x线摄片作用(x线拍片的原理)

x线拍片的原理

管道的探伤和拍片都是对焊缝的一种检测手段。常用的探伤主要是磁粉探伤和超声波探伤，磁粉探伤的原理是磁通量的均匀和大小形成的磁粉图谱，判断焊缝内的缺陷。

超声波探伤原理差不多。拍片是利用射线在胶片上形成的影像，直观的看出缺陷的形状，缺陷的性质、如夹渣\未焊透等。

两者不同的是，探伤成夲低速度快。拍片成夲昂贵，速度慢。

X线成像的基本原理

CT是应用X线束围绕人体的某一部位连续断层扫描，取得信息，再经计算机处理而获得的重新建立图像，具有检查迅速、图像清晰的特点，其成像的基本原理是X线光束从多个方向对人体检查部位进行扫描，取得的信息经模拟或数字转换成数字信号，输入计算机后得到处理，经过计算机运算，从而获得每个体素的X线吸收系数和衰减系数，再将这些系数排列成矩阵，经数字模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转变为由黑到白不同灰度的小方块，这就是像素，并按矩阵排列，形成X线的CT图像。

X线拍片原理

焊缝探伤的方法有好几类，比如射线、超声、磁粉、表面等方法，但是拍片探伤又有2类，就是x光探伤和γ源探伤。

其原理简单来讲，就是不可见光（x射线或γ射线）穿透焊缝后与底片上的感光剂（溴化银）发生化学反应，形成感光因子，然后先后经过显影液和定影液的显影和定影，在底片上形成影像，根据影像局部的黑度变化来判断缺陷。

x线成像原理是什么

X 线的特性：

1、穿透性：X 线穿透性是 X 线成像的基础。

2、荧光效应：荧光效应是进行透视检查的基础。

3、感光效应：感光效应是 X 线摄影的基础。

4、电离效应：即生物效应，是放射治疗的基础，也是进行 X 线检查时需要注意防护的原因。

x线摄影的原理

最大的区别是x线成像没有电离效应和生物效应。

X线的成像原理主要是利用我们X线进入人体后，产生的一种电离效应，进而引起生物学特性改变。

X射线摄影（CR）指的是借助于X射线与人体相互作用，把人体内部器官结构、密度、组织成分等信息以摄像方式表现出来，是利用X射线的穿透作用将人体三维的解剖结构投影为二维平面影像的一种成像技术。

X线检查的原理

撞击金属靶。

撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能（其中的1%）会以光子形式放出，形成X光光谱的连续部分，称之为制动辐射。

通过加大加速电压，电子携带的能量增大，则有可能将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。

由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的，所以放出的光子的波长也集中在某些部分，形成了X光谱中的特征线，此称为特性辐射。

电子的韧制辐射，用高能电子轰击金属，电子在打进金属的过程中急剧减速，按照电磁学，有加速的带电粒子会辐射电磁波，如果电子能量很大，比如上万电子伏，就可以产生x射线。

原子的内层电子跃迁也可以产生x射线，量子力学的理论，电子从高能级往低能级跃迁时候会辐射光子，如果能级的能量差比较大，就可以发出x射线波段的光子。

测厚仪工作原理对于X射线，在其穿透被测材料后，射线强度I的衰减规律为式中 I0———入射射线强度；μ———吸收系数；h———被测材料的厚度。当μ和I0一定时，I仅仅是板厚h的函数，所以测出I就可以知道厚度h。X射线测厚仪原理是根据X射线穿透被测物时的强度衰减来进行转换测量厚度的，即测量被测钢板所吸收的X射线量，根据该X射线的能量值，确定被测件的厚度。由X射线探测头将接收到的信号转换为电信号，经过前置放大器放大，再由***测厚仪操作系统转换为显示给人们以直观的实际厚度信号。X射线源辐射强度的大小，与X射线管的发射强度和被测钢板所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度，为了确定其所需的X射线能量值，可利用M215型X射线检测仪进行校准。在检测任一特殊厚度时，系统将设定X射线的能量值，使检测能够顺利完成。

x线摄片原理

产生X射线的原理是用加速后的电子撞击金属靶，撞击过程中电子突然减速，其损失的动能（以光子形式放出，形成X光光谱连续部分。通过加大加速电压，电子携带的能量增大将金属原子的内层电子撞出。于是内层形成空穴，外层电子跃迁回内层填补空穴，同时放出波长在0.1纳米左右的光子。

X射线的产生途径是电子的韧制辐射，用高能电子轰击金属，如果电子能量很大就可以产生x射线；原子的内层电子跃迁也可以产生x射线，量子力学的理论，电子从高能级往低能级跃迁时候会辐射光子，如果能级的能量差比较大，就可以发出x射线波段的光子。

拍片利用x线的什么

dr和x光的区别是，dr是在普通x光拍片的基础上，发展成为数字化x线拍片。dr拍片检查也是需要利用到x线，虽然检查的部位和普通x光拍片都是一样的，但图像的分辨率高多了，放射线辐射剂量也降低了非常多。

dr相比较普通的x光拍片，图像能接入医院的网络传输，储藏系统，这样临床医生就可以在自己的电脑终端调取图像，极大的提高了工作的效率

x射线拍片原理

X线成像基本原理，X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差别。條萊垍頭

当X线透过人体不同组织结构时，被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X线量即有差异。这样，在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。頭條萊垍

拍x线是什么

　　一、器材要求：

　　1、数码相机：500万象素以上为佳，这样可以一次摄下整张片子，焦距要对准，不要用闪光灯。

　　2、三脚架：一般的足够用了，只要能支起相机即可，不必担心抖晃）。如果没有三脚架，那就要确保手要稳，一旦有所晃动，照片效果肯定不好。

　　3、观片灯：就是内有日光灯管的灯箱，大家在医院可能都见过。能够置入一张片子足够，过大则会出现背景太亮导致照片边缘模糊，可以用其它片子遮挡光亮。问题是，一般家庭没有观片灯怎么办？

　　4、代替观片灯的方式：

　　A、电脑显示器：，如果片子较小，可以用显示器作背景。调到最亮，将屏幕调成白色（这个还有人不会吗？）。还有一个办法，点击“开始”－“所有程序”－“附件”－“记事本”，记事本想必大家都知道，打开记事本，最大化，桌面就变白了。

　　B、白天的窗玻璃（未装防盗窗，否则会有阴影留下）。可以将被拍摄的胶片用胶带固定于清洁的窗户玻璃上（最好是没有图案花纹的毛玻璃）。窗户玻璃外的背景应当是没有任何景象的无云的天空，不能有诸如建筑物、树木、云彩等背景，也不能让阳光直射窗户玻璃，以防这些背景图像通过窗户玻璃映入拍摄的画面中，干扰拍摄效果。

　　二、步骤：

　　要声明一点，普通数码相机如果操作熟练也可以达到好的效果，当然，如果相机有较多的功能，就按照以下的方式拍摄。

　　1、保持室内黑暗（目的是为了减少片子反射室内物体、拍摄人及相机机身导致干扰）。拍摄时最好用遮光板遮住来自观片灯或窗户玻璃多余的光线。要注意保持被摄片与相机镜头垂直，也就是说X光片要拍的很正才行，不要仰着拍、俯视拍，更不要斜着拍。一般使用自动曝光系统,但应将曝光模式设定在多点曝光或平均测光上,切忌使用点测光。镜头的使用最好在中焦或长焦端，少用广角，以免画面出现变形。

　　2、三脚架支起相机使相机镜头对准片子中心（如果你的三脚架质量很好，可以竖放片子，同时将相机竖放，但是简易三脚架相机竖放时不能够很好的垂直）。如没有三脚架，拍摄时应双手持相机，并将手或肘部支撑在桌子或椅子等固定的支撑物上，按快门时注意屏住呼吸，防止图像出现抖动。

　　3、将片子横向置入观片灯（如果宽度不够，可以将观片灯放倒）（至于为什么横放，相机正常拍片都是宽>高，这样放置可以用最大版幅纳入图片资料）

　　4、调整相机参数:分辨率设为最高，关闭闪光灯，设图片色彩为黑白(如果有这项功能）.如果要病灶局部的特写则要开启微距。

　　5、使相机离开片子约1米远，适度拉伸相机光学变焦，保证片子全部图像纳入取景范围，如果放至最大不能使图像满幅，可以移近相机。注意：拉伸变焦不能达到数码变焦的位置，大多数码相机变焦时都会在屏幕上显示出光学变焦与数码变焦之间的分隔线。这样做的目的是为了减少相机机身被观片灯照亮后的反光，并且可以减少拍摄图片的畸变，如果相机开启了微距，距离观片灯很近，这样拍摄的图片就不是正方形了。

　　6、开启相机的延时拍摄功能，轻按下快门对焦，然后按到底，离开相机，避免震动，等待相机数秒后自动完成拍摄。。CT、MRI及X线片拍摄骨一般暴光时间1/1500秒到1/60。其中CT片骨窗选1/400，MRI选1/250，CR片选1/600，普通X线片视亮度而定。焦距一般选2.8或3.5即可。

　　7、检验拍摄效果，如果拍下的图片质量合格，在相机屏幕上放至最大，可以看清片子上的文字等信息。当然，最好将照片导入电脑，用显示器查看拍摄效果。

　　这样拍片能够最大限度的拍摄出质量上乘的照片，并且图片一致性很好，避免了抖晃所致的模糊，减少了照片的变形，实际操作中能够起到事半功倍的效果。

　　三、拍摄X光片、CT和MRI的进阶技巧。

　　会拍了，还要知道怎么样的片子才是拍得好的。

　　X线片的拍摄进阶技巧：

　　在X线片上，病人的姓名、X线编号、检查日期、检查医院、左右侧等汉字或英文数字信息一般标示在X线片的上下两端及侧边，因此拍摄X线片时应当将整张X线片完全摄入，才能清楚地反映X线片的所有信息。根据片子上标示的信息，注意片子不要放反了。

　　数码相机选择自动拍摄模式,肖像场景模式,禁用闪光灯,图像分辨力1280×960（约120万像素或1.2M）,图像质量选择精细模式。根据X线片的大小调整拍摄距离，半按快门自动进行对焦,完全按下快门进行拍照。

x线摄影的基本原理是什么

我的研究方向是工业X射线检测，就结合工业X射线产生和成像原理进行简单的介绍。

1、X射线介绍

X射线也称为伦琴射线，是由德国著名物理学家威廉•康拉德•伦琴（Wilhelm Röntgen）于1895年11月在进行阴极射线的研究时发现的。

X射线本质上是与微波、红外线、可见光和紫外线等一样的电磁波，电磁波是由光子组成的，由公式可知光子的能量与其波长成反比：

式中，h是普朗克常量，c是光在真空中的速度，λ是光子的波长，ν是光子的频率。X射线对应的波长范围分布在几皮米到几纳米，具有较强的穿透性，因此工业上常用X射线检测物体的内部结构。下图为X射线在电磁波谱中的分布范围：

X射线除了具有所有电磁波的共性之外，还具有一些特有的性质：

物理效应：（1）穿透作用；（2）电离作用；（3）荧光作用；（4）热作用；（5）干涉、衍射、反射、折射作用。

化学效应：（1）感光作用；（2）着色作用

生物效应。

2、X射线产生原理

X射线的产生有三个不可缺少的条件：

第一，能够产生自由电子的电子发射器；

第二，能够使自由电子加速运动的电场；

第三，能够使高速移动的电子瞬间减速的靶物质。

根据上述三个条件，人们发明了能够产生X射线的X射线管，射线管的结构如下图所示：

X射线管主要由产生自由电子的电子枪和阳极靶组成。电子枪主要由阴极灯丝组成，阴极灯丝在通电之后可以产生自由电子，自由电子通过电子枪中的聚焦极聚焦并经过电子枪的阳极进行加速形成聚集的电子束；阳极靶由熔点高、热传导性好的金属物质组成，起到瞬间减速高速移动的电子的作用。在X射线管工作时，电子枪和阳极靶之间加以高电压形成强电场，电子枪产生的电子束在强电场的作用下向阳极靶加速运动。高速运动的电子在到达阳极靶时，与阳极靶材料原子发生作用并产生电磁辐射。

加速电子与阳极重金属作用有三种形式：

第一种是电子与外层轨道电子相互作用导致外层轨道电子获得能量升到较高的能量轨道后又迅速回到原来的位置，这一过程会将加速电子的动能大部分转变成内能并产生少量红外线。

第二种是电子与内层轨道电子发生相互作用，当这种相互作用导致内层轨道电子离开了它的轨道，会形成内层的电子空穴。这种空穴被外层轨道电子跃迁填补时将会产生X射线，这种形式产生的X射线的能量等于跃迁所发生的两个电子轨道之间的能量差，所以这种X射线包含了重金属原子内部的结构信息，是一种特征X射线。

第三种是加速电子和原子核的相互作用，当加速电子经过重金属的原子核旁边时这会减速并改变其运动方向，因为电子减速减少的动能将转化为X射线，这种形式产生的射线被称为轫致辐射(Bremsstrahlung)。由于电子的速度可以从0到真空管电压所对应的电子速度之间连续变化，因此轫致辐射产生的能谱与特征X射线不同，具有从零到入射能量的连续能谱。

一般来说，工业X射线源产生的X射线能谱有可以认为由两部分构成，一是加速电子与内层轨道电子的相互作用产生的离散的特征X射线能谱，另一部分是轫致辐射产生的连续能谱。一个典型的工业X射线能谱如图所示：

3、X射线与物质的相互作用

X射线在穿过物体时与物体会发生多种过程复杂的相互作用，这些相互作用会导致射线强度的衰减。也正是由于射线发生了衰减，衰减了的X射线会携带物体内部的有关信息。X射线与物体发生相互作用时，一部分X射线直接穿过物体，这部分射线称为透射X射线；在剩余的X射线中，一部分X射线与物体的原子核发生直接碰撞，这部分X射线的能量被转化成热能使物体的温度升高；另一部分X射线与组成物体物质的原子中的轨道电子发生碰撞并将能量传给轨道电子，轨道电子发生逃逸而转化成光电子，产生俄歇电子或荧光X射线；最后一部分X射线与轨道电子发生非弹性碰撞而导致X射线方向发生偏离，从而发生散射作用。

光电效应、康普顿效应及电子对效应是X射线与物质发生的主要相互作用：

1）光电效应

当射线进入被测物体时，光子将与原子中的轨道电子发生碰撞，将其能量全部传递给轨道电子，轨道电子在获得能量之后，会摆脱原子核对自己的束缚，变成自由的光电子，而入射光子在与轨道电子相互作用后完全消失，这种现象就是光电效应。光电效应只有在入射光子能量大于原子核与轨道电子的结合能时才会发生，否则不会发生。由于轨道电子变为自由电子，使得电子层中产生空位，将导致原子不稳定，所以外层电子会跃迁到空位，使原子恢复稳定状态。跃迁时会发射荧光辐射，这是光电效应的一个重要特征。下图为光电效应示意图：

2）康普顿效应

康普顿效应也称为康普顿散射，指的是入射光子与原子外层电子发生撞击，入射光子的部分能量传递给了外层电子，外层电子获得能量后从原来的轨道飞出，同时，入射光子由于能量的减少，成为散射光子，偏离入射方向，经过散射的射线和入射的射线波长不相等。如下图所示，hγ和hγ’分别表示入射光子和散射光子的能量，θ表示入射光子与散射光子之间的夹角，称为散射角，φ表示入射光子与反冲光子之间的夹角，称为反冲角。

3）电子对效应

当高能量的光子穿过物体时，将会与原子核发生相互作用，光子的能量会全部释放，转换为正、负电子对，这种相互作用的过程称为电子对效应。产生的电子对会在不同方向飞出，方向由入射光子的能量决定。电子对效应的发生概率与物质原子序数和光子能量有关，在高原子序数、高光子能量的情况下，是一种重要的相互作用。下图简明地表示了三种基本作用在不同条件下的优势区域和重要性。

在常用的X射线能量范围内，光电效应、康普顿效应和电子对效应这三种物理效应基本都会发生。对于不同的被检物质和X射线能量，上述三种效应的发生概率不同。

4、X射线成像原理

小朋友你是否有很多问号？我们产生了X射线后要干什么呢？

当然是根据X射线的特征，以及其强大的穿透能力进行成像啦！

X射线在穿过物体时，与物体之间产生吸收和散射作用，这导致X射线强度衰减，这是X射线成像的重要基础。实验表明，X射线穿过物质的厚度越厚，其强度衰减率越高。某一波长的X射线穿过物体时的衰减规律满足比尔定律：

I为射线穿过物体经过衰减后的强度，I0为射线的入射强度，μ为该物体在该波长X射线照射下的线性衰减系数，t为物体的厚度。一般来说，X射线的衰减是物质对射线的吸收与散射共同作用的结果，因此上式中衰减系数μ被认为是吸收系数与散射系数的和。在X射线的实际衰减过程中，射线因吸收而导致的衰减占主要部分，远大于散射所导致的衰减，因此常将因射线散射而导致的衰减忽略。

当一定强度的X射线透射物质时，射线的波长保持不变，当X射线穿过高密度或厚度较大的物体时，X射线强度衰减较大；穿透低密度或较薄的物体时，相同强度的X射线的衰减较小。因此，在一次曝光中，一定强度的X射线穿过不同物质，或者相同物质不同厚度时，会得到亮度明暗差别较大的图像。

当射线束穿过被检测物体时，如果在物体的某个区域存在缺陷，或者在射线透照方向上存在结构差异，就会造成物体对射线的衰减产生差异，通过探测器采集到的图像就可以分析出被测物内部的缺陷和结构差异。

上图为射线检测的基本原理图，入射X射线的强度为I0，穿过厚度为T的被测物体，被测物内部有厚度为ΔT的缺陷，被测物体的线性衰减系数为μ，射线穿过没有缺陷和有缺陷区域的一次射线强度分别为ID和ID'，没有缺陷和有缺陷区域的散射射线强度为IS和IS'，没有缺陷和有缺陷区域的总透射强度为I和I’。

总透射强度可由一次射线强度和散射射线强度组合表示：

实际中ΔT远小于T，因此可认为IS和IS'相等，所以可得：

对于一次射线，根据比尔定律可以得出：

由于式μΔT表示的值很小，根据泰勒公式近似：

缺陷的衰减系数记为μ’，经过进一步推导（过程略去）可得：

ΔI/I表示的是物体的对比度，表示了射线成像的基本原理，即得出了缺陷和本体之间的对比度关系。由上式可以看出，射线检测缺陷的能力，与射线的能量、在射线透照方向上缺陷的尺寸、射线散射等相关。检测原理是根据物体不同部位对射线衰减的差异，通过探测器采集到这种差异信号，并将其转换为数字图像，然后从图像中提取出物体的内部结构、质量状态等重要信息，然后对其分析处理。

5、X射线图像采集系统

X射线数字射线成像(Digital Radiograph, DR)和工业计算机断层扫描（Industrial Computed Tomography, ICT）是工业无损检测领域中的两个重要技术分支。DR检测技术，是20世纪90年代末出现的一种实时的X射线数字成像技术。相对于现今仍然普遍应用的射线胶片照相，DR检测最大的优点就是实时性强，可以在线实时地对生产工件结构介质不连续性、结构形态以及介质物理密度等质量缺陷进行无损检测，因此在快速无损检测领域里有广阔的发展前景。

ICT技术是一种融合了射线光电子学、信息科学、微电子学、精密机械和计算机科学等领域知识的高新技术。它以X射线扫描、探测器采集的数字投影序列为基础，重建扫描区域内被检试件横截面的射线衰减系数分布映射图像。

DR

DR系统一般由射线源、待测物、探测器、图像工作站等几部分构成。目前在工程实际中应用的探测器主要分为两种：图像增强器和非晶硅探测器。图像增强器首先通过射线转化屏将X射线光子转换为可见光，然后通过CCD（Charge Coupled Device）相机将可见光转化为视频信号，可在监视器上实时显示，也可通过A/D采集卡转化为数字信号输入到计算机显示和处理。非晶硅探测器采用大规模集成技术，集成了一个大面积非晶硅传感器阵列和碘化铯闪烁体，可以直接将X光子转化为电子，并最终通过数模转换器（ADC）转变成为数字信号。

X射线数字成像技术广泛应用于航空、航天、兵器、核能、汽车等领域产品和系统的无损检测、无损评估以及逆求，检测对象包括导弹、火箭发动机、核废料、电路板、发动机叶片、汽车发动机气缸、轮胎轮毂等，在工程质量监督和产品质量保证方面发挥着极其重要的作用，正逐渐成为发展现代化国防科技和众多高科技产业的一种基础技术。

电路板检测：

焊缝检测：

CT检测

X射线CT是国内研究最为广泛的CT成像方法之一，CT图像重建方法是CT基础研究的核心。CT图像重建的任务是由CT数据重建被测物体的CT图像。

锥束CT是指基于面阵列探测器的CT成像方法，其中锥束指X射线源焦点与面阵列探测器所形成惟形射线束。与传统基于维线阵列探测器的扇束CT相比，锥束CT每次可以获得一幅二维图像，具有射线利用率高和各向分辨率相同等优点。

当我们获取了一定数量的投影数据后，便可以根据不同扫描方式下的不同CT重建算法，重建出待测物体的断层图像。

典型CT断层图像：