【正文】 時對比度為最大，偏離此比值越大對比度越小。 干涉條紋的對比度 對于兩列波得到的干涉條紋，其對比度定 (可見度 )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 －菲涅耳原理說明 利用惠更斯 －菲涅耳原理可以處理光的衍射問題。因此，理論上處理衍射問題與處理干涉問題相同。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，從波面各點到觀察屏某點的光線近似平行，故也稱為平行光束衍射。不均勻分布的 光強(qiáng)稱為衍射圖樣。 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，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。 在討論相對比度射線檢測技術(shù)時，一般把復(fù)數(shù)折射率表示為 ?? in ???1 實數(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、射線波長等相關(guān)。因此，介質(zhì)的介電常數(shù)必須采用復(fù)數(shù)形式，以同時反映外場與介質(zhì)中電場變化間的相位關(guān)系?？傊?， 相對比度成像技術(shù)受到了各個領(lǐng)域的廣泛重視。 目前，產(chǎn)生相對比度射線檢測圖像的方法可分為三類：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 (在線相對比度成像 )。但目前的相對比度射線檢測技術(shù)會受到物體對射線吸收的限制，因此，現(xiàn)在它主要應(yīng)用于弱吸收和薄 樣品的檢測。 與常規(guī)的射線檢測技術(shù)相比，相對比度射線檢測技術(shù)的突出特點是，它對于很小的吸收差可產(chǎn)生強(qiáng)度對比度，對于很小的細(xì)節(jié)，可通過衍射獲得這些細(xì)微結(jié)構(gòu)的圖像。 從波動角度，描述電磁輻射的主要參數(shù)中，還應(yīng)包括波的位相。 4 相對比度射線檢測技術(shù) 介紹 相對比度射線檢測技術(shù)概述 相對比度射線檢測技術(shù) (phase contrast radiography)，是不同于常規(guī)的射線檢測技術(shù)。 (2) 當(dāng)被檢驗工件的厚度較大時， CR 系統(tǒng)對缺陷的檢驗?zāi)芰梢赃_(dá)到膠片射線照相技術(shù)系統(tǒng)的能力。試驗的主要內(nèi)容是膠片射線照相檢驗技術(shù)與 CR 技術(shù)下列方面的對比試驗： (1) 像質(zhì)計靈敏度對比試驗； (2) 人工缺陷檢驗?zāi)芰Ρ仍囼灒? (3) 自然缺陷檢驗?zāi)芰Ρ仍囼灐? 對直接與無防護(hù)鉛屏接觸的 IP 板應(yīng)特別注意和鑒定人為缺陷。 10%。三個孔分布在平行掃描 (寬度 )方向的同一直線上，二孔相互距離至少為 10cm。試驗采用厚度為 的鋁板條，要求不同掃描線的強(qiáng)度偏差應(yīng)不超過在這些線中之一測定的噪聲強(qiáng)度。試驗采用 T 靶進(jìn)行二次透照，比較二次的圖像進(jìn)行評定。 從得到圖像的邊界評定激光束功能，邊界的圖像應(yīng)直且連續(xù)。 測量采用黃銅材料制做的“ T 靶”進(jìn)行。透照后，從讀出的圖像評定掃描的空間線性。如果系統(tǒng)的不清晰度未增加，允許 SNR 值超過初始值。 (4) 曝光量：曝光量應(yīng)保證，在最低增益時成像板系統(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：以線對可區(qū)分到不可分之間的位置確定； 第二種情況：以線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 為測得線對值的 1/2。 X 射線管應(yīng)是鎢靶、鈹窗、無預(yù)先濾波。雙絲像質(zhì)計的實物樣式見圖 12，部分線對卡的實物樣式見圖 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 CR 系統(tǒng)性能長期穩(wěn)定性鑒定的主要要求可歸納為表 8 所列的項目。如果圖像質(zhì)量仍低于膠片射線照相檢驗的圖像質(zhì)量，原因則是 IP 板的分辨力低于膠片， IP 板對散射線的敏感性與膠片不同。 SNRIPX 與 IIPX 的測定方法見附錄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 CR 圖像除了要求采用線型像質(zhì)計測定圖像質(zhì)量外 (采用 EN 462－ 1 像質(zhì)計、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 必要時，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。 散射線防護(hù) 主要的 控制要求為三個方面：準(zhǔn)直控制、濾波措施、背散射檢驗。主要規(guī)定如下。 (1) X 射線允許的最高管電壓 作出了基本與常規(guī)膠片射線照相檢驗相同的規(guī)定，即按照被檢驗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)膠片射線照相檢驗相同。 類似于膠片射線照相檢驗技術(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)級別 在 EN 14784－ 2： 2020 標(biāo)準(zhǔn)中，作出了類似于 EN 444： 1994 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，即 CR 技術(shù)也分成二級： A 級，基本技術(shù)； B 級：高級技術(shù) 存在比 B 級更高靈敏度的技術(shù)，其由合同雙方規(guī)定有關(guān)參數(shù)確定。與膠片射線照相檢驗技 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照射，通過掃描器讀出，直接獲得數(shù)字化的圖像。這方面的情況，可通過“線性尺” (見后文 )的圖像進(jìn)行評價。 ● 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器強(qiáng)度轉(zhuǎn)換的均勻性。 圖 9 掃描圖像讀出的基本過程 圖 10 CR 技術(shù)檢驗的主要過程 (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。 對于日常使用來說，主要是 IP 板影像衰退特性和影像擦除性能。 IP 板的時間響應(yīng) 特性描述的是， IP 板受到 X 射線或激光激發(fā)時，產(chǎn)生的發(fā)射熒光強(qiáng)度隨時間減弱的關(guān)系，見圖 7。 圖 4 IP 板的動態(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方面：分辨力、動態(tài)范圍、譜特性 (吸收譜、發(fā)射譜、激發(fā)譜 )、時間響應(yīng)特性、衰退特性。氟鹵化鋇 (二價銪激活 )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 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，就可將射線照相圖像轉(zhuǎn)化為可見的圖像。 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)明了可貯存射線圖像的熒光成像板。在對射線曝光時，由于照射量不同產(chǎn)生的放電不同，從而形成射線照相圖像。目前，它采用貯存熒光成像板 (Storage Phosphor Imaging Plate)完成射線照相檢驗。僅依據(jù)線型像質(zhì)計判定兩者的等價性，不可能給出正確的結(jié)論。 (2) 數(shù)字射線檢測技術(shù)與膠片射線照相技術(shù)對缺陷具有同等檢驗?zāi)芰栴}，明確地界定出對于某些材料 (工藝 )中的某些類型缺陷、在某種厚度范圍兩者具有同等檢驗?zāi)芰Α１M管數(shù)字射線技術(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，無論是對比度或者是空間分辨力，都達(dá)不到膠片射線照相技術(shù)系統(tǒng)的水平；對于細(xì)小裂紋的檢驗?zāi)芰Γ话阏f，與膠片照相技術(shù)還存在差距。 圖 1 射線檢測工作站示意圖 數(shù)字射線檢測技術(shù)基本狀況 1990 年英國前無損檢測學(xué)會主席 博士等在英國無損檢測雜志上發(fā)表文章，文章的題目是：“數(shù)字射線檢測方法評述”，評述了射線技術(shù)的各個方法，在結(jié)論部分提出了射線檢測技術(shù)進(jìn)入數(shù)字射線檢測技術(shù)時代的看法。 運用這些數(shù)字射線檢測技術(shù)，可以建立射線檢測技術(shù)工作站。間接數(shù)字化射線檢測技術(shù)是需要經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換獲得射線檢測圖像的射線檢測技術(shù)。如果使用縮寫“ DR”，則常是指直接數(shù)字化技術(shù)(direct radiography)。 在國外文獻(xiàn)中，對我們所說的“數(shù)字射線檢測技術(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”。 與其他無損檢測 技術(shù)比較， 射線 檢測 技術(shù) 具有的突出特點是： (1) 檢測結(jié)果顯示直觀，為評定檢測結(jié)果可提供客觀依據(jù)； (2) 檢測過程的質(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，為檢測結(jié)果的可靠性評定提供客觀依據(jù)。 簡單概括九十多年的研究情況，主要研究內(nèi)容大體可以分為四類：物理原理與技術(shù)理論 —— 基礎(chǔ)性重大問題；檢測系統(tǒng) —— 原理、技術(shù)實現(xiàn)和發(fā)展的關(guān)鍵問題之一；檢測技術(shù) —— 原理實現(xiàn)的重要問題； 應(yīng)用技術(shù) (工藝 )—— 般性應(yīng)用技術(shù)。 一．無損檢測技術(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 損探傷（ NDI）→無損檢測（ NDT）→無損評價（ NDE）→可靠性? ? 無損檢測技術(shù)進(jìn)展主要包括三個方面：首先，無損檢測技術(shù)正從一般的無損檢測向自動無損檢測和定量無損檢測發(fā)展，引入計算機(jī)和數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行檢測和分析數(shù)據(jù)，以減少人為因素的影響，提高檢測可靠性；其次，是發(fā)展微觀缺陷檢測技術(shù)、在線檢測技術(shù)和在役檢測技術(shù)；第三，是開展無損檢測新原理、新方法、新技術(shù)的探索研究。所謂的無損檢測是指在一定的時間和空間條件下，采用物理學(xué)或化學(xué)的某些手段以不損及檢測對象、將來使用和使用可靠性的方式，對材料或制件或此兩者進(jìn)行缺陷檢測、幾何特性測量、化學(xué)成份、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的評定，并進(jìn)而就材料或制件對特定應(yīng)用的適用性進(jìn)行評價的一門學(xué)科。 近些年來持續(xù)關(guān)注的技術(shù)方面是數(shù)字射線 RT 技術(shù) (主要是研究新的射線探測器或改進(jìn)探測器性能 )、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)、雙能射線檢測技術(shù) (Dual－ energy Radiography)、 T 射線檢測技術(shù)和一些新的方法等。 回顧我國的射線檢測技術(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)涉及過檢測技術(shù)，未發(fā)現(xiàn)完成過物理原理與技術(shù)理論的研究工作，也未見到創(chuàng)造性檢測系統(tǒng)的研究工作。 3 2．?dāng)?shù)字射線檢測技術(shù) 數(shù)字射線檢測技術(shù)概念 “數(shù)字射線檢測技術(shù)”是現(xiàn)在我國射線檢測技術(shù)中廣泛使用的一個術(shù)語，但對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檢測技術(shù)，而是一類射線檢測技術(shù) —— 可獲得數(shù)字化圖像的射線檢測技術(shù)，這應(yīng)是“數(shù)字射線檢測技術(shù)”的含義。它包括， CT 技術(shù)、康普頓散射成像技術(shù)、平板探測器實時成像技術(shù)、線陣探測器實時成像技術(shù)等。后數(shù)字化射線檢測技術(shù)，在進(jìn)行圖像數(shù)字化時，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 是這類工作站的一個示意圖，其顯示了三種不同的數(shù)字化方法，即平板探測器、 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；對于直接數(shù)字化系統(tǒng)中的非晶硒探測器， 在空間 頻率 不大于 4Lp/mm 時，可獲得可與膠片相比的對比度；而 CR 系統(tǒng)，只能在很低的空間 頻率 時才能獲得可與膠片相比的對比度。 從目前的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，這個問題的內(nèi)涵 應(yīng)包括三個方面： (1) 某種數(shù)字射線檢測技術(shù)級別 (如數(shù)字實時的 SA、 SB 級