1.  系统组成

冷阴极X射线检测系统由冷阴极X射线源、数字成像板(检出器)、控制器及平板电脑构成。使用锂电池驱动X射线源及数字成像板，可在无外接电源环境中进行检测。X射线源的照射、数字成像板的成像及信号处理均采用专用软件控制实现。检验过程可概括为透照、信号探测与转换、图像显示与评定三个阶段。

目前，市场上的X射线管仍以热阴极为主，基本结构包括阴极、聚焦极和阳极，工作中需要加热灯丝、响应速度慢、寿命较短、电子束能量分布宽、难以聚焦。冷阴极X射线管采用碳纳米结构体电子源，在热阴极结构的基础之上增加了栅极，用于控制冷阴极电子发射过程，具有无需加热、响应速度快、阴极面积可控、电子发射方向集中、能量分布窄、易集成等优点，已成为近些年来X射线产品开发研究热点。

冷阴极X射线管整体结构如下图所示。通过对栅极施加正电压以引出电子束，电子束经过聚焦极聚焦后汇聚于此，高速电子束轰击阳极靶面产生X射线。验证试验表明，该技术在成像质量和缺陷检出率中均满足规范要求，且成像质量优于常规X射线机。

● 数字成像板

传统胶片成像技术检测流程复杂，工作效率低，底片存储量大，不易远程共享与查阅，向数字化转变是其发展的必然趋势。

数字成像板采用大规模集成技术，穿透被检物的射线被数字探测器阵列(DDA)接收转化为电信号，经模数转换成数字图像显示，无需暗室处理，动态范围大，检测效率高，可自动测量管道壁厚、腐蚀坑、管径等。数字射线图像能在电脑、平板、手机等屏幕上查看，易于存储、调用、传输和共享，大大方便了各行业的管道完整性评估和监控。

● 控制单元

控制单元包括控制箱和平板电脑，装有专用的控制系统和图像分析软件，可实现平板探测器图像采集与显示、冷阴极Ｘ射线机控制、数字射线图像处理、图像质量分析等几个方面的功能。软件具有缺陷识别功能，可实现缺陷的自动标记、放大、筛查及辅助评定。数字图像可智能归类和存储。

2. 技术优势

冷阴极X射线数字成像系统的主要特点有：焦点尺寸小(1 mm)，可明显提升射线检测灵敏度；照射时间短、辐射剂量小，可显著降低人员误照射的几率，安全性高，可实现交叉作业；成像快，结果实时性强，做到即时拍片立刻成像，快速获取X射线检测结果；设备轻、体积小，携带方便，可实现狭窄管排间的快速检测。该技术的诸多优点不仅使现场射线检测成为可能，而且变得更加安全、方便、快捷、可靠，适用范围极广，潜力巨大。目前主要应用于火力发电管网检测、配管腐蚀及焊缝检测、高压输电线检测、电线端头线夹内部腐蚀检测、板板对接焊缝检测等。

冷阴极Ｘ射线数字成像系统具有操作简单、成像时间短、方便携带、成像分辨率高、信噪比强等优点，其缺陷检出率不低于常规射线检测，且检测结果不需暗室处理。配合智能轨道工装，作业效率显著提升，在工业无损检测中具有广阔的应用前景。