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，動態(tài)范圍大，檢測效率高，可自動測量管道壁厚、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、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。

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)時性強(qiáng)，做到即時拍片立刻成像，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。