描時(shí)，激光激發(fā) IP 板發(fā)射波長為 390nm 左右的熒光。 7 圖 7 IP 板的時(shí)間響應(yīng)特性 圖 8 IP 板的衰退特性 掃描器 (1) 掃描器工作的基本過程 IP 板貯存的圖像需要采用特殊的掃描器讀出。從圖中可見，激發(fā)后經(jīng)約 的時(shí)間，發(fā)射強(qiáng)度即降到初始強(qiáng)度的 1/e。 吸收譜特性給出的是采用不同能量射線照射時(shí)， IP 板吸收射線的情況，見圖 5。 (空間 )分辨力由熒光層的特性決定，與測定時(shí)的射線能量相關(guān)。 支持層常用聚酯樹脂類纖維膠制做。 圖 2 IP 板的結(jié)構(gòu)示意圖 圖 3 氟鹵化鋇的晶體結(jié)構(gòu) 保護(hù)層為非常薄的聚酯樹脂類纖維，保護(hù)熒光層不受外界的影響。 需要注意的是，系統(tǒng)分類不是對具體 IP 板的分類。 不同標(biāo)準(zhǔn)對 CR 系統(tǒng)的分類不同，表 1 列出的是歐洲標(biāo)準(zhǔn)和美國材料試驗(yàn)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的類別。它主要反映的是 CR 系統(tǒng)圖像的對比度靈敏度。 CR 系統(tǒng) CR 系統(tǒng)的組成與分類 CR 系統(tǒng)由 IP 板、 IP 板圖像讀出器 (掃描器 )、圖像讀出軟件組成。這些熒光物質(zhì)受到射線照射時(shí)，在較高能帶俘獲的電子形成光激發(fā)射熒光 中心 (PLC)。采用 IP 成像板完成射線照相檢驗(yàn)的技術(shù)，即是“ CR 技術(shù)”，這是一種新的非膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)。貯存熒光成像板，是在支持物上涂覆光激發(fā)射熒光物質(zhì) (Photostimulable Luminescence)， 構(gòu)成的光激發(fā)射熒光成像板，簡稱為 IP 成像板 (IP 板 )。施加帶有相反電荷的粉末，顯示所形成的射線照相圖像。 在過去的 30 多年里，研究了多種非膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)，大多數(shù)使用在醫(yī)療方面。就目前數(shù)字技術(shù)發(fā)展的情況，簡單地討論數(shù)字射線檢測技術(shù)代替膠片射線照相技術(shù)，反映的是，對兩種射線檢測技術(shù)的認(rèn)識都存在不足。 (3) 從理論和試驗(yàn)上給出明確的、方便的、實(shí)用的判定數(shù)字射線檢測技術(shù)與膠片射線照相技術(shù)等價(jià)的指標(biāo)。國外這方面的主要研究是集中在新的探測器。 4 數(shù)字 射線檢測技術(shù)與常規(guī)膠片射線照相技術(shù)比較，基本特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)范圍大。在檢驗(yàn)工作現(xiàn)場，完成圖像采集，并 將圖像傳輸?shù)焦ぷ髡局行?。它包括，圖像增強(qiáng)器實(shí)時(shí)成像技術(shù)、CR 技術(shù)等。 數(shù)字射線檢測技術(shù)體系 從數(shù)字射線檢測技術(shù)概念，可將目前的射線檢測技術(shù)分成三個(gè)部分：直接數(shù)字化射線檢測技術(shù)、間接數(shù)字化射線檢測技術(shù)、后數(shù)字化射線檢測技術(shù)。其表述的內(nèi)容是，由于計(jì)算機(jī)和探測器的發(fā)展，與傳統(tǒng)的膠片成像技術(shù)不同，可以建立獲得數(shù)字化圖像的射線檢測技術(shù)。 正是由于這些特殊的優(yōu)點(diǎn)，作為最早應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的無損檢測技術(shù)，至今仍是最重要 、 最廣泛應(yīng)用的無損檢測技術(shù)，特別是對于一些關(guān)系重大的工業(yè)部門和產(chǎn)品。 在射線檢測技術(shù)的發(fā)展中，一個(gè)值得注意的情況是，許多新的射線檢測技術(shù)是從其他領(lǐng)域 (特別是醫(yī)療領(lǐng)域 )開始研究，然后推廣到工業(yè)射線檢測領(lǐng)域。 一） RT技術(shù) 發(fā) 展 1．射線檢測技術(shù)發(fā)展概述 從 20 世紀(jì) 20 年代射線照相檢驗(yàn)技術(shù)進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用以來，射線檢測技術(shù)的發(fā)展已有近九十年的歷 史。 1 無損檢測技術(shù) 的發(fā)展 鞠 清 龍 2 無損檢測技術(shù)的發(fā)展 無損檢測是“全領(lǐng)域技術(shù)”，全領(lǐng)域可以從兩方面理解，①它的技術(shù)基礎(chǔ)，②它的服務(wù)對象。到現(xiàn)在，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域已形成了比較完整的射線無損檢測技術(shù)系統(tǒng)，它由三大部分技術(shù)組成： (1) 射線照相技術(shù) (Radiography)，包括膠片射線照相技術(shù)和 CR 技術(shù)； (2) 射線實(shí)時(shí)成像技術(shù) (Radioscopy)，主要技術(shù)系統(tǒng)三種，即由圖像增強(qiáng)器、平板探測器、線陣探測器構(gòu)成的射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)系統(tǒng)，此外還存在研究特殊的掃描源射線實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)系統(tǒng)和微焦點(diǎn)實(shí)時(shí)成像檢測技術(shù)系統(tǒng)； (3) 射線層析成像技術(shù) (Tomography)，主要技術(shù)是 CT 技術(shù)、康普頓散射成像技術(shù)。例如， CT 技術(shù)、 CR 技術(shù)是從醫(yī)療領(lǐng)域開始，多能技術(shù)現(xiàn)正在醫(yī)療領(lǐng)域研究， PCRT 技術(shù)現(xiàn)在主要是在生物等領(lǐng)域研究。其中某些技術(shù)可能是某些特殊結(jié)構(gòu) (例如，復(fù)雜多層結(jié)構(gòu) )目前唯一可以應(yīng)用的技術(shù)。在 最初，或許比較強(qiáng)調(diào)直接獲得數(shù)字化圖像，但現(xiàn)在，已演變成可獲得數(shù)字化圖像的技術(shù)。 直接數(shù)字化射線檢測技術(shù)是采用分立輻射探測器 實(shí)現(xiàn)射線圖像記錄的技術(shù)。后數(shù)字化射線檢測技術(shù)是對于膠片射線照相技術(shù)，需要時(shí)它可以采用掃描裝置將膠片記錄的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像。在工作站中心完成檢測后期工作，并可與其他工作站或有關(guān)部門聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)信息交換等。數(shù)字技術(shù)系統(tǒng)目前的空間分辨力基本狀況是： 直接數(shù)字化采用的探測器：可達(dá)到 6Lp/mm； CR 成像板：可達(dá)到 10Lp/mm； 圖像增強(qiáng)器：可達(dá)到 5Lp/mm； 膠片掃描器：可達(dá)到 10Lp/mm。 等價(jià)性問題的看法 所謂“等價(jià)性問題”，是指數(shù)字射線檢測技術(shù)與膠片射線照相技術(shù)的等價(jià)性問題。 研究等價(jià)性問題的出發(fā)點(diǎn)或基礎(chǔ)，是射線檢測的有關(guān)理論和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 3 CR 技術(shù)介紹 概述 CR 技術(shù) (Computed Radiography。 最早的是靜電干 板 射線照相檢驗(yàn)技術(shù) (Xeroradiography)。以后，對靜電干 板 射線照相檢驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)是，采用較厚的非晶硅層 (300～ 600μm)， 在對射線曝光后，采用測微電計(jì)、 用 130μm 寬的孔徑、以掃描的方式讀出所形成射線照相圖像。一種 IP 成像板是在支持板上涂一層銪激活的氟鹵化鋇，它可以在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)下貯存吸收的Ｘ射線能量，也即潛在的射線照相圖像。 關(guān)于 CR 技術(shù)，目前已制定的主要標(biāo)準(zhǔn)有 6 項(xiàng) [5]～ [10]。采用激光激發(fā)時(shí)， 光激發(fā)射熒光中心的電子將返回它們初始能級，并以發(fā)射可見光的形式輸出能量。 按照 CR 系統(tǒng)的主要性能，即信噪比 SNR 和基本空間分辨力 SR，可將 CR 系統(tǒng)分類。其相關(guān)于 CR 系統(tǒng)的性能，也與射線劑量相關(guān)。 表 1 IP 板的分類 EN 14784－ 1： 2020 ASTM E2446－ 05 最低信噪比值 SNR IP1/Y IP－特級 /Y 130 IP2/Y 117 IP3/Y 78 IP4/Y IP－Ⅰ /Y 65 IP5/Y IP－Ⅱ /Y 52 IP6/Y IP－Ⅲ /Y 43 IP 板類型的表示方式是： IPX/Y。 CR 系統(tǒng)的性能，相關(guān)于 IP 板的性能，也相關(guān)于采用的曝光條件、掃描器的類型和掃描參數(shù)。 熒光層采用特殊的熒光物質(zhì)，即光激發(fā)射熒光物質(zhì)構(gòu)成。它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)熒光 層免受外力損傷。熒光層是含有微量二價(jià)銪離子的氟鹵化鋇晶體，晶體的平均尺寸為 4～ 7μ m，晶體尺寸越大，分辨力越低，但光激發(fā)光現(xiàn)象越強(qiáng)。 發(fā)射譜特性給出的是在射線照射時(shí)， IP 板吸收射線發(fā)射熒光的譜分布，見圖 6。 IP 板的衰退特性描述的是， IP 板受到 X 射線照射后，以準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)貯存的Ｘ射線能量，也即形成的潛在射線照相圖像隨貯存時(shí)間增加而減弱的情況，見圖 8。 在 IP 板掃描讀出器中完成的基本過程如圖 9 所示。產(chǎn)生的熒光經(jīng)光導(dǎo)收集送入光電倍增器，轉(zhuǎn)換成模擬電信號，再經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換形成數(shù)字圖像文件。當(dāng)采用 100μm 的激光束掃描時(shí)，對 35cm 43cm 的成像板，讀出過程時(shí)間可以不超過1min。當(dāng)性能不良時(shí)，一個(gè)主要的后果是圖像上出現(xiàn)階梯狀圖像。這方面的情況，也可通過“ T 靶”的圖像進(jìn)行評價(jià)。例如，規(guī)定圖像讀出的的 像 素尺寸、采用的增益、給出圖像讀出強(qiáng)度值等，對圖像進(jìn)行對比度增強(qiáng)、直方圖統(tǒng)計(jì)等。 CR 技術(shù)的控制 按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對 CR 技術(shù)也需要與膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)一樣進(jìn)行控制。 **：對 (Fe＋ Pb)的組合屏，使用時(shí) Fe 屏應(yīng)位于 IP 板和 Pb 屏之間。 表 3 鋁與鋁合金、鈦與鈦合金應(yīng)選擇的 IP 系統(tǒng)與增感屏 射線源 IP 系統(tǒng)級別 * 增感屏的材料與厚度， mm A 級 B 級 前屏 后屏 X：＜ 50kV IP5 IP3 無 無 ＞ 50～ 150kV IP5 IP3 無 無 ＞ 150～ 250kV IP5 IP3 Pb， Pb， ＞ 250kV IP5 IP3 Pb， Pb， γ： Yb－ 169； Tm－ 170 IP5 IP3 Pb， Pb， γ： Se－ 75 IP5 IP3 Pb， Pb， 注： *可以采用更好類別的 IP 系統(tǒng)。透照厚度比的要求是 A 級，透照厚度比≤ ； B 級，透照厚度比≤ 有關(guān)讀出強(qiáng)度的規(guī)定則 類似于常規(guī)膠片射線照相檢驗(yàn)對底片黑度的規(guī)定。經(jīng)合同雙方同意，對 Ir－ 192 源厚度可降低至 10mm，對 Se－ 75 源厚度可降低至 5mm。也作出了類似常規(guī) 膠片射線照相檢驗(yàn)的下面規(guī)定： 如果 b 小于透照區(qū)公稱厚度的 倍，可以用透照區(qū)公稱厚度代替 b ； 在 A 級技術(shù)中，如果必須檢驗(yàn)平面型缺陷，則應(yīng)按 B 級確定 f ； 在對裂紋敏感性材料檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)采用比 B 級更靈敏的技術(shù)。 (2) 濾波措施 當(dāng)采用 Se－ 75 源、 Ir－ 192 源、 Co－ 60 源，或存在邊界散射時(shí)，應(yīng)在物體和暗盒間采用適當(dāng)厚度的鉛片吸收低能散射線。也是采用一個(gè)鉛質(zhì)的“ B”字，其厚度應(yīng)不小于 ，高度應(yīng)不小于 10mm，透照時(shí)貼放在暗盒后面。最小信噪比 SNR 和最小讀出強(qiáng)度 IIPX按采用的技術(shù)級別規(guī)定，見表 5。 表 7 CR 系統(tǒng)所需的最小讀出強(qiáng)度 CR 系統(tǒng) SNRmin IIPX， min 系統(tǒng)參數(shù) IP 特級 /140 130 106 全部增益 (2， 4， 6， 8)； 基本空間分辨力： 140μm； 掃描速度： 10μs/像 素 IPⅠ /140 65 106 IPⅡ /140 52 106 IPⅢ /140 43 106 關(guān)于最小讀出強(qiáng)度的規(guī)定，類 似于膠片射線照相檢驗(yàn)對底片黑度下限的規(guī)定，其作用也類似于膠片射線照相檢驗(yàn)對底片黑度下限的規(guī)定。 CR 系統(tǒng)性能穩(wěn)定性鑒定 CR 系統(tǒng)性能穩(wěn)定性鑒定的主要項(xiàng)目 在膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)中，必須保證 膠片本身的性能，必須控制暗室處理的質(zhì)量，這是保證射線照相檢驗(yàn)圖像質(zhì)量的重要方面。 12 表 8 CR 系統(tǒng)性能長期穩(wěn)定性鑒定要求 序號 測試項(xiàng)目 測試采用器件 測試作用 注 * 1 CR 系統(tǒng)：基本空間分辨力 雙絲像質(zhì)計(jì)測定 系統(tǒng)分辨力評定 B 楔型線對卡測定 系統(tǒng)分辨力評定 D 2 CR 系統(tǒng)： SNR 光闌分步法；階梯塊法 系統(tǒng)信噪比評定 3 掃描器：幾何畸變 高密度線性尺 評定掃描的非線性程度 I 4 掃描器：激光束功能 T 靶 評定掃描激光束穩(wěn)定性 A 5 掃描器：模糊或閃爍 評定探測器系轉(zhuǎn)換均勻性 A 6 掃描器：側(cè)滑 鋁板條 (厚： ) 評定輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性等 G 7 掃描器：陰影 三Φ 19 孔 (深度 ) 掃描束寬度方向穩(wěn)定性等 E 8 IP 板：擦除 擦除后殘留圖像程度 9 IP 板：缺陷 IP 板人為產(chǎn)生 的缺陷 *：各字母對應(yīng)于圖 2－ 10 中的各字母代表部分。直徑尺寸不小于 8mm，鉛箔條厚度為