工业常用的探测器有三种，闪烁体光电倍增管和闪烁体光电二级管及气体电离探测器。采集信号的方法则分为光子计数和电流积分两种，光子计数适合于射线强度较低的场合，电流积分法则适合于射线强度高的场合。因为射线强度增加时，光子计数法不能区分射线光子产生的单个脉冲。闪烁体光电倍增管探测器即可用光子计数也可以采用电流积分，闪烁体光电二极管和气体探测器由于信号弱只能采用电流积分。闪烁体光电倍增管探测器的工作原理是射线使闪烁体发出可见光，光电倍增管的光阴极将可见光转变为电子，电子被加速打到带正电的倍增电极上释放出更多的电子，经过一系列的倍增电极得到低背景噪声下的高电信号。闪烁光体二极管探测器的工作原理与闪烁体光电倍增管探测器相似，只是用光电二极管代替了光电倍增管的光电极，将可见光转变为电流电压转换器将电流信号放大并转换成电压信号。气体电离探测器是射线入射到充有高压气体的电离室内使气体原子电离，其优点是可以做到很高的排列密度，探测器之间的一致性好。
射线既有光所具有的波粒二象性本质特性，同时又与可见光有很大的区别。X射线沿直线传播，射线粒子本身不带电量，不受电场和电磁作用的影响。射线与可见光一样在真空中以光速传播，并沿直线方向前进。X射线与物质相互作用时，它可以穿透物体，能量的衰减与物体的结构和厚度有关。X射线强穿透能力，射线能够透过可见光无法透过的物质，同时被物质吸收和散射，从而引起射线能量的衰减。射线的穿透能量与其波长以及被穿透材料的原子序数和密度有关，射线能量越大波长越短，硬度越高穿透能量越大。而被透照材料的原子序数越大，密度越大越难穿透。利用射线穿透物体，根据物体对射线的吸收能力与穿透能力，通过探测器、图像增强、图像采集等方法，观察物体内部的结构与状态。X射线的电离性质能排斥原子层中的电子，使气体电离也能影响液体或固体的电性质。射线的这一特性在通过空气时，也可使空气分解为正负离子成为导电体，空气的电离程度与吸收的射线剂量成正比。
图像处理是一个视觉信息处理过程，就是使可以看到的图像质量逐步提高的过程。其目的就是对图像进行加工，以得到对具体应用来说视觉效果更好，更有用的图像效果。X射线检测机图像处理分为传感预热处理、分割、描述、识别、表达和解释6大部分组成，图像处理和分析主要有图像增强、图像恢复、图像重建、图像编码和分割等几种方法。X射线检测图像增强是提高图像视觉质量的重要因素，有空域增强和频域增强。所完成的工作包括了去除图像的噪音，以及增强图像的对比度等。图像恢复是把退化图像复原，重新获得原始图像的过程。X光机的图像编码就是实现对图像压缩，而图像数据量的压缩对图像的存储和传输都至关重要。图像分割就是从处理开始到分析转变的关键，也是图像自动分析的第一步，分为并行边界类、串行边界类、并行区域类和串行区域类4种分割方法。根据X射线检测的实际情况不同，具体应用的目的和要求也不同，所有的图像处理方法也不尽相同。但是无论采用什么样的处理方法和方式，其较终目的就是对检测区域图像质量的提高。
当入射X射线穿过物体时，其光子将与物质发生复杂的相互作用。由于这些相互作用使从物体透射的一次射线强度低于入射射线强度，从而使X射线强度发生衰减。入射射线经过与物质的相互作用后，在出射的射线中包含透射的一次射线，未与物质发生作用而直接穿透物体。也就是说入射光子的能量，除保留在透射一次射线中的一部分外，另有一部分会转移到能量或方向已经改变的光子那里。还有一部分转移到与之相互作用的电子或产生的电子那里，这一过程也被称为散射。转移到电子的这一部分能量，由于电子可以与物质相互作用而有相当一部分损失在物体之中。入射到物体的射线由于一部分能量被吸收，一部分能量被散射而受到减弱使其强度产生衰减。按射线的能量可分为单色射线和连续谱射线，单色射线是指射线的能量是单一的，即射线只含有一种能量的光子是单一波长的。连续谱射线是指射线包含连续分布能量的射线，即射线含有不同能量的光子，射线的波长不是单一的而是一段波长范围。
线性二级管阵列是利用X射线闪烁晶体材料，如单晶的或直接与光电二极管相接触制作而成的射线线阵探测器。单晶体被切成很小的小块，形成图像中离散的像素。线性二极管阵列典型的构成是荧光层，一般由磷组成如钆氧硫化物。这层荧光被涂在光电二极管的单一阵列上，被检测的对象以恒定的速度对准X射线束移动。X射线穿透被检测对象到达荧光屏，产生的大量光子撞击屏幕发射出明亮的可见光线。通过光电二极管将这些光线转换为电子信号，图像处理器将电信号进行数字化，累积的数据线被组合成传统的二维物体的图像，显示在X射线检测机的计算机显示器上。线性二极管阵列技术广泛应用于工业异物检测和公共安全检查等领域。线性二极管阵列技术也正朝着快速扫描的方向发展，由于没有瓶颈问题的制约，使其达到了很高的发展水平。随着可编程器件和逻辑电路的应用，为高性能的探测器的出现创造了必要的条件，针对具体的应用和优化也更加容易。
射线图像上两个区域之间的黑度差定义为影像的对比度，在射线影像上的对比度指的是影像黑度与背景的黑度之差。对窄束单色射线的情况，可以根据射线衰减规律推导。在实际的检测时一般都是宽束射线，因此必须考虑到散射线的影响，因此也可以推导出散射比。射线检测理论的基本公式是指导射线检测技术的基本公式，对实际检测过程中的缺陷，严格的说不能简单的应用公式进行计算，而是应考虑缺陷对射线的衰减特性。也就是缺陷引起的射线衰减远远小于同样小的被检测物本身引起的射线衰减，某个细节缺陷影像的射线对比度受到细节本身的性质和尺寸及射线检测因素、被透照物体本身的性质和尺寸等一系列因素的影响。对于一个特定的缺陷，要得到高的射线对比度就要选用可能较低能量的射线透照，来提高线衰减系数。选择适宜的透照布置使得该缺陷在透照方向具有较大的厚度差，采取措施减少散射线的强度。
鞋厂验针**的X光机检测鞋子，之所以可以高清晰的显示断针断钉等异物的图像，是因为在图像识别领域，有效识别特征的提取是保证视觉系统识别速度和识别准确率的关键。鞋子验针X光机是直接利用图像的像素值作为识别的样本特征，基于模板的各种图像匹配识别算法，取像素点的灰度值作为分类的样本数据。即使是很小的产品目标图像，如果直接采用像素值作为样本向量，会直接的导致X光机系统识别的时间。不适用于对复杂的鞋子结构的验针识别，可以用做对图像特征的提取，以检查较小的结构尺寸为基准。鞋子验针X光机的目标图像基准点在确认后，对有效区域的图像作恰当的数学描述，以获得一组少而精的特征来作为图像的描述符，X光机就能实现对检测的鞋子与样本图像之间的匹配，进而完成检针任务。被检测物品特征的提取是模式识别与图像分析领域中较重要的，也是较基本的问题之一。鞋子验针X光机的图像中正确的选择和抽取有效特征，是解决对断针断钉等异物识别的关键，主要包括鞋子的特征选择及特征定位和特征的提取。
安检X光机高压发生器由高压变压器、高压整流管、灯丝变压器和高压整流电路组成。它们共同装在一个机壳中，里面充满了耐高压的绝缘介质。高压发生器提供安检X光机射线管的加速电压（阳极与阴极之间的电位差）和灯丝电压。高压变压器的结构与一般变压器相同，其特点是二次电压很高，但是功率并不大。灯丝变压器的一次电压一般为100V~200V，二次电压常为5V~20V。由于安检X光机射线管的阴极处于高压之中，而灯丝变压器的一次绕组处在低压线路之中，所以必须保证一次绕组与二次绕组之间的绝缘，防止它们之间的高压击穿。也正是因为这个原因，灯丝变压器必须置于高压绝缘介质之中。高压整流电路有多种形式，典型电路有半波自整流电路、全波整流电路和全波恒压整流电路。全波整流电路的电源利用率高，X射线管不存在承受反方向高压的问题。全波恒压整流电路输出的电压波形稳定，X射线管上的电压变化较小，不仅减少了输出射线强度的波动，而且具有倍压的作用。半波自整流电路结构更加简单部件少体积小，电压利用率低。仅在半周发射X射线，在高压的负半周X射线管承受很高的反向电压。
入射射线只随穿透物体的厚度增加而按指数规律迅速衰减，在实际X射线检测中常常都是宽束射线情况。即到达探测器的射线中不仅有入射射线中未与物质作用，沿着直线方向穿透物质的一次射线，还有与物质相互作用过程中产生的散射线二次射线和散射电子。应用宽束射线时，一次透射射线和散射射线同时到达探测器，到达探测器强度减弱程度取决于物质的衰减系数和射线在物质中穿越的厚度。单能X射线只存在理想状态下，实际应用中的单能X射线往往是窄束连续谱射线。不同能量的射线穿过同样厚度的物体时所受到的衰减并不相同，使连续谱射线的衰减规律变得复杂。如果对连续谱射线的各波长分量分别进行计算将相当复杂，因此在讨论连续谱射线的衰减规律时，常会引入一个等效波长也称为平均波长。采用这个波长对连续谱射线的衰减规律进行近似的分析计算，X射线等效波长穿过一定厚度的物体后，连续谱射线的透射射线等效波长与入射射线相比，将发生硬化现象即等效波长减小平均能量提高。
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