0 引言
    在X射線檢測中，CCD數(shù)字化實時成像系統(tǒng)因其不需要進行膠片沖洗，成像速度快，得到的圖像較傳統(tǒng)膠片圖像質(zhì)量好而獲得了廣泛的應(yīng)。而在彈道實驗中，由于經(jīng)常有高速運動的破片，以及高速高壓氣流和爆炸強沖擊力等。往往會對CCD數(shù)字成像系統(tǒng)造成損壞，且防護裝置體積龐大，因此，很多彈道實驗無法使用CCD數(shù)字成像系統(tǒng)。
    而傳統(tǒng)的膠片成像使用化學(xué)處理X射線膠片，從圖像的采集到技術(shù)人員的檢測，至少需要20分鐘。如果膠片曝光量不夠或透照角度錯誤，還必須重新進行所有的程序。此外，還必須配備存放地點和經(jīng)過培訓(xùn)的員工，并保證安全操作、存儲和處理膠片沖洗藥液。
    CR(computed radiography)技術(shù)是介于膠片成像與CCD數(shù)字成像之間的中間技術(shù)。這種技術(shù)類似于膠片成像。它由成像板替代膠片將圖像存儲起來，然后采用激光掃描儀將成像板中的圖像讀出來．并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像。
    傳統(tǒng)X射線膠片成像系統(tǒng)能攝照的部位都可以用CR成像，CR系統(tǒng)中代替膠片的成像板可重復(fù)使用，動態(tài)特性線性度比膠片好，圖像處理過程不需要暗房，不需要任何化學(xué)溶液，可省掉繁瑣的膠片沖洗過程，大大加快了成像速度，減輕了操作者的勞動強度；而且其圖像信息是以數(shù)字形式讀出，非常方便進行圖像處理。
    與CCD數(shù)字化實時成像相比，CR的最大優(yōu)勢在于僅以成像板代替X射線膠片。由于讀取設(shè)備與成像板分離，故在彈道實驗中的防護容易實施。
    為了提高彈道實驗圖像診斷的效率和圖像質(zhì)量，南京理工大學(xué)瞬態(tài)物理國家重點實驗室于2008年組建了用于彈道實驗的X射線CR成像系統(tǒng)。

1 CR成像原理
    CR成像技術(shù)將透過物體的X射線影像信息記錄在由熒光物質(zhì)制成的、有存儲功能的熒光板上，這種存儲熒光板又稱成像板(image plate，簡稱IP)。IP板曝光后會在其熒光層中形成潛影，將帶有潛影的IP板放入激光掃描儀中通過激光束掃描讀取，即可將潛在的像還原成可見光的像，再進行計算機采集處理，從而得到數(shù)字圖像。因此，CR成像的工作過程主要由X射線曝光和讀取IP板潛影兩部分組成。
1．1 曝光
    當(dāng)X射線輻射到成像板時，成像板內(nèi)的增感屏將吸收的X射線轉(zhuǎn)換成可見光的影像，同時熒光晶體中的電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，然后，電子將自發(fā)地回到半穩(wěn)態(tài)能級，形成潛在影像。圖1所示是其成像板的曝光原理示意圖。

1．2 讀取
    將成像板放入激光掃描儀的掃描單元，再用激光束掃描成像板，這樣在激光激發(fā)下，激光能量釋放被俘獲的電子，使其返回其初始能級，并產(chǎn)生可見光發(fā)射；光發(fā)射的強度與原來接收的射線劑量成比例；光電接收器接收可見光并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號送入計算機進行處理，從而得到數(shù)字化的射線照相圖像。圖2所示是CR成像板的圖像讀出原理示意圖。其圖像可由激光掃描儀的光子放大器采集并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以將其儲存在計算機中。但應(yīng)注意：成像板上的成像數(shù)據(jù)必需在半小時內(nèi)掃描。

1．3 擦除
    成像板使用前，應(yīng)擦除成像板上的所有信息。使用強光可擦除熒光層殘留的影像，圖3所示是其擦除原理圖。大多數(shù)情況強光照射15秒，就可以完全有效地擦除成像板的信息。但有時擦除時間要增加到最大60秒。

2 CR成像系統(tǒng)的組成
    CR成像系統(tǒng)的主要裝置包括影像采集部分(IP板)、影像掃描部分(激光掃描儀)、影像后處理和記錄部分(成像軟件)，圖4所示是其系統(tǒng)組成示意圖。

2．1 成像板
    成像板的構(gòu)造一般分為：底層(起支撐作用)、熒光層(形成潛影)、保護涂層、端口附加密封劑四個部分，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

    通常傳統(tǒng)膠片的灰價值大于700，半導(dǎo)體接收器的灰價值在1000～10000之間。德爾NDT成像板一般可儲存65000灰價值范圍的圖像，并可消除曝光不足和曝光過度的影響。
2．2 激光掃描儀
    圖6所示的德爾CR 35 NDT激光掃描儀是與IP板配套的現(xiàn)代掃描工具，其創(chuàng)新的光子收集系統(tǒng)技術(shù)可將圖像噪音和干擾降到最低，以近乎100％的效率將激活的X射線信息掃入系統(tǒng)，其分辨率可以達到20LP／mm。

    在圖6中，德爾NDT的激光束會在光子收集系統(tǒng)中高速旋轉(zhuǎn)，而精密光學(xué)棱鏡的使用則保證了激光焦點的直徑可以達到12．5μm。依靠專利的拋物面反射鏡系統(tǒng)及其特殊的高效涂層，所激發(fā)出的冷光束可被收集并定向到光電倍增管的接收器，這樣可以提高其信噪比，同時干涉也會急劇減少。因此，其圖像的質(zhì)量可以分辨出最小的細節(jié)。
2．3 成像軟件
    通過D－Tect成像軟件，CR 35 NDT掃描儀可以讀取、處理及保存這些數(shù)字化信息，并將信息存檔及交流。同時，成像軟件還具有先進的數(shù)字圖像評片功能和數(shù)據(jù)管理功能，以及強大的數(shù)據(jù)共享能力。

3 CR成像系統(tǒng)在彈道實驗中的應(yīng)用
    將CR成像系統(tǒng)安裝在彈道實驗裝置時，其IP板的安裝使用方法與X射線膠片的安裝使用方法基本相同，而且其防護措施也相同。圖7為部分彈道實驗圖片。