在线 X 射线检测装置基础知识

更新时间：2025-12-08

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什么是在线 X 射线检测装置

在线 X 射线检测装置是在工厂生产线上，无需中断流程即可利用 X 射线对产品进行检测的设备。

X 射线与可见光同属电磁波，广义上也属于光的一种。但相比可见光和紫外线，单个 X 射线光子的能量更高，具备穿透物质的能力。X 射线也用于 X 光检查，照射物体时，即便无法通过普通光线看到内部，也能观察到物体内部状态。

利用这一特性，可检测生产线上流动的产品及零部件是否存在质量问题。检测时，先向被检测物照射 X 射线，再通过相机或传感器捕捉穿透后的 X 射线，经计算机处理转化为图像，由人工目视判断。此外，不依赖人工、通过计算机检测算法自动分析图像并判定结果的自动检测设备也已大量研发应用。

值得一提的是，普通可见光仅能观察物体表面，而利用 X 射线或 γ 射线，在不破坏、不拆解物体的前提下观察内部状态的方式，被称为 “无损检测"。

在线 X 射线检测装置广泛应用于制造业、水产加工业、农业等行业的生产线。

尤其适用于需在不中断流程的情况下实现全检，并仅筛选出不合格品的场景。

电子设备厂商的工厂中，会使用 X 射线计算机断层扫描（CT）检测装置，检查搭载零部件的印刷电路板是否存在焊接不良。该设备能呈现普通光线无法观察到的焊接部位内部状态，可高灵敏度发现焊接缺陷。
水产加工业中，用于检测鱼肉切片是否残留骨头，或是否混入玻璃、金属等异物。
农业领域已开发出相关设备，通过 X 射线测量生产线上流动的青椒厚度，结合尺寸信息，可瞬间完成青椒的等级划分。

X 射线的波长约为 0.1 纳米～10 纳米，而可见光的波长范围为下限 360-400 纳米至上限 760-830 纳米，因此可见光的波长约为 X 射线的 1000 倍。

根据波长（λ）与能量（E）的关系式 E=hν=hc/λ（其中 h 为普朗克常数、ν 为频率、c 为光速），能量与波长成反比。由此可知，X 射线的能量约为可见光的 1000 倍。

工业和医疗领域使用的 X 射线由 X 射线管等设备人工产生。X 射线管为真空管，内部设有灯丝和钨等重金属靶材，二者相对放置。向灯丝通入电流使其发光的同时，对钨靶材施加正向高压、对灯丝施加反向高压，灯丝会释放热电子并撞击钨靶材。电子在此过程中迅速减速，将自身动能以 X 射线的形式释放。

在线 X 射线检测装置通过上述方式产生 X 射线，照射生产线上流动的被检测物，再由 X 射线相机或传感器捕捉穿透后的 X 射线并转化为图像。并非所有 X 射线光子都能穿透所有物质：相同厚度下，密度越高的物质，阻挡 X 射线的比例越高；相同密度下，厚度越大的物质，阻挡 X 射线的比例也越高。

在线 X 射线检测装置在图像获取方式和图像解析方式上均取得了显著进步。

图像获取方式：基本方式是从单一方向照射 X 射线，在另一侧通过传感器或相机捕捉光线。采用 CT 技术的检测设备，类似医疗领域的 CT，可通过改变照射角度和传感器位置，实现对被检测物的立体观察。
图像解析方式：已从人工目视判定，逐渐普及为利用检测算法的计算机自动分析。这一转变提升了检测吞吐量，降低了检测时遗漏不合格品的风险。

此外，部分设备已实用化，类似机场行李检测装置，通过照射多种波长的 X 射线，利用不同能量 X 射线下物质透射率的差异，可识别被检测物中混入异物的种类。

X 射线检测的实用案例是 X 光检查（伦琴射线检查）。该方法向人体照射 X 射线，将透射光图像记录在底片上。在 X 光图像中，人体的骨骼会呈现为最亮的区域。

在线 X 射线检测装置是 X 光检查原理的延伸应用，专门用于集成到生产线等场景中，对产品进行检测。