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所謂的微焦點X射線機是焦點尺寸可以達到幾個微米，并且能夠在0～225kV或更高恒電壓模式下，以一定的功率連續工作的X射線機。微焦點X射線機的焦點尺寸通常可以連續可調，從幾微米直到0.2毫米或更高。
與常規X射線管相同，微焦點X射線管的陽極也是用循環油或水來冷卻。與常規X射線機不同的是，用于無損檢測的微焦點X射線管是用真空泵來維持X射線管內的真空度（約為10-7）。微焦點X射線管可以很方便的打開（即開放式或稱為開管），用來更換不同的靶材以產生不同的X射線頻譜；更換不同形狀及大小的X射線窗口；以及更換陽極的類型…如換上各種直徑和長度的棒陽極，以滿足不同檢測任務的需要。這些陽極棒的長度可達1500毫米，直徑可從18毫米一直小到4毫米。使用如此小的棒陽極，我們可以用單壁內透照方式，缺陷檢測靈敏度進行射線檢測。
需要考慮的是X射線束視場直徑或稱錐束角。進行微焦點X射線檢測，當焦距很近時，錐束角或視場范圍非常重要。例如，25°錐角的微焦點X射線機的曝光次數要小于15°錐角的微焦點X射線機在檢測相同范圍時的曝光次數。
另一個需要考慮的是焦點到X射線管窗口外表面的距離，它決定了被檢樣品到焦點的小距離。這一參數的重要性在于它決定了一個微焦點系統可能達到的大放大倍數。由于防護設施空間的局限以及射線的衰減與距離的平方成反比（I/R2），我們無法隨意拉長膠片或探測器到射線源的距離以增大放大倍數。
在進行微焦點X射線檢測時有一個與常規X射線檢測很大的不同：我們通常不需要考慮圖像半影的大小，即通常不考慮幾何不清晰度的影響。原因是當焦點尺寸足夠小時，半影可以忽略不計。因此我們可以在X射線視場可接受的情況下，盡可能減小被檢樣品到焦點的距離。
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