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。
X射线波长短和穿透性强的特征,使得常规的可见光探测器难以对其进行探测。一百多年以来,人们一直致力于研制新型的X射线探测器,以其能够在减小射线剂量的前提下,获得更好的成像质量。X射线探测器技术的发展与材料技术、微电子技术、现代信息技术以及计算机科学技术等多个学科密切相关。新型X射线探测器的应用,也都会伴随着新型的X射线成像技术的出现。X射线探测器是在接收到X射线后,把它转化为可测量或是可观测的量,如可见光、电流脉冲等。然后再转化为电信号通过电子测量装置进行测量,所有的射线探测器都是利用射线与探测介质作用时的各种特性。如影像的感光效应、闪烁晶体的荧光效应或是物质的电离效应等进行探测的,性能一般于被探测的X射线波段和被探测的参数等相关。无论在任何的成像系统中,探测器性能的好坏都直接影响到整个系统的性能进而影响到图像的质量。对于探测器的选取,还取决于应用的特殊要求与限制。光学转换效率、计算率和空间分辨率以及操作简易性是X射线探测器几个较重要的技术指标。

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。
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。

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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