Image
Image
image industrial radiography
Eyebrow
Blog

特性曲线(或密度曲线)说明了什么?



特性曲线(或密度曲线)说明了曝光量增加与对应密度的
关系。 曝光量 (E) 代表胶片乳剂上的辐射剂量。 它
是辐射强度 (Io) 和曝光时间 (t) 的乘积,因此:E = Io.t


不同曝光量和相应密度之间的比例关系通常并不是呈线性的,而是呈现对数关系,即密度 D 对应 log E。


该曲线是通过向胶片上的一系列连续区域施加不断增加的曝光所得到的,每次曝光都会按照特定系数进行递增(见例 2)。 在显影后,通过密度计测量密度 (D) 然后根据对应曝光量的对数值 (log E) 进行
绘制。 随后将得出的点以一条连续的线连接起来。 无需知道绝对值;可以使用相对值,当 X 射线强度不变时,
仅需要更改曝光时间即可。


射线照相乳剂的密度 (D) 不会随着曝光量 (E) 的改变而在整个密度范围内呈现线性变化,
而是会呈现出如图 2-7 所示的形状。 曲线 (a-b) 的下半部分
称为“趾部”,中间部分 (b-c) 称为“直线段”,
上半部分 (c-d) 称为“肩部”。


工业 X 射线胶片特性曲线的肩部对应高于 6 的密度。 由于这些密度超过了正常的胶片观察范围,因此
密度 D = 3.5 以上的曲线会显示为虚线。


值得注意的是,直线段 (b-c) 并不是真正的直线,而是稍稍延续了
曲线趾部的趋势。

密度曲线的梯度:密度曲线显示了胶片最重要的特性之一。 特性曲线上
任何一个定点的斜率都等同于这个点的切线
斜率。 该斜率(图 3-7 中的 a/b)称为“胶片梯度”GD、“胶片对比度”或
“胶片伽马值”。

平均梯度:如图 4-7 所示,特性曲线上两点之间的直线等同于这两点之间曲线线段的“平均梯度”。 该梯度 (GD) 是密度值 3.50 和 1.50 之间线段所有梯度的平均值,也是特定类型射线照相胶片的标准特性。


在所有胶片中(例如 D2 到 D8),当处于 D<5 的常规观看屏幕有效范围时,梯度 (a/b) 都会随着
密度的增加而上升。


不同类型的胶片是不一样的。 如果根据产生密度/梯度曲线的密度来绘制梯度 Gd 的值,
如图 5-7 所示,那么这就
清楚了。 胶片的感光度越高,梯度就越低,因此密度曲线
也就越平缓。


梯度越陡(对比度越大),就表示当辐射剂量相同时的密度差越大,而对比度也就越大,
因此缺陷检测能力就越出色。 如果需要高对比度,就必须使用密度尽可能高的射线照相,同时保持在
观看屏幕的有效密度范围内,以免影响胶片判读。


大部分的正确操作准则都要求将图像相关区域的密度限制在 2.0 到 3.0
之间。 表 1-7 展示了一般胶片随着密度值低于 3.0 而发生的
对比度损失。

在图 6-7 所示的一小段射线照相中,随着曝光时间的进行,
出现了 0.5 (B 减 A)的密度差。 如果此时使用相同类型的胶片
和相同的管电压,延长曝光时间,则密度差
会达到 0.9(D 减 C)。 因此,第二次射线照相的对比度更高。

显影条件对于密度曲线的影响:X 射线胶片的特性曲线不仅由乳剂特性决定,还会受到胶片显影方式的影响。 影响特性曲线的参数:显影时间、显影温度、显影剂浓度和搅拌方式。


例如,图 7-7 展示了显影时间对于速度(相对曝光因数)、
对比度和灰雾度的影响。 在最初的 4 分钟左右,
速度和对比度较低,但很快就随着显影时间发生了上升。


从 8 分钟开始,随着显影时间的进一步增加,本底灰雾度也发生了上升,
而对比度最终会下降。

尽管可以通过调整显影时间在一定程度上补偿与正确辐射曝光量的微小偏差,但显影时间通常是固定不变的。 手动显影的标准时间为 5 分钟。 显影罐中的显影剂类型、胶片搅动方式
以及温度也会影响到密度。 因此,整个显影过程最好实现标准化或自动化。 在大部分情况下,偏离
最佳显影条件会降低图像质量。

Image
Illustration of enhanced contrast at increasing density
Image
Curve for an industrial X-ray film
Image
Gradient of an X-ray film
Image
Contrast loss with reduced film density
Image
Gradient/density curves
Image
film characteristics at various developing times