新型双丝像质计设计

　　1　概述

　　目前,在射线照相检验和射线实时成像检测技术中,用于测定不清晰度的双丝像质计标准共有四个^[1-4]: BS 3971: 1980, EN 462-5: 1996, ASTME2002—1998(2003)和ISO 19232-5:2004。在这些标准中,对双丝像质计均给出了如图1所示的基本设计样式(BS 3971标准中还给出了矩形截面设计的ⅢB型双丝像质计设计),其基本单元是一对直径相等的丝,丝的间距等于丝的直径。

　　为了测定可能的不清晰度情况,所设计的双丝像质计需要包含多个不同直径的丝对。在上述标准中,目前都统一地规定了表1所示的丝对设计要求。从表1可以看到,为了测定较小的不清晰度,丝的直径必须小,并且需要采用贵重金属铂制作。为了能够测定较多的不清晰度值,双丝像质计需要含有较多的丝对。尽管如此,这种设计的双丝像质计可以测定的不清晰度值还是被限制在一些分立的值,如0.1,0.13,0.16 mm……等范围内。

　　2　双丝像质计测定不清晰度的依据

　　按目前双丝像质计标准的规定,测定不清晰度是采用不能区分为对的丝对中直径最大的丝对,所测定的不清晰度值为丝直径的2倍,即:

　　双丝像质计给出的以上确定不清晰度的公式,是基于不清晰度对对比度影响的基本理论。

　　射线照相检验技术的基本理论指出^[5],对于小的细节影像,不清晰度将影响对比度,其关系是

　　式中　U———射线检测总的不清晰度;

　　W———细节影像的宽度,且W

　　ΔD0———不清晰度为0时影像的对比度;

　　ΔD———不清晰度为U时影像的对比度。

　　图2为不清晰度曲线为直线时不清晰度值对矩形缝细节对比度的影响结果。对于非直线的不清晰度曲线,将得到同样的结果,只不过会变得更复杂。

　　从图2可以看到,当存在不清晰度时,一方面将使细节影像的对比度降低,另一方面将使细节影像的宽度增加。这个影响关系是双丝像质计测定不清晰度值的基础。为了简化,假定不清晰度曲线为直线,并以矩形缝的讨论代替对圆形截面丝的讨论。

　　图3显示,当透照二个矩形缝细节(间距等于矩形缝宽度)时,如果不清晰度为0,则将得到图4所示的图像。如果不清晰度为2倍的矩形缝宽度,则得出图5所示的图像。图5中,实线为不清晰度为0时的矩形缝影像,C^₀表示其对比度值,四条虚线为相应的不清晰度曲线,用①,②,③和④表示。

　　因不清晰度曲线为直线,为得到不清晰度为2倍矩形缝宽度时的图像,显然,只需确定图中A,B点的对比度值,即可对整个图像的变化作出判断。记A点的对比度值为C_^A,B点的对比度为C_^B。由于: