X射線源焦點(diǎn)尺寸的測試與對比分析

孫朝明 湯光平 李 強(qiáng) 王增勇

（中國工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所 綿陽 621900）

X射線源焦點(diǎn)尺寸的測試與對比分析

孫朝明 湯光平 李 強(qiáng) 王增勇

（中國工程物理研究院 機(jī)械制造工藝研究所 綿陽 621900）

射線源焦點(diǎn)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(diǎn)進(jìn)行實(shí)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(diǎn)的測量方法進(jìn)行對比試驗(yàn)分析，以獲得對射線源焦點(diǎn)進(jìn)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(jì)(Image quality indicator, IQI)等測試體，對工業(yè)應(yīng)用的便攜式X射線機(jī)進(jìn)行了焦點(diǎn)尺寸測量。用星形測試卡、雙線型像質(zhì)計(jì)所測算的焦點(diǎn)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(shí)際檢測時(shí)射線機(jī)焦點(diǎn)大小可能與標(biāo)稱值明顯不同，有必要對射線焦點(diǎn)特性進(jìn)行及時(shí)評價(jià)；雙線型像質(zhì)計(jì)可一定程度上代替星形測試卡的使用，便捷地實(shí)現(xiàn)圖像不清晰度的測量、射線源焦點(diǎn)尺寸的評估。

焦點(diǎn)，尺寸測量，小孔成像，星形測試卡，雙線型像質(zhì)計(jì)

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(diǎn)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(gè)點(diǎn)，而是具有一定尺寸，因此會(huì)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(diǎn)的射線源。

在工業(yè)無損檢測領(lǐng)域，選用X射線源時(shí)需要在功率高低、焦點(diǎn)大小兩指標(biāo)間進(jìn)行綜合考慮[1]，不能片面追求小的焦點(diǎn)。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(dòng)能轉(zhuǎn)換為X射線和熱能。射線源焦點(diǎn)變小將會(huì)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(fù)荷增大，射線源的功率也因此會(huì)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(diǎn)大小影響，物體上的一個(gè)點(diǎn)將在結(jié)果圖像上成為一個(gè)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(diǎn)大小進(jìn)行測量，在此基礎(chǔ)上對檢測工藝參數(shù)進(jìn)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(jìn)行修正、圖像恢復(fù)，可增強(qiáng)檢測圖像的細(xì)節(jié)分辨能力。雖然目前國家已建立了測量射線源焦點(diǎn)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，但受制于測試工具[5]的限制，射線源焦點(diǎn)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(diǎn)特性，則難以進(jìn)一步研究對射線檢測圖像質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確控制或建立增強(qiáng)方法。

1 星形測試卡測試射線源焦點(diǎn)尺寸的原理

測量射線源焦點(diǎn)尺寸有多種方法[6-8]，如掃描法、針孔成像法、計(jì)算法等。使用星形測試卡能夠獲得射線源焦點(diǎn)兩個(gè)方向上的空間分辨能力，其結(jié)果可用于焦點(diǎn)尺寸的計(jì)算。等同采用國際電工委員會(huì)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(diǎn)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(xì)節(jié)分辨力，LP·mm-1；D為圓周直徑，mm。

在圖像中，可識(shí)別的細(xì)節(jié)分辨力表明此時(shí)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(diǎn)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(diǎn)尺寸相關(guān)：

式中，Ug為幾何不清晰度，mm；df為射線源焦點(diǎn)尺寸，mm；L1為射線源焦點(diǎn)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(diǎn)尺寸進(jìn)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(diǎn)大小的不同，將會(huì)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(gè)[10]。

2 射線源焦點(diǎn)尺寸測試試驗(yàn)方法

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

首先，采用星形測試卡進(jìn)行射線源焦點(diǎn)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(jì)(Image quality indicator, IQI)測量射線成像中的不清度。雙線型像質(zhì)計(jì)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(jì)是平行排列的，所以在測試時(shí)將像質(zhì)計(jì)分別放置于射線管軸線的平行和垂直兩個(gè)方向上。

表1 雙線型像質(zhì)計(jì)的線對編號(hào)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(diǎn)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(shí)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(diǎn)尺寸測試中，使用高精度射線照相CR (Computed Radiography)系統(tǒng)進(jìn)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(shí)，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(jìn)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(xì)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(jì)算得到射線源焦點(diǎn)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(jìn)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(shí)際上為第二模糊帶直徑，因此在利用式(5)進(jìn)行計(jì)算時(shí)，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(jì)算時(shí)，放大倍數(shù)是影響計(jì)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(huì)為放大倍數(shù)的計(jì)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(shí)，將星形測試卡上金屬線的最大直徑作為一個(gè)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(jìn)行較準(zhǔn)確的標(biāo)定。

進(jìn)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(jì)算得到平行于射線管軸線方向上焦點(diǎn)尺寸為2.92mm，在垂直于射線管軸線方向焦點(diǎn)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(jì)算可得平行于射線管軸線方向焦點(diǎn)尺寸為2.92mm，垂直于射線管軸線方向上焦點(diǎn)尺寸是6.92mm。

3.2 雙線型像質(zhì)計(jì)測試

分別沿用星形測試卡測試試驗(yàn)時(shí)透照布置1、2的參數(shù)，使用雙線型像質(zhì)計(jì)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(jì)絲的可識(shí)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(jì)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(shí)，如果雙線型像質(zhì)計(jì)擺放方向垂直于射線管軸線方向，則雙線型像質(zhì)計(jì)中連最粗的線徑都無法分辨，如圖4(a)所示，此時(shí)的不清晰度值高于1.6mm；按式(2)進(jìn)行測算，焦點(diǎn)尺寸將大于6.04mm。如果雙線型像質(zhì)計(jì)擺放方向平行于射線管軸線方向，可分辨的線對編號(hào)為4D，如圖4(b)所示，此時(shí)的不清晰度值大于0.64mm、小于0.80mm；按式(2)進(jìn)行測算，焦點(diǎn)尺寸大于2.42mm、小于3.02mm。

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

圖4 雙線型像質(zhì)計(jì)絲的可識(shí)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(diǎn)圖像。小孔成像時(shí)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(yàn)，可以直觀地看到射線源焦點(diǎn)中心為長條形，并有兩個(gè)相鄰的類似形狀的陰影。在圖像上進(jìn)行尺寸測量，可得射線源焦點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)尺寸進(jìn)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(diǎn)的空間影像和尺寸。從影像來看，其中心為一個(gè)明顯的長條形，但伴隨有相鄰的兩個(gè)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(diǎn)尺寸大致相當(dāng)。

利用星形測試卡進(jìn)行了兩次不同放大倍數(shù)下的測試試驗(yàn)。由于射線源焦點(diǎn)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(yuǎn)大于水平方向。兩次試驗(yàn)測量得到的焦點(diǎn)尺寸一致性較好，較之設(shè)備焦點(diǎn)尺寸標(biāo)稱值、小孔成像測量結(jié)果，星形測試卡試驗(yàn)所得到的射線管軸線平行方向上焦點(diǎn)尺寸值比較接近，但射線管軸線垂直方向上焦點(diǎn)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(yàn)證，用星形測試卡進(jìn)行測試的試驗(yàn)中，在同樣的透照布置、曝光參數(shù)下，均用雙線型像質(zhì)計(jì)進(jìn)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(diǎn)尺寸。結(jié)果表明：(1) 射線源在管軸線垂直方向的焦點(diǎn)尺寸確實(shí)很大，以致此方向上雙線型像質(zhì)計(jì)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(jì)可用于評估射線源焦點(diǎn)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(jī)管軸線垂直方向上焦點(diǎn)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(jī)的工作狀態(tài)波動(dòng)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(shí)間的曝光，而使用星形測試卡、雙線型像質(zhì)計(jì)時(shí)所需的曝光時(shí)間很短。假如射線機(jī)工作狀態(tài)在特定時(shí)間存在一定范圍的波動(dòng)，則射線源的性能波動(dòng)在小孔成像結(jié)果中將會(huì)得到某種程度的抑制，而在星形測試卡、雙線型像質(zhì)計(jì)的測試結(jié)果中將會(huì)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(jì)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(jì)再次進(jìn)行了連續(xù)多次測試，測試時(shí)像質(zhì)計(jì)絲與射線管軸線垂直。試驗(yàn)中，雙絲像質(zhì)計(jì)的可識(shí)別性會(huì)在射線機(jī)連續(xù)運(yùn)行一定時(shí)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(jìn)行連續(xù)采集成像，像質(zhì)計(jì)絲、探測器均垂直擺放于射線管軸線并保持靜止不動(dòng)，明顯地觀察到了這一變化現(xiàn)象。

對于射線機(jī)所表現(xiàn)出來的焦點(diǎn)異常現(xiàn)象，采用多種測試手段進(jìn)行了長時(shí)間的測試觀察與對比。結(jié)果表明，在100kV下所測試射線機(jī)的焦點(diǎn)尺寸確實(shí)是不穩(wěn)定的，尤其是設(shè)備開機(jī)后的一段時(shí)間內(nèi)，隨著射線機(jī)使用時(shí)間的增加，其焦點(diǎn)逐漸趨于正常狀態(tài)。正常狀態(tài)下射線機(jī)焦點(diǎn)的小孔圖像如圖6(a)所示，測試時(shí)射線機(jī)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(jī)在不穩(wěn)定狀態(tài)下的焦點(diǎn)增大的圖像，在小孔成像測試時(shí)選取了特定的測試時(shí)刻、

減小了成像的曝光時(shí)間。調(diào)節(jié)射線機(jī)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(jī)的焦點(diǎn)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(diǎn)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(jī)焦點(diǎn)隨時(shí)間所表現(xiàn)出來的不穩(wěn)定性以及射線成像累積時(shí)間長短的不同。

圖6 小孔成像時(shí)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(jī)經(jīng)計(jì)量檢定（但沒有進(jìn)行焦點(diǎn)大小測試）并確認(rèn)合格。但從焦點(diǎn)大小這一指標(biāo)的多次測量來看，該臺(tái)射線機(jī)還是存在潛在問題的，只是問題的出現(xiàn)表現(xiàn)有隨機(jī)性。因此，射線機(jī)檢定時(shí)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(jī)的焦點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)。

一臺(tái)射線機(jī)的焦點(diǎn)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(yàn)也表明[11]，射線機(jī)焦點(diǎn)主要由射線管陰極結(jié)構(gòu)、燈絲位置決定。對于一臺(tái)射線機(jī)，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(diǎn)尺寸基本上不會(huì)再發(fā)生明顯的變化。另一方面，射線機(jī)在不同的負(fù)載條件下，其焦點(diǎn)尺寸會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化，產(chǎn)生“焦點(diǎn)增脹”或“散焦”現(xiàn)象。但測試試驗(yàn)中，所用射線機(jī)的管電壓、管電流是相同的，因此負(fù)載條件沒有變化，焦點(diǎn)尺寸也不會(huì)明顯變化。射線機(jī)焦點(diǎn)大小隨時(shí)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(jìn)一步的探究。

4 結(jié)語

(1) 對X射線機(jī)進(jìn)行了焦點(diǎn)尺寸測量，使用星形測試卡、雙線型像質(zhì)計(jì)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(diǎn)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(shí)際檢測圖像中的不清晰度存在較大差異，這不利于實(shí)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(jì)更能靈敏、直接地揭示出射線源焦點(diǎn)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(jì)，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(diǎn)尺寸的評估。

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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(xiàng)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(jī)械電子工程專業(yè)，現(xiàn)從事無損檢測

2015-06-02，

2015-10-19

CLC TL99