6 / 12
Е.И. Косарина, А.В. Степанов, А.А. Демидов
86
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4
По закону Фехнера — Вебера разрешающая способность, т.
е. способность
воспринимать раздельно два разных элемента на изображении, пропорцио-
нальна яркости изображения [3]. Если обозначить:
b
— яркость изображения, а
b —
минимальное приращение яркости изображения, которое приводит еще к
улавливаемому различию ощущений, то согласно этому закону справедливо ра-
венство
b
=
rb
или
/
b b
=
r
(ln
b
) =
r
. Разрешающая способность глаза явля-
ется постоянной, как только яркость превышает пороговое значение. Для двух
максимально близких элементов, еще различимых глазом, по закону Вебера
справедливо соотношение
) .
(1
b r b
Параметр, обратный пороговой разности яркости, называется контрастной
чувствительностью. Задачу обнаружения объекта на фоне с яркостью
ф
b
можно
рассматривать как выделение сигнала из шума. При этом шум создается как кван-
товыми флуктуациями светового потока, так и собственными шумами зрительной
системы, так называемым спонтанным разложением зрительных пигментов.
Рассмотрим оптическое изображение на рентгенограмме [7
12]. Изображе-
ние представляет собой проекцию объекта контроля в виде распределения
оптических плотностей. Рентгенограмму оператор просматривает на негатоско-
пе в широком диапазоне яркостей. Согласно действующим европейским и рос-
сийским нормативным документам оптическая минимальная плотность снимка
не должна быть меньше (1,5…2,3) Б. Средний градиент радиографической
пленки
g
в этом диапазоне составляет 4,5…5. Известно, что при яркости изоб-
ражения 30…1000 кд/м
2
пороговый контраст составляет 0,02 Б при ширине
изображения несплошности менее 1 мм. С учетом флуктуаций увеличим это
значение до 0,05 Б. Тогда, из известного выражения оптического контраста
опт
рад
0,05
K K g
получаем, что
рад
опт
K K g
2
0,05 / 5 10 ;
для
(
х
) = 0,02
d
о.к деф
рад
( )
х
K
В
о.к деф
0,02
0,01,
d
В
условие обнаружения не-
сплошности при рентгенографическом контроле имеет вид
о.к деф
0,5 .
d В
При этом размер
l
несплошности в направлении, перпендикулярном оси пучка
излучения, должен быть не менее
.
l
d
F
При рентгеноскопическом контроле оптическое изображение представляет
собой распределение яркости экрана (монитора). Диапазон яркости свечения
экрана ограничен в пределах 10
–4
…10 кд/м
2
. Коэффициент контрастности
экрана приблизительно равен единице, тогда
2
рад
опт
5 10
K K g
при
о.к деф
рад
(
)0,02
0,05,
d
K
В
а условие обнаружения несплошности размером
0,02
d
по оси пучка излучения составит
о.к деф
25
d
В
.
Показано [2], что при контроле объектов из сплавов с использованием
рентгеновского излучения в диапазоне энергий 20…100 кэВ (30…120 кВ на ано-
де рентгеновской трубки) и фокусном расстоянии примерно 500 мм (рис. 6)