3分钟了解X射线无损检测系统结构与原理

3分钟了解X射线无损检测系统结构与原理

X射线无损检测技术在工业领域有着广泛的应用，从航空航天到电子制造，从材料检测到质量控制。然而，对于许多人来说，X射线检测的原理和结构仍然是一个神秘的话题。本文将带你深入了解X射线无损检测系统的基本构成和工作原理，让你在短短3分钟内掌握这一重要技术的核心要点。

X射线的产生

X射线的产生装置是X射线管，它由阴极、阳极和真空玻璃（或金属陶瓷）外壳组成。其简单结构和工作原理如图1所示。当阴极通以电流加热至白炽状态时，其周围形成电子云。在阳极与阴极间施加高压时，电子加速穿过真空空间，形成高速运动的电子束。电子束集中轰击阳极靶面（几平方毫米的区域，称为实际焦点），电子被阻挡减速和吸收，其部分动能（约1%）转换为X射线，其余99%以上的能量则变成热能。

（多数人比较常见的X光应用还是医学探测）

X射线的主要性质

1. 不可见性：X射线以光速直线传播，但肉眼无法看到。
2. 穿透能力：X射线能够穿透可见光无法穿透的物质，如骨骼、金属等，并且在物质中会发生衰减。
3. 电离作用：X射线可以使物质电离，使胶片感光，也能使某些物质产生荧光。

（用影关进行的X光成像）

X射线的衰减规律

当X射线穿透物质时，由于物质对射线的吸收和散射作用，射线能量会发生衰减。射线在物质中的衰减遵循负指数规律。以强度为I的平行射线束穿过厚度为δ的物质为例，穿过物质后的射线强度为：

I = I₀e^(-μδ)

其中：

• I：射线透过厚度δ的物质后的强度
• I₀：射线的初始强度
• e：自然对数的底
• δ：透过物质的厚度
• μ：衰减系数（单位：cm⁻¹）

信号转换部分主要由X光光源、检测样品、线阵相机组成，其主要功能是完成从X射线到可见光的信息载体转换，以及从可见光到可视图像的光电转换。如图所示，可以清晰地看到内部的缺陷信息，作为产品质量的重要依据。