在線 X 射線檢測裝置是在工廠生產線上,無需中斷流程即可利用 X 射線對產品進行檢測的設備。
X 射線與可見光同屬電磁波,廣義上也屬于光的一種。但相比可見光和紫外線,單個 X 射線光子的能量更高,具備穿透物質的能力。X 射線也用于 X 光檢查,照射物體時,即便無法通過普通光線看到內部,也能觀察到物體內部狀態。
利用這一特性,可檢測生產線上流動的產品及零部件是否存在質量問題。檢測時,先向被檢測物照射 X 射線,再通過相機或傳感器捕捉穿透后的 X 射線,經計算機處理轉化為圖像,由人工目視判斷。此外,不依賴人工、通過計算機檢測算法自動分析圖像并判定結果的自動檢測設備也已大量研發應用。
值得一提的是,普通可見光僅能觀察物體表面,而利用 X 射線或 γ 射線,在不破壞、不拆解物體的前提下觀察內部狀態的方式,被稱為 “無損檢測"。
在線 X 射線檢測裝置廣泛應用于制造業、水產加工業、農業等行業的生產線。
尤其適用于需在不中斷流程的情況下實現全檢,并僅篩選出不合格品的場景。
電子設備廠商的工廠中,會使用 X 射線計算機斷層掃描(CT)檢測裝置,檢查搭載零部件的印刷電路板是否存在焊接不良。該設備能呈現普通光線無法觀察到的焊接部位內部狀態,可高靈敏度發現焊接缺陷。
水產加工業中,用于檢測魚肉切片是否殘留骨頭,或是否混入玻璃、金屬等異物。
農業領域已開發出相關設備,通過 X 射線測量生產線上流動的青椒厚度,結合尺寸信息,可瞬間完成青椒的等級劃分。
X 射線的波長約為 0.1 納米~10 納米,而可見光的波長范圍為下限 360-400 納米至上限 760-830 納米,因此可見光的波長約為 X 射線的 1000 倍。
根據波長(λ)與能量(E)的關系式 E=hν=hc/λ(其中 h 為普朗克常數、ν 為頻率、c 為光速),能量與波長成反比。由此可知,X 射線的能量約為可見光的 1000 倍。
工業和醫療領域使用的 X 射線由 X 射線管等設備人工產生。X 射線管為真空管,內部設有燈絲和鎢等重金屬靶材,二者相對放置。向燈絲通入電流使其發光的同時,對鎢靶材施加正向高壓、對燈絲施加反向高壓,燈絲會釋放熱電子并撞擊鎢靶材。電子在此過程中迅速減速,將自身動能以 X 射線的形式釋放。
在線 X 射線檢測裝置通過上述方式產生 X 射線,照射生產線上流動的被檢測物,再由 X 射線相機或傳感器捕捉穿透后的 X 射線并轉化為圖像。并非所有 X 射線光子都能穿透所有物質:相同厚度下,密度越高的物質,阻擋 X 射線的比例越高;相同密度下,厚度越大的物質,阻擋 X 射線的比例也越高。
在線 X 射線檢測裝置在圖像獲取方式和圖像解析方式上均取得了顯著進步。
此外,部分設備已實用化,類似機場行李檢測裝置,通過照射多種波長的 X 射線,利用不同能量 X 射線下物質透射率的差異,可識別被檢測物中混入異物的種類。
X 射線檢測的實用案例是 X 光檢查(倫琴射線檢查)。該方法向人體照射 X 射線,將透射光圖像記錄在底片上。在 X 光圖像中,人體的骨骼會呈現為最亮的區域。
在線 X 射線檢測裝置是 X 光檢查原理的延伸應用,專門用于集成到生產線等場景中,對產品進行檢測。