电力系统的冷阴极X射线管数字成像检测

(北京国电电科院检测科技有限公司，北京 102209)

X射线检测广泛应用于医学、电力、船舶等行业。热阴极X射线管有能量转换效率低、射线检测时间长等局限性[1]。碳纳米管具有良好的导电性能、稳定的化学性能、优异的机械性能，被认为是最理想的场致发射材料之一[2]，其加速了对冷阴极X射线管的研究,推动了X射线检测技术的进一步发展，并且近些年冷阴极X射线机逐渐应用在实际检测中。成像系统也由传统的胶片成像技术发展出计算机射线照相(CR)技术、数字阵列检测技术(DDA)和计算机层析成像技术(CT)等。笔者主要介绍了由冷阴极X射线机和数字阵列检测系统组成的冷阴极X射线数字成像系统以及该技术在电力系统的应用案例。

1 冷阴极X射线管数字射线成像技术原理

1.1 冷阴极X射线管原理

图1 冷阴极X射线管结构示意

图2 冷阴极X射线管外观

冷阴极X射线管(见图1,2)主要由阴极、阳极、管壳3部分组成，其中阴极为具有针叶树形状的碳纳米材料，阳极大多选用锥形钨针，管壳内为真空。冷阴极X射线由X射线真空二极管产生[3]，其电子发射原理是场致发射，阴极部位的碳纳米结构材料有锋利的边角,或者顶端可以增强场发射电流，并通过外部施加强电场来抑制表面的势垒[4]，在强电场的作用力下,阴极材料表面的电子射入真空管中，同时阳极部位的锥形针状结构有利于减小发射面积,以达到尽可能小的焦点，从而发出强度更高的X射线。

1.2 冷阴极与热阴极……

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