X射线多元曝光参数经验公式

　　当需要对工件进行准确曝光时,通常需要用阶梯试块测定射线机参数,绘制曝光曲线。

　　实际工作中大多采用一些经验公式设置曝光参数,经验公式通常只有板厚与电压两个参数,当改变参数(如曝光量和黑度等)时,相应经验公式就不再适用,必须更换公式。为避免这种低效而繁琐的工作,必须要有一套包含板厚、电压和电流等多元参数的公式。

　　1　多元参数经验公式

　　德国人在赛福特X光机的随机曝光曲线上,曾有过一个与我国常见曲线不同的曝光曲线^{[1, 2]。}该曲线描述了管电压V与曝光量E、工件厚度T、黑度D和焦距f之间的关系。但该曲线同样不具有通用性,且绘制繁琐,对实现智能化意义不大。

　　笔者提出的多元参数公式采用曲线拟合原理,根据多条实际曲线得出的。该公式包含管电压与透照厚度、黑度、曝光量及焦距间的关系。

　　在采集了现有两张(或更多)底片的基本数据(或一张底片两个不同黑度部位的基本数据)后,即可得到与该射线机对应的点1和2的多元参数管电压V_¹和V_²公式:

　　式中　

　　ΔV———底片1的实际使用电压Vs与按式(1)计算出的两个V的差值修正值,可通过数学内差法求得。

　　对于同一工件的同一底片,点1和2需取两处黑度差较大的部位数值,如在焊缝工件中,平板中部的黑度D_¹与边缘焊缝部位的黑度D_²分别对应T_¹(厚度)和T_²。如此,上述公式中的分母项(T_²-T_¹)不会出现为0的情况。

　　选择正确的透照电压,是保证合适的底片黑度,取得合格底片的重要一环。

　　2　公式应用举例

　　例1:用某300 kV射线机透照厚度分别为14和26 mm的板件(增感前后屏厚度分别为0. 01 mm/0.03 mm)。14 mm试板的曝光量为4 mA·min,电压为165 kV; 26 mm试板的曝光量为10 mA·min,电压为189 kV;焦距均为600 mm,所得黑度均为2. 0。

　　计算可得4 mm板对应k^₁~k^₄分别为1. 15,1·12, 1. 13和1. 36。按式(1), (2)与透照参数可算出ΔV^₁=4. 79 kV; 26 mm板对应的k^₁~k^₄分别为1·74,1. 56, 1. 64和1. 36,所以ΔV2=28. 9 kV,可以得出该射线机电压V为

　　改变任意参数均可计算出所需电压值。某丹东X3005系列射线机的参考曝光曲线见图1。选择点1和2为初始曝光点,其参数分别为:T^₁=20 mm,E^₁=5 mA×2 min=10 mA·min,V^₁=200 kV,D=2,f=600 mm;T^₂=40 mm,E^₂=5 mA×3. 7 min=18. 5mA·min,V^₂=270 kV,D=2,f=600 mm。