本發(fā)明涉及的是一種γ射線檢測的曝光曲線計算方法，屬于無損檢測中的膠片射線檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

射線檢測是使用最為廣泛和普遍的一種射線檢測方法，也是一種最可靠的無損檢測手段，目前已廣泛應用于我國經(jīng)濟建設(shè)的各個領(lǐng)域，例如特種設(shè)備的制造檢測和在用檢測，以及機械、冶金、石油天然氣、化工、航空航天、船舶、鐵道、電力、核工業(yè)、兵器、煤炭、有色金屬、建筑等行業(yè)。

膠片射線檢測中底片的成影質(zhì)量完全決定了檢測的結(jié)果，為了得到較好的底片必須不斷的完善射線拍片工藝。γ射線的拍片工藝主要包括源種類、源活度、焦距、膠片、暗室處理等。

在實際生產(chǎn)過程中，現(xiàn)有曝光參數(shù)選擇的方法一般有兩種：a.普通曝光曲線法；b.專業(yè)計算器計算法。

a.普通曝光曲線法

普通曝光曲線的使用主要是通過查表和修正計算來實現(xiàn)的。查表的數(shù)據(jù)準確性不能得到保證，如查表主要是利用圖1所示的曝光曲線圖，曲線顯示在紙上，對應工件的厚度、查找到相應的曝光時間；查曲線都是手工行為，存在一定的偏差；曲線的縱坐標為對數(shù)刻度，因不是線性刻度，相應估計時間存在偏差，坐標越往上的時間越密集，查得的時間偏差越大。需要對查得的結(jié)果進行修正計算：根據(jù)源的種類、初始源活度、初始時間計算出當前源的活度，利用曝光因子公式對結(jié)果進行修正計算；實際使用的焦距和曲線中規(guī)定值往往不一致，這種情況也需要用到曝光因子公式對結(jié)果進行修正計算。

普通曝光曲線使用的局限性：

a)曲線為紙質(zhì)保存攜帶不便；

b)查詢結(jié)果存在不確定性；

c)需要進行修正計算，為拍片人員制造了困難；

d)整個查詢時間用時較多；

e)不便于推廣使用；

b.專業(yè)計算器計算法

拍片人員需要在如圖2所示的專業(yè)計算器中輸入源種類、初始日期、當前日期、初始源活度、實際透照厚度、實際焦距和期望底片黑度值等信息，每次選擇曝光參數(shù)時均需輸入上述信息，輸入過程較繁瑣。專用計算器，沒有考慮不同的膠片、暗室處理等對底片的影響，計算的結(jié)果與實際情況必然存在一定偏差，還需操作人員憑經(jīng)驗進行修正，一般通過改變期望底片黑度值的方法進行修正。

專業(yè)計算器計算法的局限性：

a)需要預先知道初始源活度、初始時間等信息；

b)計算結(jié)果必然存在偏差，需要憑實際工作經(jīng)驗進行修正；

c)操作較繁瑣，整個查詢時間用時較多；

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種查詢簡便、快捷，查詢結(jié)果準確，方便軟件化，便于推廣，適應范圍廣的γ射線檢測的曝光曲線計算方法。

本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，一種γ射線檢測的曝光曲線計算方法，所述曝光曲線計算方法是：

(一)基礎(chǔ)參數(shù)獲得；利用如下器材獲取基礎(chǔ)參數(shù)：所需制作曲線的γ射線發(fā)生器、裝有膠片的暗袋若干、射線用階梯試塊1塊、墊板(10mm厚為宜)1～3塊、卷尺1把、黑度計1臺；

獲取基礎(chǔ)參數(shù)的步驟：

a)采用較長時間t₁和較短時間t₂，焦距F₀固定，暗室處理過程全部固定，拍攝階梯試塊，獲得兩張不同時間的底片，用黑度計測定獲得透照厚度與對應黑度的兩個時間曝光下的數(shù)據(jù)，繪制兩張D-T曲線圖；

b)選定一基準黑度值(如3.0)，從D-T曲線圖中查出對應于該黑度的透照厚度，得到較長時間t₁和較短時間t₂曝光量對應的透照厚度值T₁、T₂；

(二)曝光曲線計算法理論推導；

類曝光曲線是基于射線的衰減公式及互易律公式繪制而成的，其中：

c)衰減公式I＝I₀e^(-μT)……………………④

I……透過工件后的射線強度I₀……初始射線強度

μ……衰減系數(shù)T……透照厚度

注：射線強度只與源活度關(guān)

d)互易律公式E＝t₁＝I₂t₂＝I₃t₃＝…………………………⑤

由④式和⑤式得，I₀t₁e^(-μT₁＇)＝I₀t₂e^(-μT₂)＝I₃t₃e^(-μT₃)……⑥

I₃……實際檢測時源強度

t₃……實際檢測時使用的曝光時間

T₃……實際檢測時射線的透照厚度

e)由⑥式得：μ＝ln(t₁/t₂)/(T₁-T₂)

t₃＝I₀t₁e^(μ(T₃-T₁))/I₃

＝I₀t₁e^(ln(t₁/t₂)(T₃-T₁)/(T₁-T₂))/I₃

＝I₀t₁(t₁/t₂)^((T₃-T₁)/(T₁-T₂))/I₃

或

t₃＝I₀t₂(t₁/t₂)^((T₃-T₂)/(T₁-T₂))/I₃

γ射線源活度衰減服從指數(shù)規(guī)律：N＝N₀e^(-λT)，

T……實際檢測距制作曝光曲線時經(jīng)過的時間，

N₀……制作曝光曲線時的原子核數(shù)目，

N……實際檢測時的原子核數(shù)目，

λ……γ射線源衰變常數(shù)，為已知條件，

I₀/I₃＝N₀/N＝e^(λT)

從而得t₃＝e^(λT)t₁(t₁/t₂)^((T₃-T₁)/(T₁-T₂))，

或

t₃＝e^(λT)t₂(t₁/t₂)^((T₃-T₂)/(T₁-T₂))，

作為優(yōu)選：本發(fā)明所述的曝光時間t₃使用曝光因子公式Ψ＝At/F²＝A₁t₁/F₁²＝A₂t₂/F₂²＝…….進行修正計算，以便消除實際檢測中實際使用的焦距F和制作曝光曲線時的焦距F₀不一致帶來的影響；修正后，

t₃＝F²e^(λT)t₁(t₁/t₂)^((T₃-T₁)/(T₁-T₂))/F₀²；

或

t₃＝F²e^(λT)t₂(t₁/t₂)^((T₃-T₂)/(T₁-T₂))/F₀²。

本發(fā)明具有查詢簡便、耗時極少，查詢結(jié)果準確，經(jīng)實際拍片過程中的使用，均能得到想要的黑度，方便軟件化，便于推廣，如可使用EXCEL軟件實現(xiàn)自動計算，可在手機中使用，可以適應各種場所等特點。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有曝光曲線圖。

圖2是專業(yè)計算器。

圖3是本發(fā)明所述的D-T曲線圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的介紹：本發(fā)明所述的一種γ射線檢測的曝光曲線計算方法，所述曝光曲線計算方法是：

(一)基礎(chǔ)參數(shù)獲得；利用如下器材獲取基礎(chǔ)參數(shù)：所需制作曲線的γ射線發(fā)生器、裝有膠片的暗袋若干、射線用階梯試塊1塊、墊板(10mm厚為宜)1～3塊、卷尺1把、黑度計1臺；

獲取基礎(chǔ)參數(shù)的步驟：

a)采用較長時間t₁和較短時間t₂，焦距F₀固定，暗室處理過程全部固定，拍攝階梯試塊，獲得兩張不同時間的底片，用黑度計測定獲得透照厚度與對應黑度的兩個時間曝光下的數(shù)據(jù)，繪制兩張D-T曲線圖，見圖2所示；

b)選定一基準黑度值(如3.0)，從D-T曲線圖中查出對應于該黑度的透照厚度，得到較長時間t₁和較短時間t₂曝光量對應的透照厚度值T₁、T₂；

(二)曝光曲線計算法理論推導；

曝光曲線是基于射線的衰減公式及互易律公式繪制而成的，其中：

c)衰減公式I＝I₀e^(-μT)……………………④

I……透過工件后的射線強度I₀……初始射線強度

μ……衰減系數(shù)T……透照厚度

注：射線強度只與源活度關(guān)，初始射線強度I₀即在制作曝光曲線時看做相同

d)互易律公式E＝t₁＝I₂t₂＝I₃t₃＝…………………………⑤

由④式和⑤式得，I₀t₁e^(-μT₁＇)＝I₀t₂e^(-μT₂)＝I₃t₃e^(-μT₃)……⑥

I₃……實際檢測時源強度

t₃……實際檢測時使用的曝光時間

T₃……實際檢測時射線的透照厚度

e)由⑥式得：μ＝ln(t₁/t₂)/(T₁-T₂)

t₃＝I₀t₁e^(μ(T₃-T₁))/I₃

＝I₀t₁e^(ln(t₁/t₂)(T₃-T₁)/(T₁-T₂))/I₃

＝I₀t₁(t₁/t₂)^((T₃-T₁)/(T₁-T₂))/I₃

或

t₃＝I₀t₂(t₁/t₂)^((T₃-T₂)/(T₁-T₂))/I₃

γ射線源活度衰減服從實數(shù)規(guī)律：N＝N₀e^(-λT)

T……實際檢測距制作曝光曲線時經(jīng)過的時間

N₀……制作曝光曲線時的原子核數(shù)目

N……實際檢測時的原子核數(shù)目

λ……γ射線源衰變常數(shù)，為已知條件

I₀/I₃＝N₀/N＝e^(λT)

從而得t₃＝e^(λT)t₁(t₁/t₂)^((T₃-T₁)/(T₁-T₂))

或

t₃＝e^(λT)t₂(t₁/t₂)^((T₃-T₂)/(T₁-T₂))

本發(fā)明所述的曝光時間t₃還可以使用曝光因子公式Ψ＝At/F²＝A₁t₁/F₁²＝A₂t₂/F₂²＝…….進行修正計算，以便消除實際檢測中實際使用的焦距F和制作曝光曲線時的焦距F₀不一致帶來的影響；修正后，

t₃＝F²e^(λT)t₁(t₁/t₂)^((T₃-T₁)/(T₁-T₂))/F₀²

或

t₃＝F²e^(λT)t₂(t₁/t₂)^((T₃-T₂)/(T₁-T₂))/F₀²

本發(fā)明可以方便的軟件化(如使用最常用的excel軟件)，便于拍片人員使用，指導各拍片工藝參數(shù)的設(shè)定，有望得到廣泛的運用，從而提高整個行業(yè)的拍片質(zhì)量。