چگالی یا دانسیته فیلم

چگالی یا دانسیته فیلم

در پرتونگاری، چگالی یا دانسیته فیلم بر اساس میزان تیره شدن یا سیاه شدن فیلم در اثر فرآیندهای پرتودهی، ظهور و ثبوت تعریف می‌شود. برای اندازه‌گیری میزان تیره شدن یا سیاه شدن می‌توان از میزان عبور نوری مشخص از درون فیلم استفاده کرد. به عبارت دیگر، میزان عبور نوری مشخص از یک فیلم پرتونگاری می‌تواند بیانگر چگالی فیلم باشد. چگالی فیلم به صورت معادله ریاضی زیر بیان می‌شود.

                                               معادله 1      

که در این رابطه،  چگالی یا دانسیته فیلم،  شدت نور تابیده شده به فیلم و  مقدار نور عبور یافته از درون فیلم می‌باشد. باید توجه داشت که منظور از نور برخورد کرده به فیلم همان نوری است که توسط دستگاه فیلم‌خوانی^[1] تامین می‌شود. اگر فیلمی که در معرض هیچ نور یا اشعه‌ای قرار نگرفته باشد، ظاهر شود، کاملاً شفاف می‌باشد و فیلمی که کاملاً شفاف باشد، دارای چگالی صفر خواهد بود.

در شرایطی که یک فیلم در معرض اشعه قرار گیرد و چگالی فیلم برابر یک باشد، مقدار نور عبور کرده از فیلم به مقدار ده درصد نور برخورد کرده خواهد بود. در مورد یک فیلم با چگالی 0/2، فقط یک درصد از نور برخوردی از فیلم عبور می‌کند. در مورد فیلم‌هایی با چگالی 0/3 و 0/4 به ترتیب یک هزارم و یک ده هزارم از نورهای تابیده شده از فیلم عبور می‌کنند. در اغلب کاربردها ضروری است که چگالی فیلم بین 0/2 تا 0/4 باشد.

روش‌های گوناگونی برای تعیین چگالی فیلم وجود دارد که دو روش اصلی شامل استفاده از نوارهای فیلم مرجع^[2] و چگالی‌سنج (یا دانسیتومتر)^[3] می‌باشد. روش استفاده از نوارهای فیلم مرجع یک روش قدیمی‌تر می‌باشد. این نوارها دارای طیف رنگ شامل هفت رنگ متفاوت می‌باشند. این رنگ‌ها از سفید تا کاملاً سیاه بسط داده شده است. در هنگام استفاده از این روش، فیلم تهیه شده و نوارهای مرجع بر روی صفحه روشن دستگاه فیلم‌خوانی قرار داده می‌شوند. سپس بر اساس تطبیق دادن رنگ‌ها می‌توان چگالی فیلم را تعیین کرد. باید توجه داشت که نور ساطع شده از دستگاه فیلم‌خوانی موجب تغییر رنگ نوارهای مرجع می‌شود و پس از گذشت حدود 2 سال باید آن‌ها را تعویض کرد.

یک دستگاه چگالی‌سنج می‌تواند به منظور تعیین چگالی فیلم به کار گرفته شود. در شکل1 یک دستگاه چگالی‌سنج نمایش داده شده است. ضرورت دارد که دستگاه‌های چگالی‌سنج قبل از هر استفاده برای تضمین این که اندازه‌گیری با دقت انجام می‌گیرد، کالیبره شوند. فرآیند کالیبراسیون این دستگاه معمولاً هر شش ماه یکبار صورت می‌گیرد. ابتدا دستگاه فیلم‌خوانی روشن می‌شود و سپس، دستگاه چگالی‌سنج بر روی صفحه روشن دستگاه فیلم‌خوانی قرار می‌گیرد. برای اندازه‌گیری چگالی فیلم، ابتدا دستگاه در حالت صفر قرار می‌گیرد و سپس فیلم بر روی صفحه روشن قرار می‌گیرد و دستگاه چگالی‌سنج بر روی آن قرار داده می‌شود. سپس عدد چگالی مورد نظر را می‌توان بر روی صفحه دیجیتال دستگاه قرائت کرد.

در بررسی جوش‌ها، حداقل اندازه‌گیری چگالی باید در پنج ناحیه از جوش صورت گیرد و کمترین و بیشترین اعداد به دست آمده معمولاً به عنوان محدوده چگالی فیلم اعلام می‌شوند. باید در نظر داشت که تغییرات چگالی بر روی فیلم اغلب بین 15 تا 30 درصد مجاز می‌باشد. نکته قابل توجه این است که روشنایی و تیرگی فیلم وابسته به چگالی موضعی محلول امولیسیون ظاهر شده می‌باشد.

شکل 1. نمایش دستگاه چگالی‌سنج فیلم.

منحنی H-D^[4] که تحت عنوان منحنی مشخصات^[5] نیر شناخته می‌شود، به منظور تعیین ارتباط بین چگالی فیلم و مدت زمان پرتودهی مورد استفاده واقع می‌گردد. برای ترسیم این منحنی معمولاً محور عمودی چگالی و محور افقی به صورت لگاریتم مدت زمان پرتودهی در نظر گرفته می‌شود. در شکل 2 نمونه‌ای از این منحنی‌ها برای سه نوع مرسوم از فیلم‌های پرتونگاری در شرایط پرتودهی با اشعه ایکس و قرارگیری فیلم در بین صفحات سربی نشان داده شده است. در این منحنی، زمان پرتودهی به صورت نسبی اندازه‌گیری می‌شود و سپس، به صورت لگاریتی تبدیل می‌گردد. باید توجه داشت که شکل این منحنی با تغییر نوع فیلم، منبع پرتو و نحوه ظهور و ثبوت فیلم (اتوماتیک یا دستی) تغییر می‌کند.

شکل 2. منحنی H-D یا منحنی مشخصات.

---

[1] Viewer

[2] Reference film strips

[3] Densitometer

[4] Hurter and Driffield Curve

[5] Characteristic curve