1.  系統(tǒng)組成

冷陰極X射線檢測系統(tǒng)由冷陰極X射線源、數(shù)字成像板(檢出器),、控制器及平板電腦構(gòu)成,。使用鋰電池驅(qū)動(dòng)X射線源及數(shù)字成像板，可在無外接電源環(huán)境中進(jìn)行檢測,。X射線源的照射,、數(shù)字成像板的成像及信號處理均采用專用軟件控制實(shí)現(xiàn)。檢驗(yàn)過程可概括為透照,、信號探測與轉(zhuǎn)換,、圖像顯示與評定三個(gè)階段。

目前,，市場上的X射線管仍以熱陰極為主,，基本結(jié)構(gòu)包括陰極、聚焦極和陽極,，工作中需要加熱燈絲,、響應(yīng)速度慢、壽命較短,、電子束能量分布寬,、難以聚焦。冷陰極X射線管采用碳納米結(jié)構(gòu)體電子源,，在熱陰極結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上增加了柵極,，用于控制冷陰極電子發(fā)射過程,，具有無需加熱,、響應(yīng)速度快、陰極面積可控,、電子發(fā)射方向集中,、能量分布窄、易集成等優(yōu)點(diǎn),，已成為近些年來X射線產(chǎn)品開發(fā)研究熱點(diǎn),。

冷陰極X射線管整體結(jié)構(gòu)如下圖所示。通過對柵極施加正電壓以引出電子束,，電子束經(jīng)過聚焦極聚焦后匯聚于此,，高速電子束轟擊陽極靶面產(chǎn)生X射線。驗(yàn)證試驗(yàn)表明,，該技術(shù)在成像質(zhì)量和缺陷檢出率中均滿足規(guī)范要求,，且成像質(zhì)量優(yōu)于常規(guī)X射線機(jī)。

● 數(shù)字成像板

傳統(tǒng)膠片成像技術(shù)檢測流程復(fù)雜,，工作效率低,，底片存儲(chǔ)量大,，不易遠(yuǎn)程共享與查閱，向數(shù)字化轉(zhuǎn)變是其發(fā)展的必然趨勢,。

數(shù)字成像板采用大規(guī)模集成技術(shù),，穿透被檢物的射線被數(shù)字探測器陣列(DDA)接收轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像顯示,，無需暗室處理,，動(dòng)態(tài)范圍大，檢測效率高,，可自動(dòng)測量管道壁厚,、腐蝕坑、管徑等,。數(shù)字射線圖像能在電腦,、平板、手機(jī)等屏幕上查看,，易于存儲(chǔ),、調(diào)用、傳輸和共享,，大大方便了各行業(yè)的管道完整性評估和監(jiān)控,。

● 控制單元

控制單元包括控制箱和平板電腦，裝有專用的控制系統(tǒng)和圖像分析軟件,，可實(shí)現(xiàn)平板探測器圖像采集與顯示,、冷陰極Ｘ射線機(jī)控制、數(shù)字射線圖像處理,、圖像質(zhì)量分析等幾個(gè)方面的功能,。軟件具有缺陷識別功能，可實(shí)現(xiàn)缺陷的自動(dòng)標(biāo)記,、放大,、篩查及輔助評定。數(shù)字圖像可智能歸類和存儲(chǔ),。

2. 技術(shù)優(yōu)勢

冷陰極X射線數(shù)字成像系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：焦點(diǎn)尺寸小(1 mm),，可明顯提升射線檢測靈敏度；照射時(shí)間短,、輻射劑量小,，可顯著降低人員誤照射的幾率，安全性高,，可實(shí)現(xiàn)交叉作業(yè),；成像快，結(jié)果實(shí)時(shí)性強(qiáng),，做到即時(shí)拍片立刻成像,，快速獲取X射線檢測結(jié)果,；設(shè)備輕、體積小,，攜帶方便,，可實(shí)現(xiàn)狹窄管排間的快速檢測。該技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)不僅使現(xiàn)場射線檢測成為可能,，而且變得更加安全,、方便、快捷,、可靠,，適用范圍極廣，潛力巨大,。目前主要應(yīng)用于火力發(fā)電管網(wǎng)檢測,、配管腐蝕及焊縫檢測、高壓輸電線檢測,、電線端頭線夾內(nèi)部腐蝕檢測,、板板對接焊縫檢測等。

冷陰極Ｘ射線數(shù)字成像系統(tǒng)具有操作簡單,、成像時(shí)間短、方便攜帶,、成像分辨率高,、信噪比強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，其缺陷檢出率不低于常規(guī)射線檢測,，且檢測結(jié)果不需暗室處理,。配合智能軌道工裝，作業(yè)效率顯著提升,，在工業(yè)無損檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景,。