微焦点射线实时成像检测系统

http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em0816.gif X射线检测系统点激此处链接X射线实时成像系统:对于批量大、要求检测效率高的零件，是一种非常实用有效的检测手段，它具有动态观察、形态真实、检测效率高的特点，并可采用计算机图像处理装置对射线图像进行处理，使检测灵敏度进一步提高。 主要应用领域，金属铸件，塑料橡胶等。本系列产品对于不同形状和大小，钢、铝、陶瓷、复合材料或橡胶等不同材料的工件均可提供高质量的实时监测内部裂纹、分层等。 用于非金属、轻金属、铸造件、各种合金、压力容器等进行X射线无损检测。主要检测焊接缺陷（裂纹、气孔、夹渣、未溶合、未焊透等）以及腐蚀和装配缺陷。XRAY微焦点工作原理和发展：在伦琴先生发现X-Ray后的不久，他就认识到X-Ray可以用于材料检测。但直到上世纪70年代，X-Ray才开始被用于工业领域。由于当时电子产品的微小化以及对元部件可靠性要求的提高，人们极其关注在微米范围内的材料缺陷分析。如今微米焦点X-Ray检测已经稳定地被应用于无损害材料检测，并且通过不断的技术革新将在更广泛的工业领域中被使用. 　基本原理　在微米焦点X-Ray检测的过程中，扇形的X-Ray穿过待检样品，然后在图像接收器(现在大多使用X-Ray图像增强器)上形成一个放大的X光图。该图像的质量主要由以下三点决定：放大率、分辨率及对比度。图像分辨率(清晰度)主要由X射线源的大小决定，微米焦点X-Ray放射管的射线源只有几个微米。图像的几何放大率由X光路的几何性质决定(图1)，在实际应用中可达到1000至2500倍。　具体物体的微小部分在图片上的表现力主要是由该部分的本身属性在X光图上产生的对比度决定。对比度主要由物体内部的不同厚度，及不同材料(如印制线路板上的铜印制导线)，对光线的不同程度吸收而引起的。举例来说，样品A和B拥有相同的厚度，如果A的原子序数较B大，则它对射线的吸收性能较B强。C与B的组成物质相同，若C比B薄，则其对射线的吸收性能比较弱。对比度除与X-ray本征特性有关外，在技术上的局限是由X射线探测器的性质决定的。对图像增强器而言，只有吸收差别达到至2%，才能在X光图中清晰地呈现出来。　 　X射线管当高速带电粒子突然被减速时，X-Ray就产生了。在简单的X射线管中，电子从热阴极中出来，通过一个电场，向阳极加速。在撞到阳极时停止，同时释放出X射线。碰撞区域的大小就是X射线源的大小，它以毫米为单位，在这种情况下我们只能得到很不清晰的画面。通过微焦点X射线管的使用，就能改变这种状况。电子通过阳极上的一个小孔进入磁电子透镜，该透镜中的磁场力使电子束聚焦在阴极靶上一个直径只有几微米的焦点上。通过这种方式X射线源变得很小，在高放大率的情况下能得到分辨率在微米范围内的清晰图像。新研制的纳米射线管通过多个透镜的使用分辨率将达到500nm。　 X射线探测器 传统的X-Ray探测器是一个射线照相胶卷，它拥有良好的空间分辨率(在10μm内)和对比度(0.5%)和可以保存的检测结果等特点。它的缺点是曝光和冲洗都需要好几分钟的时间。针对这种情况，人们在图像增强器上装了拍摄被检测样品动感画面的影像链接，可是仍然只能得到比较粗糙的分辨率。在物体细节显微检测中，可以通过微焦点X光技术消除这个缺点。在足够大的几何放大率的情况下，图像清晰度只同X射线源的大小有关，因此最小的细节也能被清晰地拍摄下来。新研制的数码X射线探测器在理想状态下将两种图像接受方式合为一体：既能提供动态图像,又能拥有完美的对比度。　 　应用领域 如今微米X光技术主要应用于电子工业中的过程控制和缺陷分析。在元件组装中首先是隐藏焊点的检测，如：BGA封装中的气孔，浸润缺陷，焊桥，及其它的性质，如：焊料的多少，焊点的位移等。在半导体工业中，X光系统作为稳定的工具被应用于集成电路封装中内部连接的无损害检测。因此，在高分辨率的基础上可以检测到直径只有25微米的焊接连线上的最小坏点(图2)，及芯片粘接上的气孔在温度降低时晶体的粘合反应等。在多层印制电路板的的制造中，各个板面的排列将被连续地监控。在这里X光系统能精确地测量特别是处于内层位置的结构及焊环宽度，是制造过程优化的基础。此外，如在层间电路金属连通过程中，通过该技术还可以在X光图上清晰地辨认短路及断路，确定它们的位置并作出分析.

荧光X射线管焦点很大，且不均匀。小孔（Φ10μm）成象测定表明，对侧窗X射线管而言，荧光X射线管靶面焦点达6×5mm2。请问第一句：荧光X射线管焦点很大的焦点是起什么作用？焦点不均匀有什么作用，是特意设计成不均匀的吗？ 第二句：小孔（Φ10μm）成象测定表明，对侧窗X射线管而言，荧光X射线管靶面焦点达6×5mm2，这句话是怎么理解？不同的小孔对应不同的靶面焦点吗？谢谢指导！，

一、引言 　　X线诊断的医疗照射是全人类所受人工电离辐射照射的最大来源。X光机作为X射线诊断的主要仪器自然就备受世人关注，包括X光机的质量与性能如何，辐射的剂量多少等等。检定规程主要从射线的空气比释动能率、辐射输出的质、重复性、线性、分辨力、辐射野与光野一致性、X射线管的焦点等技术指标来控制X光机的质量与性能。本文主要讨论采用星卡法测量X光机焦点的技术问题。 二、焦点检测的意义 　　焦点检测中的几个术语，如实际焦点：靶面上阻拦截止加速粒子束的区域；有效焦点：实际焦点在基准平面上垂直投影。规程上用星卡测得的焦点并非制造商所标称的有效焦点的尺寸是成像性能的“等效”焦点，因为它是焦点的大小、球管阳极的倾角、焦点上X射线量的分布和焦点平面度等因素的总和。 　　医用X光机焦点检定的意义。 　　(1)保证成像质量。X光机成像质量的一个关键性的参数是清晰度，如果清晰度极差，就起不到诊断的作用，X光机中影响清晰度的因素很多，但其中等效焦点大小是影响清晰度的一个重要参数。 　　(2）精确测量焦点大小的变化，并配合其它量的测量，能检验高压电路中的元件的功能，尤其是X线管真空度是否降低。 　　既然医用X光机的焦点影响成像性能即清晰度，那么球管的焦点单独从诊断效果来看是越小越好、这是因为焦点越大，则投影时所产生的半影也越大，而影像的边缘就愈模糊。这对疾病的诊断极为不利。若从X线管的功率来看，焦点越大，散热性能越好，功率越大，X光机的用途就越广，所以球管的焦点应在一定功率的情况下越小越好。 三、焦点的检测 　　(1)暗盒的使用 　　在用星卡法测量X光机焦点时，一般不用带增感屏的暗盒，规程测量条件也是在没有增感屏的情况下进行检测的；调整暗盒与球管焦点间的距离，一般在(1.00~1.50)米左右拍出来的效果较佳。 　　(2)星卡的摆放 　　将星卡置于射线野的中心，调整星卡使其平面与X射线束的中心轴垂直，中心点与射线束的中心轴重合；在光野与照射野一致性检定合格条件下，可以根据光野调整星卡，即调整星卡使其中心点在暗盒上投影与准直器十字交叉点在暗盒上的投影重合。 　　焦斑放大倍率的确定，X光机的焦点是一个点面，如果用测量焦点与星卡和焦点与底片间距离来确定放大倍率，由于不是成简单三角形关系而是成梯形关系，不能确定放大倍率，若球管焦点越大则其对放大倍率的估计偏差也越大；可以通过测量星卡在底片上投影的直径与星卡本身直径的比例，更直观、更准确地确定放大倍率。