X光射线被广泛应用在产品的成像检测领域，而X光射线能够使产品成像的基本原理主要是基于两点：一是X光射线的基本特性，也就是穿透性、可吸收性、荧光效应、感光效应；二是产品组织结构固有的密度和厚度差异。
当X光射线穿过产品不同密度、厚度的物质组织时，被内部物质组织不同程度的吸收，使到达射线接受装置的X光射线量不同，从而形成黑白对比的影像。物质密度越高对X光射线吸收越多。
关于热阴极X光管本身，如果由于冷却不充分，会带来以下两种类型的故障模式：
不同密度的物质组织对X射线吸收程度的成像反应不同，高密度组织的成像是呈白色，中等密度组织的成像是呈灰白色，低密度物质组织是呈灰黑或深黑色。
第二个故障类型是由于不正确的散热会释放破坏性的离子。如果X光管阳极所受到的负荷超过靶材蒸汽压力点，然后释放离子。依次，这些释放的离子会被吸引向螺旋状的钨灯丝，并开始通过离子涤气过程开腐蚀灯丝。灯丝出现损坏或断路，结果导致灯丝过早的失效。
此外，当被检测的产品越厚，能被穿透过去的X光射线越少，成像则是越白。因此X光射线的成像原理取决于检测目标组成材质的密度，厚度，吸收等差异，导致透过检测目标的射线量也不同，被探测器吸收转换后会以不同的灰度值显示。
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