1、信號源-X線管定義:用于產(chǎn)生X線的裝置結構:X線管、高壓發(fā)生器、控制臺第二章 X線發(fā)生裝置第一節(jié) X線球管一、X射線的產(chǎn)生產(chǎn)生：德國實驗物理學家威廉康拉德倫琴（W. C. Rntgen，18451923），1895年11月8日意義：開辟了工業(yè)探傷和醫(yī)學影像診斷疾病的新領域人體組織對X射線的穿透性易透過性組織 中等透過性組織 不易透過性組織 肺、胃腸道 肌肉組織 骨(鈣鹽) 鼻竇、乳突 結締組織 脂肪組織 軟骨、血液二、固定陽極X線管1.基本結構1. 玻璃外殼2.陰極3.陽極3. X射線管的陽極（Anode）電子入射射出X線陽極罩陽極體吸收5060%二次電子(能量約為原來的99%)吸收部分散亂X

2、線無氧銅：散熱性能好陽極頭陽極罩可伐圈陽極柄4. X射線管的陰極（Cathode）常用兩類：圓焦點型線焦點型（散熱優(yōu)于圓焦點）圓焦點線焦點雙焦點燈絲（發(fā)射電子）集射罩(聚焦)燈絲聚焦罩玻璃殼高 壓正KV負KV大焦燈絲小焦燈絲大焦燈絲變壓器小焦燈絲變壓器CLCCS陽極5.X線管的焦點-影像X線成像質(zhì)量實際焦點1520有效焦點有效焦點尺寸越小，影像清晰度越高減小焦點面積以提高影像清晰度與增大X線管的功率以減小運動模糊不可兼得有效焦點：2.0mm*2.0mm1.0mm*1.0mm0.3mm*0.3mm6.焦點的方位性X線呈錐體輻射，照射野內(nèi)不同方向上的有效焦點大小、形狀是不同的使用時應注意保持實際焦

3、點中心、X線輸出窗中心與投影中心三點一線6.焦點增漲管電流增大，電子數(shù)目增多，由于電子之間的庫侖力作用，出現(xiàn)焦點尺寸增大現(xiàn)象固定陽極X線管旋轉陽極X線管結構陽極、陰極、玻璃殼陽極、陰極、玻璃殼陽極結構陽極頭、陽極帽、可伐圈、陽極柄靶盤與靶面、轉子、軸承散熱方式熱傳導熱輻射優(yōu)點結構簡單、價格低球管功率大、焦點面積大、散熱面積大四、特殊X線管金屬陶瓷大功率X線管（金屬吸收二次電子，陶瓷可起絕緣）解決了普通X線管大功率使用時會因玻璃擊穿而損壞的問題三極（柵控）X線管（在陽極與陰極間加了一個控制柵極）柵極漏極源極燈絲發(fā)射特性差，不能產(chǎn)生大的管電流，不適用于大功率X線機應用于X線電影攝影、X線電視、電容

4、充放電X線機軟X線管(對于乳房等如組織)結構特點：鈹窗對X線吸收低，固有濾過小，可獲大劑量軟X線鉬靶最適宜X線波長0.060.09nm，鉬靶進行選擇性吸收極間距離短1013mm，陰陽極之間場強大，管電流大CT用X線管靶面：新型復合靶結構（增大熱容量）外殼：金屬或陶瓷材料油循環(huán)裝置（增加散熱）飛焦點技術（不增加輻射功率的情況下獲得更多信息量）飛焦點技術：電子束被偏轉線圈產(chǎn)生的偏轉磁場改變 了其垂直入射點五、特性陽極特性曲線：是在一定的燈絲加熱電流If下，管電壓Va與管電流Ia之間的關系電子前端兩側后端-空間電荷比例區(qū)飽和區(qū)燈絲發(fā)射特性曲線：是在一定的管電壓Va下，管電流Ia與燈絲加熱電流If的關

5、系補償空間電荷：Va變高，If減?。籚a，If變低， If增加六、電參數(shù)最高管電壓是X線管兩極間可加的最高管電壓 管電壓最高管電壓，管壁放電，甚至擊穿X線管熱容量是當X線管處于最大冷卻率時，允許承受的最大熱量 冷卻率(散熱率)： 單位時間內(nèi)傳導給介質(zhì)的熱量熱容量單位是焦耳（J），1J=1kv(有效值）*1mA (有效值）*1s熱容量單位常用熱單位（HU）表示，1HU=1kv(峰值）*1mA (平均值） *1s在單相全波下1HU=0.77WS=0.77J 生熱和冷卻曲線七、套管1.旋轉陽極X線管的陽極結構A、陽極頭、轉子B、陽極頭、陽極柄C、靶面、鉬桿、轉子D、陽極帽、轉子、鉬桿2.對燈絲發(fā)射特

6、性的解釋，正確的是A、一定管電流時，燈絲加熱電流與電源電壓的關系B、不同管電流下，燈絲加熱電流與管電壓的關系C、不同燈絲加熱電流下，管電流與管電壓的關系D、管電壓一定時，管電流與燈絲加熱電流的關系3.大功率X線管中，管殼采用陶瓷或金屬，其目的A、易于安裝，無需管套B、堅固結構，防止震動C、防止電子轟擊致鎢沉積和被擊穿D、吸收散射線4.X線管的電參數(shù)有A、最低管電壓、容量、熱容量B、最高管電壓、標稱功率、容量C、最高管電壓、容量、熱容量D、瞬時載荷容量、連續(xù)載荷容量、熱容量第二節(jié) 高壓發(fā)生器一、高壓變壓器二、燈絲變壓器三、高壓整流器四、高壓交換閘五、高壓電纜、插頭與插座六、變壓器油 一、高壓變壓

7、器 定義：是產(chǎn)生交流高壓的器件，為X線管提供高壓電能。結構：高壓變壓器是由鐵芯、初級線圈、次級線圈、絕緣物質(zhì)和固定件等組成的變壓器工作原理電磁感應變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應電動勢。 n=N1/N2式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比) 。當n1 時，則N1N2 ，U1U2 ，該變壓器為降壓變壓器，反之則為升壓變壓器。1、鐵心 高壓變壓器多采用閉合式的導磁體，用不同寬度、0.35mm厚硅鋼片疊成近似圓形的階梯狀。為減少渦流，每片硅鋼片上涂有絕緣漆。為減少疊片接縫處的磁阻，采用交叉疊片的方法，最后嵌成口字形或日字形。2、初

8、級線圈： 高壓變壓器初級線圈的匝數(shù)較少，一般為數(shù)百匝；所加的電壓不高，一般在500V以下，但流過的電流很大，攝影時可達數(shù)百安培。因此初級導線多采用紗包或玻璃絲包的扁銅線，分若干層直接繞在鐵芯或絕緣紙筒上。由于線徑特粗，匝數(shù)又少，所以直流電阻很小，一般在1歐姆以下。3、次級線圈： 高壓變壓器次級線圈的匝數(shù)很多，在數(shù)萬到數(shù)十萬匝之間；次級電壓很高，從幾十至上百千伏；流過的電流很小，一般在1000mA以下。因此次級線圈多采用直徑很小的油性或高強度漆包線，繞成兩個匝數(shù)相同的繞組，套在初級線圈的外面。(1)為升壓變壓器，變壓比大，次級輸出電壓很高。診斷x射線機的管電壓一般在30150kVp(峰值)。(2

9、)診斷x射線機在透視時，管電流多為3mA左右，管電壓在6580kV，容量只有數(shù)百瓦，屬連續(xù)低負荷；在攝影時，管電流可達數(shù)百毫安至干毫安，但曝光時間很短，從幾微秒至數(shù)秒，屬瞬時高負荷。因此，其設計容量等于最高輸出容量的l/3一l/5即可，體積可做的較小，而一般電力變壓器的設計容量要求等于最高輸出容量。特點(3)診斷x射線機高壓變壓器次級都采用兩個線圈串聯(lián)，中心點接地的方式，稱為高壓次級中心接地，而不采用一端接地的方式。同時把指示管電流的毫安表串接在中心點處。 這樣做的目的有二：第一，使高壓變壓器對初、次級之間絕緣的要求降低一半。因為高壓次級中心點接地，它就得到了與大地相同的零電位，次級線圈輸出線

10、兩端對中心點(地)的電壓只有總輸出電壓的一半，如圖534所示，于是降低高壓變壓器的總絕緣要求；第二，保證了操作人員的安全，因為毫安表的一端接地，安裝在控制臺上，控制臺也是零電位，這樣就避免了操作人員可能被高壓電擊的危險。二、燈絲變壓器定義：為X線管提供燈絲加熱電壓的降壓變壓器結構：鐵芯、初級線圈、次級線圈(1)降壓變壓器：初級電壓在100一200V之間，次級電壓在5-15V之間，功率在100W左右。(2)次級輸出電壓低，但次級電位卻很高。這是因為燈絲變壓器次級的一端與高壓變壓器的一端相連，所以次絞的電位很高。因此，對燈絲變壓器初、次級的絕緣要求很高，其絕緣強度不能低于高壓變壓器最高輸出電壓的一

11、半。 （3)要有足夠的容量：因為次級電流較大，所以在空載時的次級電壓應比負載時高，一般約高10-20左右，以保證x射線管或高壓整流管正常加熱。特點三、高壓整流器 定義：高壓整流器是一種將高壓變壓器次級輸出的交流電壓變換為脈動直流電壓的電子元件。目的：是提高X射線管的效率和保證x射線管、高壓電纜等器件不至于遭受逆電壓而造成損壞。 應用于x射線機的半導體整流器主要有兩種，一種是高壓硒整流器，它采用上千個硒片串聯(lián)而成，因此也叫做硒堆。另一種是高壓硅整流器，它是由許多單晶硅作成的二極管與銀絲串聯(lián)，然后封裝于環(huán)氧樹脂中而成的，因此也叫做硅管或硅堆。硅片比硒片的耐壓高，故硅堆的體積較小。另外，硅片的正向電

12、阻小，降低了正向壓降，因此硅堆比硒堆提高了x射線管端電壓，降低了高壓變壓器次級的預置電壓，對高壓發(fā)生器內(nèi)的其它絕緣部件均有好處。四、高壓電纜、高壓插頭與插座高壓電纜定義：大、中型X線機的高壓發(fā)生器和X線管是分開組裝的，兩者之間通過兩根特制的電纜連接在一起作用：將高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高壓輸送到X線管的兩端，同時把燈絲加熱電壓輸送到X線管的陰極主要指標(1)耐壓值，用伏(kVp)峰值表示。有的用標盤方式直接標出耐壓值，也有的用套在電纜上的色環(huán)或用編在金屬層外面的色棉線表示。其標志如下：英國：白50kVp9；黑75kVp；藍100kVp日本：白50kVp；綠75kVp；紅100kVP；棕125kVp 黑

13、150kVp。中國：綠50kVp；紅75kVp；藍l00kVp；白125kVp； 黑150kVp。 (2) 最大允許電壓值：與管電流波形有關，交流成分越大，最大允許電壓值就越小。當高壓變壓器在一端接地時，高壓電纜的額定電壓應大于高壓變壓器的最高電壓。而在中心接地時，每根電纜僅承受x射線管端電壓的一半。 高壓插頭、插座定義：高壓電纜與X線管和高壓發(fā)生器的連接器件作用：未裝卸方便，保證高壓絕緣五、高壓交換閘 大功率x射線機，常配置兩個或兩個以上的x射線管，以滿足不同的需要。這幾個x射線管共用一個控制臺和一個高壓發(fā)生器，而各個x射線管又不能同時工作，所以需要一個交換裝置把高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高壓和燈絲電

14、壓切換到所需的x射線管上，這個裝置就是高壓交換閘。高壓交換閘通常有兩種形式，接觸器式高壓交換閘和電動機式高壓交換閘。 六、變壓器油 又叫做絕緣油，是碳和氫的化合物，屬礦物絕緣油。其主要作用是絕緣和散熱。x射線機的高壓發(fā)生器和x射線管頭的絕緣和散熱，主要是通過變壓器油來實現(xiàn)的。變壓器油具有如下性能： 1、電介質(zhì)強度高 變壓器油的電介質(zhì)強度定義為：2.5mm時，兩電極問的擊穿電壓。一般應達到30kVpo；小型組合機和x射線管內(nèi)用的油要求更高，應達到40kVpo2粘度低 使用時要求易于對流和散熱，在20時，用恩格爾粘度計測定不大于5度，用瑞得烏德粘度計不大于864度。 3閃燃點高 要求在135一15

15、0。 4燃燒點高 要求在150160。 5凝固點低 要求在一l 5一45。變壓器油凝固點溫度即為油的標號，如45號油，其凝固點為一45 。 6比重 要求在155時為o895gcm2。 7化學性能穩(wěn)定 在工作溫度時不炭化，不起電解作用，不產(chǎn)生膠粘沉淀物，無水分，含硫磺、石蠟等雜質(zhì)少，酸度不大于0.05。8顏色 一般為淺黃、暗紅或水白色，透明無懸浮物。 9導熱系數(shù)高 要求油溫升高1時，膨脹系數(shù)為萬分之五。 變壓器油的老化： 變壓器油長期使用后，由于受到電場、光線、高溫、氧氣、水分、催化物(如銅、鉛、鐵)等的影響，其性能會逐漸變劣，使電介質(zhì)強度下降。這種現(xiàn)象叫做變壓器油的老化。對老化的油，再生后可繼續(xù)使用，其方法是用濾油設備過濾，如無過濾設備，可用干燥方法作簡單處理。第三節(jié) 控制臺主要功能：實現(xiàn)在曝光過程中對管電壓、管電流和曝光時間的控制。對電路的基本要求： 1、可調(diào)管電流 2、可調(diào)管電壓 3、可調(diào)曝光時間組成： 1、電源電路 2、X線管燈絲加熱電路 3、高壓發(fā)生電路 4、控制電路電源電路高壓發(fā)生電路X線管控制電路燈絲加熱電路1.高壓發(fā)生器的元器件有A、高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流器、高壓交