【正文】 時(shí)對(duì)比度為最大，偏離此比值越大對(duì)比度越小。 干涉條紋的對(duì)比度 對(duì)于兩列波得到的干涉條紋，其對(duì)比度定 (可見(jiàn)度 )V 定義為 mMmM II IIV ??? 式中， MI 能觀察到的穩(wěn)定光強(qiáng)分布中的最大值， mI 能觀察到的穩(wěn)定光強(qiáng)分布中的最小值。 圖 14 楊氏雙縫干涉圖 圖 15 惠更斯 －菲涅耳原理說(shuō)明 利用惠更斯 －菲涅耳原理可以處理光的衍射問(wèn)題。因此，理論上處理衍射問(wèn)題與處理干涉問(wèn)題相同。由于衍射屏與光源和觀察屏的距離都應(yīng)處于很大的情況，從波面各點(diǎn)到觀察屏某點(diǎn)的光線(xiàn)近似平行，故也稱(chēng)為平行光束衍射。不均勻分布的 光強(qiáng)稱(chēng)為衍射圖樣。 干涉與衍射概念 干涉與衍射概念 光的干涉現(xiàn)象，是指兩束光或多束光在空間相遇時(shí)，在重疊區(qū)形成穩(wěn)定的強(qiáng)度 (強(qiáng)弱 )分布現(xiàn)象，圖 14 是楊氏雙縫干涉圖樣。 在討論相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)時(shí)，一般把復(fù)數(shù)折射率表示為 ?? in ???1 實(shí)數(shù)部分為 ???? 1n ， ? 是介質(zhì)的折射率與真空的折射率之差，其與介質(zhì)的原子序數(shù)、原子量、電子經(jīng)典半徑、射線(xiàn)波長(zhǎng)等相關(guān)。因此，介質(zhì)的介電常數(shù)必須采用復(fù)數(shù)形式，以同時(shí)反映外場(chǎng)與介質(zhì)中電場(chǎng)變化間的相位關(guān)系?？傊?相對(duì)比度成像技術(shù)受到了各個(gè)領(lǐng)域的廣泛重視。 目前，產(chǎn)生相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)圖像的方法可分為三類(lèi)：干涉成像、衍射增強(qiáng)成像、吸收與衍射增強(qiáng)相結(jié)合成像 (在線(xiàn)相對(duì)比度成像 )。但目前的相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)會(huì)受到物體對(duì)射線(xiàn)吸收的限制，因此，現(xiàn)在它主要應(yīng)用于弱吸收和薄 樣品的檢測(cè)。 與常規(guī)的射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)相比，相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)的突出特點(diǎn)是，它對(duì)于很小的吸收差可產(chǎn)生強(qiáng)度對(duì)比度，對(duì)于很小的細(xì)節(jié)，可通過(guò)衍射獲得這些細(xì)微結(jié)構(gòu)的圖像。 從波動(dòng)角度，描述電磁輻射的主要參數(shù)中，還應(yīng)包括波的位相。 4 相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù) 介紹 相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)概述 相對(duì)比度射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù) (phase contrast radiography)，是不同于常規(guī)的射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)。 (2) 當(dāng)被檢驗(yàn)工件的厚度較大時(shí)， CR 系統(tǒng)對(duì)缺陷的檢驗(yàn)?zāi)芰梢赃_(dá)到膠片射線(xiàn)照相技術(shù)系統(tǒng)的能力。試驗(yàn)的主要內(nèi)容是膠片射線(xiàn)照相檢驗(yàn)技術(shù)與 CR 技術(shù)下列方面的對(duì)比試驗(yàn)： (1) 像質(zhì)計(jì)靈敏度對(duì)比試驗(yàn)； (2) 人工缺陷檢驗(yàn)?zāi)芰?duì)比試驗(yàn)； (3) 自然缺陷檢驗(yàn)?zāi)芰?duì)比試驗(yàn)。 對(duì)直接與無(wú)防護(hù)鉛屏接觸的 IP 板應(yīng)特別注意和鑒定人為缺陷。 10%。三個(gè)孔分布在平行掃描 (寬度 )方向的同一直線(xiàn)上，二孔相互距離至少為 10cm。試驗(yàn)采用厚度為 的鋁板條，要求不同掃描線(xiàn)的強(qiáng)度偏差應(yīng)不超過(guò)在這些線(xiàn)中之一測(cè)定的噪聲強(qiáng)度。試驗(yàn)采用 T 靶進(jìn)行二次透照，比較二次的圖像進(jìn)行評(píng)定。 從得到圖像的邊界評(píng)定激光束功能，邊界的圖像應(yīng)直且連續(xù)。 測(cè)量采用黃銅材料制做的“ T 靶”進(jìn)行。透照后，從讀出的圖像評(píng)定掃描的空間線(xiàn)性。如果系統(tǒng)的不清晰度未增加，允許 SNR 值超過(guò)初始值。 (4) 曝光量：曝光量應(yīng)保證，在最低增益時(shí)成像板系統(tǒng)讀出強(qiáng)度可達(dá)到其最大可能讀出強(qiáng)度的90%。 (2) 焦距：焦距應(yīng)不小于 1m，在暗盒后面至少 1m 內(nèi)無(wú)任何物體 (包括鉛板 )。讀數(shù)方法分為兩種情況： 第一種情況：以線(xiàn)對(duì)可區(qū)分到不可分之間的位置確定； 第二種情況：以線(xiàn)條減少一條或多條的位置確定 讀數(shù)的單位均為 Lp/mm，基本空間分辨力 SR 為測(cè)得線(xiàn)對(duì)值的 1/2。 X 射線(xiàn)管應(yīng)是鎢靶、鈹窗、無(wú)預(yù)先濾波。雙絲像質(zhì)計(jì)的實(shí)物樣式見(jiàn)圖 12，部分線(xiàn)對(duì)卡的實(shí)物樣式見(jiàn)圖 13。圖中各部分的具體結(jié)構(gòu)或要求如下。 按照 ASTM E2446－ 05 標(biāo)準(zhǔn)和 EN 14784－ 1:2020 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，對(duì) CR 系統(tǒng)性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性鑒定的主要要求可歸納為表 8 所列的項(xiàng)目。如果圖像質(zhì)量仍低于膠片射線(xiàn)照相檢驗(yàn)的圖像質(zhì)量，原因則是 IP 板的分辨力低于膠片， IP 板對(duì)散射線(xiàn)的敏感性與膠片不同。 SNRIPX 與 IIPX 的測(cè)定方法見(jiàn)附錄Ⅰ 。 CR 圖像質(zhì)量 目前，在有關(guān) CR 技術(shù)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì) CR 圖像除了要求采用線(xiàn)型像質(zhì)計(jì)測(cè)定圖像質(zhì)量外 (采用 EN 462－ 1 像質(zhì)計(jì)、按 EN 462－ 3 要求圖像質(zhì)量值 )，其他的主要要求是圖像的最大不清晰度、像 素尺寸、最小信噪比 SNR、最小讀出強(qiáng)度 IIPX。 (3) 背散射防護(hù)與檢驗(yàn) 必要時(shí)，應(yīng)采用厚度不小于 1mm 的鉛或厚度不小于 的錫板，放置在暗盒后面，防護(hù)背散射。 散射線(xiàn)防護(hù) 主要的 控制要求為三個(gè)方面：準(zhǔn)直控制、濾波措施、背散射檢驗(yàn)。主要規(guī)定如下。 (1) X 射線(xiàn)允許的最高管電壓 作出了基本與常規(guī)膠片射線(xiàn)照相檢驗(yàn)相同的規(guī)定，即按照被檢驗(yàn)材料與厚度限定了允許使用的最高管電壓?；镜目刂埔笠才c常規(guī)膠片射線(xiàn)照相檢驗(yàn)相同。 類(lèi)似于膠片射線(xiàn)照相檢驗(yàn)技術(shù)中膠片的選擇，在 CR 技術(shù)中應(yīng)正確選用 IP 板系統(tǒng)。 CR 技術(shù)級(jí)別 在 EN 14784－ 2： 2020 標(biāo)準(zhǔn)中，作出了類(lèi)似于 EN 444： 1994 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，即 CR 技術(shù)也分成二級(jí)： A 級(jí)，基本技術(shù)； B 級(jí)：高級(jí)技術(shù) 存在比 B 級(jí)更高靈敏度的技術(shù)，其由合同雙方規(guī)定有關(guān)參數(shù)確定。與膠片射線(xiàn)照相檢驗(yàn)技 術(shù)比較， CR 技術(shù)的主要不同是，采用貯存熒光成像板代替膠片接受射線(xiàn)照射，通過(guò)掃描器讀出，直接獲得數(shù)字化的圖像。這方面的情況，可通過(guò)“線(xiàn)性尺” (見(jiàn)后文 )的圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。 ● 圖像拾取部分功能：主要要求包括，光導(dǎo)與光電倍增器安裝的正確性和光探測(cè)器強(qiáng)度轉(zhuǎn)換的均勻性。 圖 9 掃描圖像讀出的基本過(guò)程 圖 10 CR 技術(shù)檢驗(yàn)的主要過(guò)程 (2) 掃描器的主要性能 為了正確良好地完成 IP 板上圖像的掃描讀出，對(duì)掃描器本身的性能有一系列要求，主要的是下列方面。數(shù)字圖像軟件系統(tǒng)對(duì)形成的數(shù)字圖像文件，可以進(jìn)行圖像處理，改善圖像質(zhì)量。掃描激光束的尺寸按圖像質(zhì)量要求選擇，經(jīng)常選擇的是 100μm 或 50μm。 對(duì)于日常使用來(lái)說(shuō)，主要是 IP 板影像衰退特性和影像擦除性能。 IP 板的時(shí)間響應(yīng) 特性描述的是， IP 板受到 X 射線(xiàn)或激光激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生的發(fā)射熒光強(qiáng)度隨時(shí)間減弱的關(guān)系，見(jiàn)圖 7。 圖 4 IP 板的動(dòng)態(tài)特性 圖 5 IP 板的吸收特性 圖 6 IP 板的譜特性 IP 板的譜特性可以分為吸收譜特性、發(fā)射譜特性和激發(fā)譜特性。 (2) IP 板的特性 從一般的理論考慮， IP 板的主要特性可分為下列個(gè)方面：分辨力、動(dòng)態(tài)范圍、譜特性 (吸收譜、發(fā)射譜、激發(fā)譜 )、時(shí)間響應(yīng)特性、衰退特性。氟鹵化鋇 (二價(jià)銪激活 )熒光物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)如圖 3。 IP 板的結(jié)構(gòu)與性能 (1) IP 板結(jié)構(gòu) 6 IP 板的基本結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，其主要由保護(hù)層、熒光層、支持層、背襯層構(gòu)成。 例如， IPⅡ /100，表示的是： 為Ⅱ類(lèi)系統(tǒng)，系統(tǒng)最低的規(guī)格化信噪比不小于 52，系統(tǒng)最大的基本空間分辨力為 100μ m。也可定義為 CR 系統(tǒng)調(diào)制傳遞函數(shù) (MTF)調(diào)制度為 20%時(shí)的空間 頻率 值倒數(shù)的 1/2，即 (EN 14784－ 1 第 條 ) 2021MTFSR? 基本空間分辨力 值可作為 CR 系統(tǒng)的有效 像 素尺寸 (見(jiàn) EN 14784－ 1， 條 )。其 與 CR 系統(tǒng)的性能相關(guān)，也與照射劑量相關(guān)。這樣，當(dāng)激光束掃描貯存熒光成像板時(shí)，就可將射線(xiàn)照相圖像轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)的圖像。 CR 技術(shù)原理 采用貯存熒光成像板的 CR 技術(shù)，是基于某些熒光發(fā)射物質(zhì)，具有保留潛在圖像信息的能力。使用后可用光去除圖像，這樣一來(lái)成像板可重新使用。 約在 20 世紀(jì)七十年代中期，發(fā)明了可貯存射線(xiàn)圖像的熒光成像板。在對(duì)射線(xiàn)曝光時(shí)，由于照射量不同產(chǎn)生的放電不同，從而形成射線(xiàn)照相圖像。目前，它采用貯存熒光成像板 (Storage Phosphor Imaging Plate)完成射線(xiàn)照相檢驗(yàn)。僅依據(jù)線(xiàn)型像質(zhì)計(jì)判定兩者的等價(jià)性，不可能給出正確的結(jié)論。 (2) 數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)與膠片射線(xiàn)照相技術(shù)對(duì)缺陷具有同等檢驗(yàn)?zāi)芰?wèn)題，明確地界定出對(duì)于某些材料 (工藝 )中的某些類(lèi)型缺陷、在某種厚度范圍兩者具有同等檢驗(yàn)?zāi)芰?。盡管數(shù)字射線(xiàn)技術(shù)在不斷發(fā)展，但到目前達(dá)到的基本狀況是，作為系統(tǒng)性能，無(wú)論是對(duì)比度或者是空間分辨力，都達(dá)不到膠片射線(xiàn)照相技術(shù)系統(tǒng)的水平；對(duì)于細(xì)小裂紋的檢驗(yàn)?zāi)芰?，一般說(shuō)，與膠片照相技術(shù)還存在差距。 圖 1 射線(xiàn)檢測(cè)工作站示意圖 數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)基本狀況 1990 年英國(guó)前無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)主席 博士等在英國(guó)無(wú)損檢測(cè)雜志上發(fā)表文章，文章的題目是：“數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)方法評(píng)述”，評(píng)述了射線(xiàn)技術(shù)的各個(gè)方法，在結(jié)論部分提出了射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)時(shí)代的看法。 運(yùn)用這些數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，可以建立射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)工作站。間接數(shù)字化射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)是需要經(jīng)過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換獲得射線(xiàn)檢測(cè)圖像的射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)。如果使用縮寫(xiě)“ DR”，則常是指直接數(shù)字化技術(shù)(direct radiography)。 在國(guó)外文獻(xiàn)中，對(duì)我們所說(shuō)的“數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)”使用的是“ digital imaging in radiology”、“ digital imaging”、 “ digital radiography”，現(xiàn)在，較多使用的則是“ digital radiography”。 與其他無(wú)損檢測(cè) 技術(shù)比較， 射線(xiàn) 檢測(cè) 技術(shù) 具有的突出特點(diǎn)是： (1) 檢測(cè)結(jié)果顯示直觀，為評(píng)定檢測(cè)結(jié)果可提供客觀依據(jù)； (2) 檢測(cè)過(guò)程的質(zhì)量 (工作質(zhì)量、技術(shù)狀況、設(shè)備器材質(zhì)量 )可自我監(jiān)測(cè)，為檢測(cè)結(jié)果的可靠性評(píng)定提供客觀依據(jù)。 簡(jiǎn)單概括九十多年的研究情況，主要研究?jī)?nèi)容大體可以分為四類(lèi)：物理原理與技術(shù)理論 —— 基礎(chǔ)性重大問(wèn)題；檢測(cè)系統(tǒng) —— 原理、技術(shù)實(shí)現(xiàn)和發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題之一；檢測(cè)技術(shù) —— 原理實(shí)現(xiàn)的重要問(wèn)題； 應(yīng)用技術(shù) (工藝 )—— 般性應(yīng)用技術(shù)。 一．無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展 由于其全領(lǐng)域因而發(fā)展很快，從總的方向是從無(wú) 損探傷（ NDI）→無(wú)損檢測(cè)（ NDT）→無(wú)損評(píng)價(jià)（ NDE）→可靠性? ? 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)進(jìn)展主要包括三個(gè)方面：首先，無(wú)損檢測(cè)技術(shù)正從一般的無(wú)損檢測(cè)向自動(dòng)無(wú)損檢測(cè)和定量無(wú)損檢測(cè)發(fā)展，引入計(jì)算機(jī)和數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)和分析數(shù)據(jù)，以減少人為因素的影響，提高檢測(cè)可靠性；其次，是發(fā)展微觀缺陷檢測(cè)技術(shù)、在線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)和在役檢測(cè)技術(shù)；第三，是開(kāi)展無(wú)損檢測(cè)新原理、新方法、新技術(shù)的探索研究。所謂的無(wú)損檢測(cè)是指在一定的時(shí)間和空間條件下，采用物理學(xué)或化學(xué)的某些手段以不損及檢測(cè)對(duì)象、將來(lái)使用和使用可靠性的方式，對(duì)材料或制件或此兩者進(jìn)行缺陷檢測(cè)、幾何特性測(cè)量、化學(xué)成份、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的評(píng)定，并進(jìn)而就材料或制件對(duì)特定應(yīng)用的適用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的一門(mén)學(xué)科。 近些年來(lái)持續(xù)關(guān)注的技術(shù)方面是數(shù)字射線(xiàn) RT 技術(shù) (主要是研究新的射線(xiàn)探測(cè)器或改進(jìn)探測(cè)器性能 )、中子 RT 技術(shù)、 CR 技術(shù)、 CT 技術(shù)等，出現(xiàn)的主要的新的研究論題是 PCRT 技術(shù) (Phase contrast radiography)、雙能射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù) (Dual－ energy Radiography)、 T 射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)和一些新的方法等。 回顧我國(guó)的射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)研究，則只能令人遺憾地看到，所從事的研究工作主要集中在應(yīng)用工藝方面，很少數(shù)涉及過(guò)檢測(cè)技術(shù)，未發(fā)現(xiàn)完成過(guò)物理原理與技術(shù)理論的研究工作，也未見(jiàn)到創(chuàng)造性檢測(cè)系統(tǒng)的研究工作。 3 2．?dāng)?shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù) 數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)概念 “數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)”是現(xiàn)在我國(guó)射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)中廣泛使用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，但對(duì)其含義不同人有不同理解，其中可能存在著模糊或不恰當(dāng)?shù)睦斫狻＜?，它不是特定的某種射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，而是一類(lèi)射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù) —— 可獲得數(shù)字化圖像的射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，這應(yīng)是“數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)”的含義。它包括， CT 技術(shù)、康普頓散射成像技術(shù)、平板探測(cè)器實(shí)時(shí)成像技術(shù)、線(xiàn)陣探測(cè)器實(shí)時(shí)成像技術(shù)等。后數(shù)字化射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)，在進(jìn)行圖像數(shù)字化時(shí)，存在損失膠片上記錄的某些微小細(xì)節(jié)信息的可能。圖 1 是這類(lèi)工作站的一個(gè)示意圖，其顯示了三種不同的數(shù)字化方法，即平板探測(cè)器、 IP 板讀出器、底片掃描器。 從一些文獻(xiàn)給出的結(jié)果，關(guān)于 EPS 靈敏度，直接數(shù)字化系統(tǒng)中的非晶硒探測(cè)器，可在遠(yuǎn)低于膠片曝光量的情況下獲得可與中顆粒膠片相比的靈敏度，而 IP 板等熒光物質(zhì)只能達(dá)到近似粗顆粒膠片的水平；對(duì)于直接數(shù)字化系統(tǒng)中的非晶硒探測(cè)器， 在空間 頻率 不大于 4Lp/mm 時(shí)，可獲得可與膠片相比的對(duì)比度；而 CR 系統(tǒng)，只能在很低的空間 頻率 時(shí)才能獲得可與膠片相比的對(duì)比度。 從目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，這個(gè)問(wèn)題的內(nèi)涵 應(yīng)包括三個(gè)方面： (1) 某種數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)級(jí)別 (如數(shù)字實(shí)時(shí)的 SA、 SB 級(jí)