我们认真做科普：工业射线照相成像的现有技术
X射线与伦琴
威廉·康拉德·伦琴（1845-1923，上图左）德国人，物理学家，于1895年发现了X射线并于1901年成为诺贝尔奖金第一位物理学奖获得者，为开创医疗影像技术铺平了道路，上图右为人类历史上第一张X光片，无名指上为伦琴夫人佩戴的戒指。
在工业射线照相中，产生射线照片的常规程序是在被检查对象的一侧放置穿透性（电离）辐射源（X射线或伽马射线），在另一侧放置辐射探测器（胶片），如上图所示。辐射的能量级别必须选择得当，以确保足够的辐射穿过对象并传输到探测器上。
探测器通常是一张装在防光密封信封或暗盒里的照相胶片，其前表面非常薄，允许X射线轻松穿过。需要化学药品来显影胶片上的图像，这就是为什么这个过程被称为“湿法”过程。
如何确定辐射能量的硬度？
的来说，穿过组件的辐射强度图像可以记录在：
传统的X射线胶片上，通过化学显影的“湿法”工艺，或以下的“干法”工艺之一：
- 带有记忆磷光体的成像板和数字射线成像的工作站，称为计算机辅助射线成像或CR.
- 平板探测器和直接射线成像的计算机工作站，称为DR。
- 荧光屏或类似辐射敏感介质和闭路电视（CCTV）摄像机，在传统荧光检测中，是直接射线成像的早期版本。
- 通过辐射探测器，例如：晶体、光电二极管或半导体线性阵列，通过一系列测量构建移动对象的图像。这种方法应用于机场行李检查系统。
如何成像？
辐射源的物理尺寸应该很小（直径几毫米），由于X射线从源直线传播穿过样品到达胶片，形成了样品和不连续性的清晰“图像”。这种几何图像形成与可见光源的阴影图像相同。图像的清晰度同样取决于辐射源直径和其距离形成图像的表面的距离。
在防光暗袋（塑料或纸质）中的“经典”胶片通常紧贴在样品后方，然后打开X射线适当时间（曝光时间），之后取出胶片进行照相处理，即显影、定影、洗涤和干燥。在直接射线成像（DR）中，通过计算机显示器直接形成相应图像。这两种方法的共同点是均是负图。材料少的地方（吸收少）允许更多X射线传输到胶片或探测器会导致密度增加。尽管形成图像的方式有所不同，但图像的解释方式完全相同。因此，DR技术容易被接受。
“经典”胶片在经过曝光化学处理（湿法过程）后可以在观片灯上查看。物体中的缺陷或不规则性导致胶片密度（亮度或透明度）的变化。曝光期间接收到更多辐射的胶片部分（例如在空腔下的区域）会显得更黑，即胶片密度更高。数字成像提供相同色调的黑白图像，但查看和解释在计算机屏幕（VDU）上完成。
如何评估图像质量？
☆对比度
☆清晰度
☆颗粒度
例如，测试一个样品，在表面加工了一系列不同深度的凹槽。射线照片上凹槽图像与背景密度之间的密度差异称为图像对比度。对比度需要达到一定的最小值，凹槽才能变得可辨识。
- 对比度：对比度增加时，凹槽的图像变得更容易可见以及较浅凹槽的图像也将逐渐变得可辨识
- 清晰度：假设凹槽有锋利的加工边缘，凹槽的图像仍然可能是清晰或模糊的；这是第二个因素：图像模糊，称为图像不清晰度。在图像检测的极限下，可以证明对比度和不清晰度是相互关联的，并且可检测性取决于这两个因素。
- 颗粒度：由于射线胶片上的图像由银颗粒组成，因此具有颗粒状外观，这取决于这些银颗粒的大小和分布。图像的这种颗粒外观，称为胶片颗粒度，这也可能掩盖图像中的精细细节。
- 同样，在所有其他图像形成系统中，这三个因素是基本参数。在电子图像形成中，例如带有闭路电视和屏幕的数字射线成像或扫描系统，对比度、清晰度和噪声等因素是图像质量的衡量标准；像素大小和噪声（电子）相当于颗粒度。
- 三个因素：对比度、清晰度和颗粒度或噪声是决定射线成像图像质量的基本参数。制作满意的射线照相图像的技术很大程度上与它们相关，并且它们也影响样品中缺陷的可检测性。
- 射线照片显示图像细节的能力称为“射线照相灵敏度”。如果非常小的缺陷可以显示出来，射线照相被认为具有高（好）灵敏度。通常使用人工“缺陷”如丝或钻孔来测量这种灵敏度。