我們認真做科普：工業(yè)射線照相成像的現(xiàn)有技術(shù)
X射線與倫琴
威廉·康拉德·倫琴（1845-1923，上圖左）德國人，物理學家，于1895年發(fā)現(xiàn)了X射線并于1901年成為諾貝爾獎金第一位物理學獎獲得者，為開創(chuàng)醫(yī)療影像技術(shù)鋪平了道路，上圖右為人類歷史上第一張X光片，無名指上為倫琴夫人佩戴的戒指。
在工業(yè)射線照相中，產(chǎn)生射線照片的常規(guī)程序是在被檢查對象的一側(cè)放置穿透性（電離）輻射源（X射線或伽馬射線），在另一側(cè)放置輻射探測器（膠片），如上圖所示。輻射的能量級別必須選擇得當，以確保足夠的輻射穿過對象并傳輸?shù)教綔y器上。
探測器通常是一張裝在防光密封信封或暗盒里的照相膠片，其前表面非常薄，允許X射線輕松穿過。需要化學藥品來顯影膠片上的圖像，這就是為什么這個過程被稱為“濕法”過程。
如何確定輻射能量的硬度？
的來說，穿過組件的輻射強度圖像可以記錄在：
傳統(tǒng)的X射線膠片上，通過化學顯影的“濕法”工藝，或以下的“干法”工藝之一：
- 帶有記憶磷光體的成像板和數(shù)字射線成像的工作站，稱為計算機輔助射線成像或CR.
- 平板探測器和直接射線成像的計算機工作站，稱為DR。
- 熒光屏或類似輻射敏感介質(zhì)和閉路電視（CCTV）攝像機，在傳統(tǒng)熒光檢測中，是直接射線成像的早期版本。
- 通過輻射探測器，例如：晶體、光電二極管或半導體線性陣列，通過一系列測量構(gòu)建移動對象的圖像。這種方法應用于機場行李檢查系統(tǒng)。
如何成像？
輻射源的物理尺寸應該很小（直徑幾毫米），由于X射線從源直線傳播穿過樣品到達膠片，形成了樣品和不連續(xù)性的清晰“圖像”。這種幾何圖像形成與可見光源的陰影圖像相同。圖像的清晰度同樣取決于輻射源直徑和其距離形成圖像的表面的距離。
在防光暗袋（塑料或紙質(zhì)）中的“經(jīng)典”膠片通常緊貼在樣品后方，然后打開X射線適當時間（曝光時間），之后取出膠片進行照相處理，即顯影、定影、洗滌和干燥。在直接射線成像（DR）中，通過計算機顯示器直接形成相應圖像。這兩種方法的共同點是均是負圖。材料少的地方（吸收少）允許更多X射線傳輸?shù)侥z片或探測器會導致密度增加。盡管形成圖像的方式有所不同，但圖像的解釋方式完全相同。因此，DR技術(shù)容易被接受。
“經(jīng)典”膠片在經(jīng)過曝光化學處理（濕法過程）后可以在觀片燈上查看。物體中的缺陷或不規(guī)則性導致膠片密度（亮度或透明度）的變化。曝光期間接收到更多輻射的膠片部分（例如在空腔下的區(qū)域）會顯得更黑，即膠片密度更高。數(shù)字成像提供相同色調(diào)的黑白圖像，但查看和解釋在計算機屏幕（VDU）上完成。
如何評估圖像質(zhì)量？
☆對比度
☆清晰度
☆顆粒度
例如，測試一個樣品，在表面加工了一系列不同深度的凹槽。射線照片上凹槽圖像與背景密度之間的密度差異稱為圖像對比度。對比度需要達到一定的最小值，凹槽才能變得可辨識。
- 對比度：對比度增加時，凹槽的圖像變得更容易可見以及較淺凹槽的圖像也將逐漸變得可辨識
- 清晰度：假設(shè)凹槽有鋒利的加工邊緣，凹槽的圖像仍然可能是清晰或模糊的；這是第二個因素：圖像模糊，稱為圖像不清晰度。在圖像檢測的極限下，可以證明對比度和不清晰度是相互關(guān)聯(lián)的，并且可檢測性取決于這兩個因素。
- 顆粒度：由于射線膠片上的圖像由銀顆粒組成，因此具有顆粒狀外觀，這取決于這些銀顆粒的大小和分布。圖像的這種顆粒外觀，稱為膠片顆粒度，這也可能掩蓋圖像中的精細細節(jié)。
- 同樣，在所有其他圖像形成系統(tǒng)中，這三個因素是基本參數(shù)。在電子圖像形成中，例如帶有閉路電視和屏幕的數(shù)字射線成像或掃描系統(tǒng)，對比度、清晰度和噪聲等因素是圖像質(zhì)量的衡量標準；像素大小和噪聲（電子）相當于顆粒度。
- 三個因素：對比度、清晰度和顆粒度或噪聲是決定射線成像圖像質(zhì)量的基本參數(shù)。制作滿意的射線照相圖像的技術(shù)很大程度上與它們相關(guān)，并且它們也影響樣品中缺陷的可檢測性。
- 射線照片顯示圖像細節(jié)的能力稱為“射線照相靈敏度”。如果非常小的缺陷可以顯示出來，射線照相被認為具有高（好）靈敏度。通常使用人工“缺陷”如絲或鉆孔來測量這種靈敏度。