第三章診斷用X線機(jī)高壓部分,范能勝,3.1固定陽極X線管,固定陽極X線管結(jié)構(gòu)圖,一、陽極：,結(jié)構(gòu)：靶面；銅體（又稱陽極體）；陽極罩（又稱陽極帽）；陽極柱（又稱陽極柄）：作用：產(chǎn)生X線、散熱、吸收二次電子和散射線。,鎢制成，接受電子轟擊，產(chǎn)生X線。,無氧銅制成吸收二次電子和散射線。,無氧銅制成，鑲嵌靶面，用于散熱,紫銅制成，浸泡在變壓器油中，用于散熱。,二、陰極：,結(jié)構(gòu)：燈絲；陰極頭；陰極套；玻璃芯柱等；作用：主要是發(fā)射熱電子。,鎢制成，呈螺線管狀，加熱時發(fā)射電子,鐵鎳合金，對燈絲發(fā)射的電子進(jìn)行聚焦。,雙焦點燈絲結(jié)構(gòu),三、玻璃殼,作用固定陽極、陰極保持管內(nèi)真空度：,3.2旋轉(zhuǎn)陽極X線管：,固定陽極X線管的缺點：功率?。惶岣吖β屎涂s小焦點面積相矛盾；旋轉(zhuǎn)陽極X線管的優(yōu)點：瞬時功率大；焦點小；,陰極,陽極靶面,一、陽極：,結(jié)構(gòu)：靶面；轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)軸；軸承；,一、靶面,靶面使用錸鎢合金制成，增加抗膨脹性。,靶基使用鉬或石墨制成，增加熱容量。,二、轉(zhuǎn)子：,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：低速管：2800轉(zhuǎn)/分高速管：8500轉(zhuǎn)/分及以上。靶盤直徑越大，轉(zhuǎn)速越快，X線管瞬時耐受的功率就越大。,三、軸承：,特點：工作溫度高，可達(dá)400攝氏度。使用固體潤滑劑，如二硫化鉬、銀、鉛等。加壓啟動與制動裝置。,3.3特殊X線管：,一、柵控X線管：,結(jié)構(gòu)：在陰極和陽極之間加以控制柵極；工作特點：X線的發(fā)生與否不僅與管電壓、管電流有關(guān)，還取決于柵極控制電壓。用途：電影攝影；,三極X線管陰極結(jié)構(gòu)和控制原理,燈絲發(fā)射特性：燈絲發(fā)射特性較一般X線管差；使用陰極頭與燈絲絕緣，陰極頭加?xùn)艠O電位，起到聚焦和柵控的作用，可提高X線管電流；,截止特性：不同的管電壓需要不同的柵極截止電壓。時間控制特性：短至1ms焦點：負(fù)偏壓越大，焦點越??；采用用于電容充放電X線機(jī)。,二、軟X線管,結(jié)構(gòu)特點：使用鉬靶，用于軟組織攝影；使用鈹窗，X線輸出窗固有過濾??；陰陽極間距離短，管電流大；,三、金屬陶瓷X線管：,高溫對燈絲影響：鎢絲蒸發(fā)，燈絲變細(xì)；鎢蒸氣在玻璃殼內(nèi)表面形成一層鍍膜。影響玻璃絕緣強(qiáng)度；阻礙X射線通過；金屬陶瓷X線管特點：,金屬，接地,陶瓷,3.4X線管的規(guī)格與特性,構(gòu)造參數(shù)：,電參數(shù)：,特性曲線,X線管瞬時負(fù)載特性,X線管連續(xù)負(fù)載特性,一、構(gòu)造參數(shù)：,指由X線管的結(jié)構(gòu)所決定的參數(shù)，在制造完成就已經(jīng)確定，包括：靶面傾角；外形尺寸；重量；管壁濾過當(dāng)量等；,二、電參數(shù)：,1、最高管電壓：X線管兩極間所能耐受的最高電壓峰值；2、最大管電流：指一定管電壓和曝光時間下所允許的最大管電流平均值。3、最長曝光時間：指一定管電壓和管電流下所允許的最長曝光時間。,4、X線管的容量（負(fù)荷量）：指X線管在安全使用條件下單次曝光或連續(xù)曝光的最大負(fù)荷量。1）計算公式：P=1/1000UI(Kw)U:管電壓有效值；I:管電流有效值；2）影響因素：管電壓、管電流、管電壓波形、曝光時間。,5、線管的代表容量（標(biāo)稱功率）：）定義：一定整流方式和一定曝光時間下線管的最大負(fù)荷。）固定陽極線管的表示方法：單相全波整流，曝光時間1SXD4-29/100,小焦點標(biāo)稱功率,大焦點標(biāo)稱功率,管電壓,）旋轉(zhuǎn)陽極線管的表示方法：三相全波整流，曝光時間0.1SXD51-2040/125,小焦點標(biāo)稱功率,大焦點標(biāo)稱功率,管電壓,三、X線管的陽極特性,1、定義：陽極特性曲線（IaUa）是在一定的燈絲加熱電流下，管電壓（Ua）與管電流（Ia）之間的關(guān)系；2、空間電荷的定義：,燈絲前方發(fā)射的電子,燈絲側(cè)方發(fā)射的電子,燈絲后方發(fā)射的電子，隨管電壓升高逐漸飛向陽極。,3、陽極特性曲線：,比例區(qū),飽和區(qū),o,B1,B2,四、X線管的燈絲發(fā)射特性曲線,1、定義：燈絲發(fā)射特性曲線（IaIf）是在不同的管電壓下，管電流（Ia）與燈絲加熱電流（If）的關(guān)系,五、線管的瞬時負(fù)荷特性：,1、定義：作用于X線管上的數(shù)毫秒至數(shù)秒時間的負(fù)載。2、特點：大量的熱量聚集于陽極靶面附近，散熱作用可以忽略不計。3、表示方法：用容量或功率表示，也常用瞬時負(fù)載曲線表示。,瞬時負(fù)荷曲線：指某焦點在某種整流方式下，對應(yīng)一定管電壓(峰值)時，允許最大管電流(平均值)與曝光時間之間的關(guān)系曲線。,我國規(guī)定的誤差范圍：Kv,10%，mA,10%，S,15%,六、線管的連續(xù)負(fù)荷特性：,1、定義：連續(xù)負(fù)荷作用于X線管上數(shù)秒以上長時間的負(fù)載。2、特點：生熱過程和冷卻過程同時存在。3、表示方法：用容量表示連續(xù)負(fù)荷。,4、熱容量：1）定義：指X線管處于最大冷卻率時，允許承受的最大熱量。2）計算：1J=1Kv(有效值)1mA(有效值)1S系數(shù)1HU=1Kv(峰值)1mA(平均值)1S系數(shù)1HU=0.71J系數(shù)：三相全波，1.35單相全波(管電流6m),1.35,生熱曲線：X線管在不同負(fù)荷條件下，陽極上積累的熱量與時間關(guān)系的曲線。冷卻曲線：X線管停止負(fù)荷后陽極上的熱量與冷卻時間關(guān)系的曲線。,冷卻曲線,放入X線管套后的生熱和冷卻曲線,3.5.1線管的檢驗,1、外觀檢查：玻璃外殼；陰極、陽極；管內(nèi)有無異物和金屬器件氧化、銹蝕。轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)情況；,2、X線管燈絲檢查：直流電阻3；3、X線管真空度檢查：什么是冷高壓試驗？冷高壓試驗的操作方法。4、燈絲加熱試驗：使用加熱燈絲的交流電源或者兩節(jié)1.5電池。,5、旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)動試驗：6、負(fù)荷試驗：在燈絲加熱的情況下，按照X線機(jī)的使用規(guī)格進(jìn)行試驗。透視負(fù)荷試驗：攝影負(fù)荷試驗：注意事項：,3.5.2X線管的使用,X線管的使用壽命：燈絲的壽命；陽極靶面的壽命；正常使用下的報廢；,X線管的使用注意事項：不得超過最高使用管電壓；嚴(yán)格按照燈絲發(fā)射特性曲線調(diào)整管電流。初次使用或放置時間比較久再投入使用必須對X線管進(jìn)行訓(xùn)練；不能超負(fù)荷使用；,配旋轉(zhuǎn)陽極的X線管必須等到陽極啟動并達(dá)到額定轉(zhuǎn)速才能曝光；定期檢查容量保護(hù)裝置工作是否正常；X線管放置和運輸過程中應(yīng)陽極朝下。,3.6高壓發(fā)生裝置,作用：提供高壓和燈絲加熱電壓。,組成：,一、高壓變壓器,工作特點：1、變壓比大，一般多在1：500范圍；2、設(shè)計容量可等于最高輸出容量的1/51/3；3、浸在絕緣油中，次級中心接地。,變壓器結(jié)構(gòu)：1、鐵芯：材料：使用冷扎或熱扎硅鋼片。鐵芯形狀：制造工藝：,2、初級繞組：工作電壓：500V線材：采用紗包或玻璃絲包線。繞制方法：分層繞制，層間絕緣。,3、次級繞組：工作電流：1000mA層間電壓：10001500V繞制方法：繞制成砸數(shù)相同的兩個繞組，相互串聯(lián)，中心點接地。,4、次級中心點接地：作用：1）降低了次級線圈的絕緣要求；2）便于安裝管電流表。測量回路斷路保護(hù)措施：1）并聯(lián)放電針；2）并聯(lián)放電管。,次級線圈中心點接地,工作原理：變壓比：匝數(shù)計算：,二、燈絲變壓器：,工作特點：1、次級電流較大：次級電壓512V功率約100W。2、次級繞組電位很高，要求初、次級間具有良好的絕緣，絕緣強(qiáng)度不能低于高壓變壓器最高輸出電壓的一半。,燈絲變壓器結(jié)構(gòu)：,3.7、高壓元件：,1、高壓硅堆整流器：作用：管電壓整流。制造工藝：由許多單晶硅做成的二極管以銀絲串聯(lián)而成，外殼一般采用環(huán)氧樹脂。特點：體積小、機(jī)械強(qiáng)度高、絕緣性能好、壽命長、性能穩(wěn)定、正向電壓降小和使用時無須燈絲加熱等優(yōu)點,高壓硅堆整流器,2、高壓電纜：根據(jù)芯線數(shù)目和排列方式：有單芯、三芯和四芯、同軸和非同軸之分。作用：輸送管電壓和燈絲電壓。,非同軸高壓電纜,同軸高壓電纜,1）導(dǎo)電芯線：除傳送X線管的kV外，陰極側(cè)電纜還傳送X線管燈絲加熱電流。2）高壓絕緣層：它的主要作用是使芯線的高電壓與地之間絕緣。3）半導(dǎo)體層：使接觸不良處不能形成高壓靜電場，從而防止了高壓靜電場引起的不良影響，分內(nèi)半導(dǎo)體層和外半導(dǎo)體層。,電介質(zhì),電偶極子,E,金屬屏蔽層,外半導(dǎo)體層,高壓絕緣層,4）金屬屏蔽層：一旦高壓電纜擊穿，導(dǎo)電芯線的高壓便與金屬屏蔽層短路，而金屬屏蔽層通過固定環(huán)接地，保護(hù)操作者和病人的安全。5）保護(hù)層：加強(qiáng)對高壓電纜的機(jī)械保護(hù)，減少外部損傷，并能防止有害氣體、油污和紫外線對高壓電纜的危害。,高壓電纜使用注意事項：1）管電壓峰值不得超過最大允許電壓值。2）芯線與外邊的屏蔽層構(gòu)成了一個電容，但管電壓很高時，電容形成的電容電流不能忽略。,3、高壓插頭和插座：,4、高壓交換閘：高壓交換閘的作用：在具有兩個以上的X線機(jī)，用來對高壓和燈絲電壓