1.  系統(tǒng)組成

冷陰極X射線檢測(cè)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(wú)外接電源環(huán)境中進(jìn)行檢測(cè)。X射線源的照射、數(shù)字成像板的成像及信號(hào)處理均采用專(zhuān)用軟件控制實(shí)現(xiàn)。檢驗(yàn)過(guò)程可概括為透照、信號(hào)探測(cè)與轉(zhuǎn)換、圖像顯示與評(píng)定三個(gè)階段。

目前，市場(chǎng)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(yáng)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(guò)程，具有無(wú)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(lái)X射線產(chǎn)品開(kāi)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(guò)對(duì)柵極施加正電壓以引出電子束，電子束經(jīng)過(guò)聚焦極聚焦后匯聚于此，高速電子束轟擊陽(yáng)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(mǎn)足規(guī)范要求，且成像質(zhì)量?jī)?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(cè)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(shì)。

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(cè)器陣列(DDA)接收轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像顯示，無(wú)需暗室處理，動(dòng)態(tài)范圍大，檢測(cè)效率高，可自動(dòng)測(cè)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(píng)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(zhuān)用的控制系統(tǒng)和圖像分析軟件，可實(shí)現(xiàn)平板探測(cè)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(shí)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(píng)定。數(shù)字圖像可智能歸類(lèi)和存儲(chǔ)。

2. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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(cè)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(cè)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(cè)。該技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)不僅使現(xiàn)場(chǎng)射線檢測(cè)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(cè)、配管腐蝕及焊縫檢測(cè)、高壓輸電線檢測(cè)、電線端頭線夾內(nèi)部腐蝕檢測(cè)、板板對(duì)接焊縫檢測(cè)等。

冷陰極Ｘ射線數(shù)字成像系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)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(cè)，且檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。