孫朝明 湯光平 李 強 王增勇

（中國工程物理研究院 機械制造工藝研究所 綿陽 621900）

X射線源焦點尺寸的測試與對比分析

孫朝明 湯光平 李 強 王增勇

（中國工程物理研究院 機械制造工藝研究所 綿陽 621900）

射線源焦點的大小與形狀對射線檢測圖像質(zhì)量有重要的影響，但在射線檢測中卻很少對射線源焦點進行實測，這不利于準(zhǔn)確控制射線檢測圖像質(zhì)量。對射線源焦點的測量方法進行對比試驗分析，以獲得對射線源焦點進行評估的有效便捷方法。分別應(yīng)用小孔成像板、星形測試卡、雙線型像質(zhì)計(Image quality indicator, IQI)等測試體，對工業(yè)應(yīng)用的便攜式X射線機進行了焦點尺寸測量。用星形測試卡、雙線型像質(zhì)計所測算的焦點尺寸一致性較好，但較之小孔成像的測量結(jié)果卻存在較大偏差。實際檢測時射線機焦點大小可能與標(biāo)稱值明顯不同，有必要對射線焦點特性進行及時評價；雙線型像質(zhì)計可一定程度上代替星形測試卡的使用，便捷地實現(xiàn)圖像不清晰度的測量、射線源焦點尺寸的評估。

焦點，尺寸測量，小孔成像，星形測試卡，雙線型像質(zhì)計

對比靈敏度、空間分辨力是衡量射線檢測圖像優(yōu)劣的兩大重要指標(biāo)。射線源特性對射線檢測圖像質(zhì)量有重要的影響，射線線質(zhì)軟硬的程度影響到圖像的對比靈敏度，射線源的焦點尺寸則影響圖像的空間分辨能力。射線源不可能為理想的一個點，而是具有一定尺寸，因此會在圖像中造成半影。為避免半影對圖像清晰度所帶來的不利影響，可盡量采用小焦點的射線源。

在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域，選用X射線源時需要在功率高低、焦點大小兩指標(biāo)間進行綜合考慮[1]，不能片面追求小的焦點。通常X射線源由陰極燈絲、陽極靶以及真空室構(gòu)成。當(dāng)陰極燈絲通電加熱后，在射線管兩端高壓的作用下，燈絲發(fā)射的電子轟擊陽極靶，電子的動能轉(zhuǎn)換為X射線和熱能。射線源焦點變小將會使陽極靶單位面積上接收更多的熱能，導(dǎo)致陽極靶散熱負荷增大，射線源的功率也因此會受到限制。而射線源功率較低，將不利于射線成像的檢測效率。

對射線成像過程分析可知，受射線源焦點大小影響，物體上的一個點將在結(jié)果圖像上成為一個彌散斑，從而降低圖像質(zhì)量。為有效保障射線檢測圖像質(zhì)量，應(yīng)對射線源焦點大小進行測量，在此基礎(chǔ)上對檢測工藝參數(shù)進行優(yōu)化選取，或采用合適的成像方法[2]、建立合適的數(shù)學(xué)模型[3-4]對檢測圖像進行修正、圖像恢復(fù)，可增強檢測圖像的細節(jié)分辨能力。雖然目前國家已建立了測量射線源焦點尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，但受制于測試工具[5]的限制，射線源焦點的測量還存在不小的難度。如不能準(zhǔn)確獲知射線源的焦點特性，則難以進一步研究對射線檢測圖像質(zhì)量進行準(zhǔn)確控制或建立增強方法。

1 星形測試卡測試射線源焦點尺寸的原理

測量射線源焦點尺寸有多種方法[6-8]，如掃描法、針孔成像法、計算法等。使用星形測試卡能夠獲得射線源焦點兩個方向上的空間分辨能力，其結(jié)果可用于焦點尺寸的計算。等同采用國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC60336:2005的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY/T0063-2007《醫(yī)用電氣設(shè)備 醫(yī)用診斷X射線管組件焦點特性》中，規(guī)定了星形測試卡的規(guī)格尺寸、測試布置、測試參數(shù)等。

通常平行排列的分辨力測試卡，每組金屬線對應(yīng)于固定的分辨力；而星形測試卡中，金屬線所對應(yīng)的分辨力沿徑向是連續(xù)變化的。所謂線對，由一根線條及與其寬度相等的相鄰間距組成。

某星形測試卡楔形金屬線圓周方向上角度為2°，則測試卡一周分布有90根金屬線；對于某一直徑D，對應(yīng)的分辨力為：

式中，Rs為圖像細節(jié)分辨力，LP·mm-1；D為圓周直徑，mm。

在圖像中，可識別的細節(jié)分辨力表明此時可剛好將線條與相鄰的間距分開，它表征的是圖像的清晰程度。從另一方面來講，由于模糊效應(yīng)而剛好使線條與相鄰的間距無法區(qū)分，可用圖像不清晰度來表示。如圖1所示，在特定的透照布置下，測試卡中等間距排列的相鄰金屬線在成像介質(zhì)上的透射影像混疊在一起而無法區(qū)分。

圖1 特定透照布置下的影像混疊Fig.1 Image overlapping at certain radiographic testing configuration.

射線成像系統(tǒng)中，由于射線源焦點尺寸的影響，將使透照圖像影像產(chǎn)生一定寬度的模糊半影，半影的寬度稱為幾何不清晰度。如圖1所示，幾何不清晰度與射線透照布置參數(shù)、焦點尺寸相關(guān)：

式中，Ug為幾何不清晰度，mm；df為射線源焦點尺寸，mm；L1為射線源焦點到物體的距離，mm；L2為物體到成像介質(zhì)的距離，mm；M為射線成像的放大倍數(shù)，即(L1+ L2)/L1。

圖1中，金屬線影像產(chǎn)生混疊的條件[9]為：

式中，w為測試卡相鄰金屬線間距，mm。

在星形測試卡的檢測圖像中，測量出影像模糊區(qū)的直徑D，對w有：

由式(3)、(4)可得：

對比式(2)、(5)可知，用星形測試卡對焦點尺寸進行測量的方法本質(zhì)上是基于測量檢測圖像的不清晰度。不清晰度與圖像分辨力存在著倒數(shù)關(guān)系。

由于透照布置參數(shù)、射線源焦點大小的不同，將會在星形測試卡圖像的不同位置出現(xiàn)影像模糊區(qū)，影像模糊區(qū)也可能還存在多個[10]。

2 射線源焦點尺寸測試試驗方法

針對便攜式X射線機CERAM35 (Balteau NDT)進行焦點尺寸測量。X射線機的最高電壓為300kV，所標(biāo)稱的焦點尺寸為2.5mm×2.5mm。

首先，采用星形測試卡進行射線源焦點尺寸測量。所用的星形測試卡中金屬線按2°間隔排列一周，金屬線的最大外徑為45mm。

然后，使用雙線型像質(zhì)計(Image quality indicator, IQI)測量射線成像中的不清度。雙線型像質(zhì)計采用鎢和鉑加工而成，共有13組。如表1所示，金屬線對按金屬絲徑和間距的大小分別記為1D到13D，1D和13D所對應(yīng)的不清晰度值分別為1.6mm和0.1mm。由于雙線型像質(zhì)計是平行排列的，所以在測試時將像質(zhì)計分別放置于射線管軸線的平行和垂直兩個方向上。

表1 雙線型像質(zhì)計的線對編號和不清晰度值Table 1 Unsharpness and corresponding No. of duplex wire IQI.

最后，采用小孔成像方法測量射線源焦點的形狀、大小。小孔成像板材料為TaW12合金，厚度為1.6mm，采用電火花加工方法在板中央加工了?0.5mm的小孔。測試時用激光指示器使射線束中心與小孔中心對正。

在射線源焦點尺寸測試中，使用高精度射線照相CR (Computed Radiography)系統(tǒng)進行射線成像。CR系統(tǒng)采用HD-CR35 (DuerrNDT)和配套的IP (Imaging Plate)板。IP板是代替膠片的一種成像介質(zhì)；IP板具有一定的柔性，可像膠片一樣使用；IP板經(jīng)射線曝光后裝入CR掃描儀，再經(jīng)激光掃描轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像；將IP板內(nèi)的潛影擦除后，可再次用

于射線檢測成像。用CR掃描儀掃描IP板時，設(shè)置激光掃描參數(shù)為50μm，相應(yīng)的數(shù)字圖像中每像素代表0.05mm。

3 測試結(jié)果對比分析

3.1 星形測試卡測試

使用兩種不同放大倍數(shù)的透照布置進行星形測試卡測試。透照布置1對應(yīng)的參數(shù)為：射線源到星形測試卡的距離為540mm，射線源到成像介質(zhì)的距離為690mm。射線成像的曝光參數(shù)為100kV、0.5mA、25s，測試結(jié)果如圖2(a)所示。透照布置2對應(yīng)的參數(shù)為：射線源到星形測試卡的距離為585mm，射線源到成像介質(zhì)的距離為690mm。采用射線成像的曝光參數(shù)不變，測試結(jié)果如圖2(c)所示。對比圖2(a)與圖2(c)可知，因放大倍數(shù)較小，透照布置2所得到的測試圖像不清晰度值較小，圖像中細節(jié)更清晰。

兩種不同放大倍數(shù)下的測試圖像中均出現(xiàn)了影像模糊區(qū)，如圖2中箭頭所示。通過測量影像模糊區(qū)在水平方向和垂直方向上的直徑，即可利用式(5)計算得到射線源焦點尺寸。如圖2(b)所示，影像模糊區(qū)在水平方向和垂直方向上的直徑分別為22.2mm、25.2mm；圖2(d)中影像模糊區(qū)在水平方向和垂直方向上的直徑分別為13.8mm、32.7mm。不過在圖2(a)中，如箭頭E、F所示，垂直方向上的影像模糊區(qū)延伸范圍較大，因此無法對最大的模糊區(qū)直徑進行有效的確定；圖2(b)中所測量的垂直方向上的影像模糊區(qū)直徑實際上為第二模糊帶直徑，因此在利用式(5)進行計算時，需要按修正方法修正為第一模糊帶的直徑[10]，即為50.4mm。

在利用式(5)計算時，放大倍數(shù)是影響計算結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)。一般，射線檢測中所測量的射線源到測試卡、射線源到成像介質(zhì)的距離值并不十分準(zhǔn)確，這將會為放大倍數(shù)的計算帶來明顯的誤差。為避免這一不利影響，確定放大倍數(shù)時，將星形測試卡上金屬線的最大直徑作為一個參考標(biāo)準(zhǔn)(?45mm)，在測出數(shù)字圖像中的對應(yīng)直徑后，對放大倍數(shù)進行較準(zhǔn)確的標(biāo)定。

進行圖像測量后，可知透照布置1對應(yīng)的放大倍數(shù)M=1.265，按式(5)計算得到平行于射線管軸線方向上焦點尺寸為2.92mm，在垂直于射線管軸線方向焦點尺寸為6.64mm。透照布置2對應(yīng)的放大倍數(shù)M=1.165，按式(5)計算可得平行于射線管軸線方向焦點尺寸為2.92mm，垂直于射線管軸線方向上焦點尺寸是6.92mm。

3.2 雙線型像質(zhì)計測試

分別沿用星形測試卡測試試驗時透照布置1、2的參數(shù)，使用雙線型像質(zhì)計測試分析了射線檢測的不清晰度。測試結(jié)果圖像如圖3所示，雙線型像質(zhì)計絲的可識別性分析如圖4所示。

圖3 透照布置1 (a、b)和透照布置2 (c、d)的雙線型像質(zhì)計測試結(jié)果Fig.3 Images of duplex wire IQI acquired under testing configuration 1 (a, b), testing configuration 2 (c, d).

采用透照布置1時，如果雙線型像質(zhì)計擺放方向垂直于射線管軸線方向，則雙線型像質(zhì)計中連最粗的線徑都無法分辨，如圖4(a)所示，此時的不清晰度值高于1.6mm；按式(2)進行測算，焦點尺寸將大于6.04mm。如果雙線型像質(zhì)計擺放方向平行于射線管軸線方向，可分辨的線對編號為4D，如圖4(b)所示，此時的不清晰度值大于0.64mm、小于0.80mm；按式(2)進行測算，焦點尺寸大于2.42mm、小于3.02mm。

采用透照布置2時，如果雙線型像質(zhì)計擺放方向垂直于射線管軸線方向，可分辨的線對編號為2D，如圖4(c)所示，此時的不清晰度值大于1.00mm、小于1.26mm；按式(2)進行測算，焦點尺寸大于6.06mm、小于7.64mm。如果雙線型像質(zhì)計擺放方向平行于射線管軸線方向時，可分辨的線對編號為6D，如圖4(d)所示，此時的不清晰度值大于0.40mm、小于0.50mm；按式(2)進行測算，焦點尺寸大于2.42mm、小于3.03mm。

圖4 雙線型像質(zhì)計絲的可識別性分析Fig.4 Profiles of horizontal line crossing IQI in Fig.3.

3.3 小孔成像法測試

調(diào)節(jié)射線源到小孔成像板的距離為565mm，射線源到成像介質(zhì)的距離為1 130mm，在此透照布置下，將得到1:1的射線源焦點圖像。小孔成像時的曝光參數(shù)為100kV、0.5mA、18min，測試結(jié)果如圖5所示。

通過小孔成像試驗，可以直觀地看到射線源焦點中心為長條形，并有兩個相鄰的類似形狀的陰影。在圖像上進行尺寸測量，可得射線源焦點大小為3.0mm×3.2mm。

圖5 小孔成像法的測試結(jié)果Fig.5 Focus image of pinhole photography.

3.4 射線源焦點尺寸的測試結(jié)果分析

對于使用不同測量方式所得到的射線源焦點尺寸進行對比，結(jié)果如表2所示。

利用小孔成像方法，可以直觀得到射線源焦點的空間影像和尺寸。從影像來看，其中心為一個明顯的長條形，但伴隨有相鄰的兩個類似形狀的陰影。測量結(jié)果表明，圖像中水平、垂直兩方向射線源焦點尺寸大致相當(dāng)。

利用星形測試卡進行了兩次不同放大倍數(shù)下的測試試驗。由于射線源焦點形狀的影響，均在星形測試卡測試圖像中出現(xiàn)了明顯的模糊帶，圖像中垂直方向的模糊帶直徑遠大于水平方向。兩次試驗測量得到的焦點尺寸一致性較好，較之設(shè)備焦點尺寸標(biāo)稱值、小孔成像測量結(jié)果，星形測試卡試驗所得到的射線管軸線平行方向上焦點尺寸值比較接近，但射線管軸線垂直方向上焦點尺寸值要大了不少，超過了6mm。

表2 不同測試方法得到的測試結(jié)果對比(mm)Table 2 Comparison of measured focal spot size by different testing methods.

作為對照和驗證，用星形測試卡進行測試的試驗中，在同樣的透照布置、曝光參數(shù)下，均用雙線型像質(zhì)計進行了水平、垂直兩方向上的不清晰度測量。利用所測量到的不清晰度值，結(jié)合已知的射線照相放大倍數(shù)，估算了射線源的焦點尺寸。結(jié)果表明：(1) 射線源在管軸線垂直方向的焦點尺寸確實很大，以致此方向上雙線型像質(zhì)計的分辨力很差，這很大程度上降低了檢測圖像質(zhì)量；(2) 雙線型像質(zhì)計可用于評估射線源焦點尺寸范圍，且與星形測試卡測試結(jié)果較好吻合。

基于不清晰度方法所測得的射線機管軸線垂直方向上焦點尺寸大大超出設(shè)備標(biāo)稱值，與小孔成像結(jié)果存在差異。究其原因，可能與X射線機的工作狀態(tài)波動變化有關(guān)。在相同的射線管電壓、管電流條件下，小孔成像方法需要長時間的曝光，而使用星形測試卡、雙線型像質(zhì)計時所需的曝光時間很短。假如射線機工作狀態(tài)在特定時間存在一定范圍的波動，則射線源的性能波動在小孔成像結(jié)果中將會得到某種程度的抑制，而在星形測試卡、雙線型像質(zhì)計的測試結(jié)果中將會有明顯表現(xiàn)。從這一意義上說，星形測試卡、雙線型像質(zhì)計更能快速、靈敏地反映出射線源特性的變化。

在上面推論的基礎(chǔ)上，只使用雙線型像質(zhì)計再次進行了連續(xù)多次測試，測試時像質(zhì)計絲與射線管軸線垂直。試驗中，雙絲像質(zhì)計的可識別性會在射線機連續(xù)運行一定時間（約十幾分鐘）后突然有很大程度上的提高，如從1D可見提高到4D可見。后來采用線陣列射線數(shù)字探測器進行連續(xù)采集成像，像質(zhì)計絲、探測器均垂直擺放于射線管軸線并保持靜止不動，明顯地觀察到了這一變化現(xiàn)象。

對于射線機所表現(xiàn)出來的焦點異?，F(xiàn)象，采用多種測試手段進行了長時間的測試觀察與對比。結(jié)果表明，在100kV下所測試射線機的焦點尺寸確實是不穩(wěn)定的，尤其是設(shè)備開機后的一段時間內(nèi)，隨著射線機使用時間的增加，其焦點逐漸趨于正常狀態(tài)。正常狀態(tài)下射線機焦點的小孔圖像如圖6(a)所示，測試時射線機與IP板、小孔成像板的距離分別為1 150mm、575mm，射線曝光參數(shù)為100kV、0.5mA、25min。

為捕捉到射線機在不穩(wěn)定狀態(tài)下的焦點增大的圖像，在小孔成像測試時選取了特定的測試時刻、

減小了成像的曝光時間。調(diào)節(jié)射線機與IP板、小孔成像板的距離分別為400mm、200mm，射線曝光參數(shù)為100kV、0.5mA、4min，所得到的測試結(jié)果如圖6(b)所示。從圖6(b)中可以看到，射線機的焦點明顯處于發(fā)散狀態(tài)，這一結(jié)果說明：(1) 使用星形測試卡測量出焦點尺寸大于6mm，結(jié)果應(yīng)是可信的；(2) 小孔成像與星形測試卡測量結(jié)果的差異主要源于射線機焦點隨時間所表現(xiàn)出來的不穩(wěn)定性以及射線成像累積時間長短的不同。

圖6 小孔成像時得到的不同焦斑圖像Fig.6 Two different focus images in pinhole imaging.

所測試的射線機經(jīng)計量檢定（但沒有進行焦點大小測試）并確認合格。但從焦點大小這一指標(biāo)的多次測量來看，該臺射線機還是存在潛在問題的，只是問題的出現(xiàn)表現(xiàn)有隨機性。因此，射線機檢定時的狀態(tài)并不能準(zhǔn)確代表設(shè)備的使用狀態(tài)。為準(zhǔn)確控制射線檢測的圖像質(zhì)量，在射線檢測前有必要采用便捷的測試手段對射線機的焦點狀態(tài)進行確認。

一臺射線機的焦點尺寸及分布與射線管的電極結(jié)構(gòu)密不可分，相關(guān)試驗也表明[11]，射線機焦點主要由射線管陰極結(jié)構(gòu)、燈絲位置決定。對于一臺射線機，射線管的電極結(jié)構(gòu)及位置應(yīng)是固定不變的，射線源焦點尺寸基本上不會再發(fā)生明顯的變化。另一方面，射線機在不同的負載條件下，其焦點尺寸會相應(yīng)地發(fā)生變化，產(chǎn)生“焦點增脹”或“散焦”現(xiàn)象。但測試試驗中，所用射線機的管電壓、管電流是相同的，因此負載條件沒有變化，焦點尺寸也不會明顯變化。射線機焦點大小隨時間變化的原因，猜想可能與射線管內(nèi)的真空狀態(tài)有關(guān)，但真正原因還需要進一步的探究。

4 結(jié)語

(1) 對X射線機進行了焦點尺寸測量，使用星形測試卡、雙線型像質(zhì)計所測量的結(jié)果一致性較好，但較之小孔成像的測量結(jié)果卻存在較大偏差。

(2) 依據(jù)射線源焦點尺寸的標(biāo)稱值不清晰度測算檢測圖像的不清晰度，其結(jié)果可能與實際檢測圖像中的不清晰度存在較大差異，這不利于實現(xiàn)檢測圖像質(zhì)量的準(zhǔn)確控制，而星形測試卡、雙線型像質(zhì)計更能靈敏、直接地揭示出射線源焦點特性與檢測圖像質(zhì)量間的關(guān)聯(lián)。

(3) 采用高Z材料制成的雙線型像質(zhì)計，在應(yīng)用中不受檢測工件的影響，可一定程度上代替星形測試卡的使用，能夠較好用于圖像不清晰度的測量、射線源焦點尺寸的評估。

1 梁川, 席璐璘, 周林, 等. 便攜式150 kV閃光X光源研制及應(yīng)用[J]. 強激光與粒子束, 2014, 26(4): 045033. DOI: 10.11884/HPLPB201426.045033 LIANG Chuan, XI Lulin, ZHOU Lin, et al. Investigation and application of a portable 150 kV flash X-ray system[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2014, 26(4): 045033. DOI: 10.11884/HPLPB201426.045033

2 任大海, 尤政, 孫長庫, 等. 射線成像檢測中射線源焦點的影響及修正[J]. 光學(xué)技術(shù), 1999, 25(6): 48–53 REN Dahai, YOU Zheng, SUN Changku, et al. Influence of radiation source focus in radiography and its correction[J]. Optical Technique, 1999, 25(6): 48–53

3 顧伯華, 周立業(yè), 安繼剛. 輻射成像無損檢測技術(shù)中輻射源幾何尺寸引起圖像模糊的恢復(fù)[J]. 核電子學(xué)與探測技術(shù), 2002, 22(1): 17–19 GU Bohua, ZHOU Liye, AN Jigang. Restoration of blurred image caused by the size of radiation source in NDT digital radiography[J]. Nuclear Electronics & Detection Technology, 2002, 22(1): 17–19

4 邵軍明, 路宏年, 蔡慧. X射線成像系統(tǒng)點擴散函數(shù)理論模型及其實驗驗證[J]. 光學(xué)技術(shù), 2005, 31(1): 104–106 SHAO Junming, LU Hongnian, CAI Hui. Research of X-ray imaging system point spread function in theory and experiment[J]. Optical Technique, 2005, 31(1): 104–106

5 Salamona M, Hankea R, Kruger P, et al. Comparison of different methods for determining the size of a focal spot of microfocus X-ray tubes[J]. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, 2008, A591: 54-58

6 王俊濤, 鄭世材, 鮑凱, 等. X射線機焦點尺寸測量方法的標(biāo)準(zhǔn)分析[J]. 無損檢測, 2010, 32(10): 801–805 WANG Juntao, ZHENG Shicai, BAO Kai, et al. Analysis of measuring methods standards for focal spot sizes of X-ray tube[J]. Nondestructive Testing, 2010, 32(10): 801–805

7 李成剛, 鄧建軍, 李勤, 等. 一體化高能X 射線參數(shù)測量裝置設(shè)計及應(yīng)用[J]. 核技術(shù), 2011, 34(6): 433–436

LI Chenggang, DENG Jianjun, LI Qin, et al. Design and application of an integrative device for diagnosing high-energy X-ray source[J]. Nuclear Techniques, 2011, 34(6): 433–436

8 Vaidya P R. Determination of the focal spot size of microfocus X-ray tubes by means of a resolution test chart[J]. Insight, 1999, 41(4): 254–256

9 Jenkins D. Radiographic photography and imaging processes[M]. UK: Kluwer Academic Publisher, 1980

10 王洪雨, 孫勇, 張禎, 等. 星卡像第二模糊帶的應(yīng)用探究[J]. 泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報, 2013, 34(12): 935–937 WANG Hongyu, SUN Yong, ZHANG Zhen, et al. The application of second fuzzy zone in star testing card X-ray image[J]. Journal of Taishan Medical College, 2013, 34(12): 935–937

11 王奇志, 沙京田, 任翔, 等. X射線管結(jié)構(gòu)與焦斑關(guān)系研究[J]. 光電子技術(shù), 2013, 33(1): 54–63 WANG Qizhi, SHA Jingtian, REN Xiang, et al. Research on the relationship of X-ray tube structure and focal spot[J]. Optoelectronic Technology, 2013, 33(1): 54–63

Comparative analysis and measurement of focus spot for X-ray source

SUN Chaoming TANG Guangping LI Qiang WANG Zengyong

(Institute of Machinery Manufacturing Technology, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China)

Background: Image quality in radiographic testing is often conditioned by the size and distribution of X-ray source. However, determination of focal spot is not performed effectively in practice, thus it is difficult to accurately control the image quality in the testing. Purpose: This study aims to obtain a quick and efficient test method to evaluate the focal spot for X-ray source. Methods: Test tools such as pinhole plate, star test pattern and duplex wire image quality indicator (IQI) were used to measure the focal spot of a portable X-ray source separately. Several measurements were carried out and compared in details. Results: Results of star test pattern and duplex wire IQI were coincident, but different from the results of pinhole imaging method obviously. Conclusion: Nominal focal spot size of an X-ray source may be considerably different from that in practice use, so it is necessary to timely evaluate characteristics of the focal spot. The duplex wire IQI can usually replace star test pattern to measure un-sharpness in radiographic testing images and to evaluate focal spot size.

Focal spot, Test and measurement, Pinhole imaging, Star test pattern, Duplex wire IQI

TL99

10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.110202

中國工程物理研究院技術(shù)基礎(chǔ)科研項目(No.14S105)資助

孫朝明，男，1977年出生，2002年于上海大學(xué)獲碩士學(xué)位，機械電子工程專業(yè)，現(xiàn)從事無損檢測

2015-06-02，

2015-10-19

CLC TL99