


放射医学技术医学影像设备知识诊断 X 线装置放射医学技术医学影像设备知识诊断 X 线装置一、构成一、构成医用诊断 X 线机以功能划分,由 X 线发生装置(主机)和辅助装置构成医用诊断 X 线机以功能划分,由 X 线发生装置(主机)和辅助装置构成X 线发生装置完成 X 线的产生辅助装置主要指为配合各种检查专门设计的装置如 X 线摄影专用床、多功能诊视床,专用 X线管支架以及影像装置等X 线发生装置完成 X 线的产生辅助装置主要指为配合各种检查专门设计的装置如 X 线摄影专用床、多功能诊视床,专用 X线管支架以及影像装置等医用诊断 X 线机以部件划分,由控制器、高压发生器、辅助装置等构成如图 5-1 所示医用诊断 X 线机以部件划分,由控制器、高压发生器、辅助装置等构成如图 5-1 所示二、分类二、分类(一)按主电路工作方式分类 (一)按主电路工作方式分类 有工频直接升压式、逆变式、电容充放电式等有工频直接升压式、逆变式、电容充放电式等二)按用途分类 (二)按用途分类 不同功率的 X 线发生装置和各种辅助装置组成各种专用 X 线机不同功率的 X 线发生装置和各种辅助装置组成各种专用 X 线机。
1摄影专用机 3050kW X 线发生装置,配有活动滤线器摄影床和专用 X 线管支架1摄影专用机 3050kW X 线发生装置,配有活动滤线器摄影床和专用 X 线管支架2胃肠专用机 5080kW X 线发生装置,配有多功能诊视床多设有影像增强电视系统,或数字处理功能(数字胃肠)2胃肠专用机 5080kW X 线发生装置,配有多功能诊视床多设有影像增强电视系统,或数字处理功能(数字胃肠)3心血管专用机 80100kW X 线发生装置,配有 C 形臂支架和专用导管床,以及数字处理部分3心血管专用机 80100kW X 线发生装置,配有 C 形臂支架和专用导管床,以及数字处理部分4泌尿专用机 3050kW X 线发生装置,配有适合泌尿系检查的专用床,具有适时摄影装置以及增强电视系统等4泌尿专用机 3050kW X 线发生装置,配有适合泌尿系检查的专用床,具有适时摄影装置以及增强电视系统等5床边摄影专用机 1030kW X 线发生装置,在各种电源条件下能正常工作配流动台车,搭载 X 线发生装置和 X 线管支架5床边摄影专用机 1030kW X 线发生装置,在各种电源条件下能正常工作配流动台车,搭载 X 线发生装置和 X 线管支架。
6手术 X 线机 35kW X 线发生装置,配有小型 C 臂整个机座设走轮,用于骨折复位和手术中透视定位等6手术 X 线机 35kW X 线发生装置,配有小型 C 臂整个机座设走轮,用于骨折复位和手术中透视定位等7乳腺专用机 35kWX 线发生器、钼靶 X 线管,kV 调节范围 2040kV,配合有乳腺压迫功能的专用支架7乳腺专用机 35kWX 线发生器、钼靶 X 线管,kV 调节范围 2040kV,配合有乳腺压迫功能的专用支架8口腔专用机 25kW X 线发生装置,分牙片机和口腔全景(亦称颌面体层、曲面体层)两种,分别配专用摄影支架8口腔专用机 25kW X 线发生装置,分牙片机和口腔全景(亦称颌面体层、曲面体层)两种,分别配专用摄影支架9放疗模拟定位机 由 X 线发生装置和模拟定位支架组成,用于放射治疗制定治疗计划9放疗模拟定位机 由 X 线发生装置和模拟定位支架组成,用于放射治疗制定治疗计划第二节 X 线管第二节 X 线管一、X 线管的结构一、X 线管的结构(一)固定阳极 X 线管(一)固定阳极 X 线管1阳极 阳极接受电子撞击产生 X 线,由阳极头、阳极帽、阳极柄构成接受电子束撞击产生 X 线的部位称作靶面。
电子束撞击靶面时绝大部分能量(99%)转变成热靶面材料应具备以下1阳极 阳极接受电子撞击产生 X 线,由阳极头、阳极帽、阳极柄构成接受电子束撞击产生 X 线的部位称作靶面电子束撞击靶面时绝大部分能量(99%)转变成热靶面材料应具备以下条件:原子序数高,X 线发生效率高;熔点高;金属蒸发率低;导电率高;热传导率高条件:原子序数高,X 线发生效率高;熔点高;金属蒸发率低;导电率高;热传导率高固定阳极 X 线管用钨作靶面材料,做成一定厚度的板块,严密镶嵌在铜质阳极体上这利用了钨的熔点较高(3370固定阳极 X 线管用钨作靶面材料,做成一定厚度的板块,严密镶嵌在铜质阳极体上这利用了钨的熔点较高(3370o oC)、铜的导热率较高的特点C)、铜的导热率较高的特点为了把热量及时传递到管外,借助阳极头和阳极柄的传导来完成阳极柄伸出管外,并设有散热块,浸在高压绝缘油中通过其与油的热传导,把阳极头的热量散发出去为了把热量及时传递到管外,借助阳极头和阳极柄的传导来完成阳极柄伸出管外,并设有散热块,浸在高压绝缘油中通过其与油的热传导,把阳极头的热量散发出去X 线发生效率X 线能量/阴极射线能量K VX 线发生效率X 线能量/阴极射线能量K V2 2iZiV K VZiZiV K VZ式中 K:常数(1.110式中 K:常数(1.110-9-9);V:管电压;i:管电流;Z:靶物质原子序数(钨为 74)。
X 线的发生效率与管电压、靶物质的原子序数有关V:管电压;i:管电流;Z:靶物质原子序数(钨为 74)X 线的发生效率与管电压、靶物质的原子序数有关高速电子的撞击面(靶面)与 X 线管长轴垂直面的夹角称作阳极倾角在灯丝大小一定的前提下,阳极倾角大实际焦点面积大,有效焦点面积大,负荷功率大固定阳极其倾角一般为 20高速电子的撞击面(靶面)与 X 线管长轴垂直面的夹角称作阳极倾角在灯丝大小一定的前提下,阳极倾角大实际焦点面积大,有效焦点面积大,负荷功率大固定阳极其倾角一般为 20o o阳极帽设在阳极周围,用来防止二次电子积聚到管壁上引起的纵向应力固定阳极 X 线管多在小功率 X 线机上使用,如手术专用机、牙科机等阳极帽设在阳极周围,用来防止二次电子积聚到管壁上引起的纵向应力固定阳极 X 线管多在小功率 X 线机上使用,如手术专用机、牙科机等2阴极 阴极在 X 线管中的作用是发射电子,并使之适当聚焦阴极由灯丝和集射罩组成灯丝由钨丝制成,一般绕成螺管状,其宽度和长度决定了焦点的形状使用钨丝是由于钨的熔点2阴极 阴极在 X 线管中的作用是发射电子,并使之适当聚焦阴极由灯丝和集射罩组成灯丝由钨丝制成,一般绕成螺管状,其宽度和长度决定了焦点的形状。
使用钨丝是由于钨的熔点高,蒸发率低,容易加工等灯丝通电加热后形成热电子发射,发射电子数量决定于灯丝温度高低灯丝的周围是集射罩,与灯丝同电位集射罩的形状和灯丝在集射罩中的位置决定了电子束被聚焦的程度高,蒸发率低,容易加工等灯丝通电加热后形成热电子发射,发射电子数量决定于灯丝温度高低灯丝的周围是集射罩,与灯丝同电位集射罩的形状和灯丝在集射罩中的位置决定了电子束被聚焦的程度3管壳 密封壳体,用以保持管内的高真空,并支持固定阴极、阳极于确定位置管内的真空度保持在 133.3103管壳 密封壳体,用以保持管内的高真空,并支持固定阴极、阳极于确定位置管内的真空度保持在 133.31066 Pa(110 Pa(1106 6 mmHg)以下mmHg)以下外壳材料应具备以下条件:良好的绝缘性能;较高机械强度以承受高真空压力;热膨胀系数小,升温后不变形;加工容易,能与金属焊接;吸收 X 线少最初和现在普通使用的 X 线管都使用玻璃管壳外壳材料应具备以下条件:良好的绝缘性能;较高机械强度以承受高真空压力;热膨胀系数小,升温后不变形;加工容易,能与金属焊接;吸收 X 线少最初和现在普通使用的 X 线管都使用玻璃管壳。
二)旋转阳极 X 线管(二)旋转阳极 X 线管1阳极结构 阳极做成钨质盘形,转动中发生 X 线这样发生 X 线的靶面成为一个圆形环带环带的某点正对阴极时接受电子撞击发生 X 线,旋转一周的其他时间在辐射散热热量分散到整个靶盘上,避免了局部过热,所以和固定阳极管比焦点小、功率大1阳极结构 阳极做成钨质盘形,转动中发生 X 线这样发生 X 线的靶面成为一个圆形环带环带的某点正对阴极时接受电子撞击发生 X 线,旋转一周的其他时间在辐射散热热量分散到整个靶盘上,避免了局部过热,所以和固定阳极管比焦点小、功率大旋转阳极的转子在 X 线管壳内,定子在壳外,通过旋转磁场使转子带动靶盘转动起来旋转阳极的轴承在管内,轴承的滑润剂通常采用固体金属滑润材料,如银、铅、二氧化钼等阳极电位通过轴承支架接入旋转阳极的转子在 X 线管壳内,定子在壳外,通过旋转磁场使转子带动靶盘转动起来旋转阳极的轴承在管内,轴承的滑润剂通常采用固体金属滑润材料,如银、铅、二氧化钼等阳极电位通过轴承支架接入靶盘通过支架连接到转子,靶盘热量会经支架传导到轴承转子在高热状态下高速转动,轴承有变形损坏的可能旋转阳极 X线管的使用寿命大多数是由于轴承损坏而终结。
为了减少靶盘热量向轴承传递,轴承与靶盘间的支架做得很细,靶盘的热量主要是通过靶盘的热辐射散发出去,被管外的绝缘油吸收靶盘通过支架连接到转子,靶盘热量会经支架传导到轴承转子在高热状态下高速转动,轴承有变形损坏的可能旋转阳极 X线管的使用寿命大多数是由于轴承损坏而终结为了减少靶盘热量向轴承传递,轴承与靶盘间的支架做得很细,靶盘的热量主要是通过靶盘的热辐射散发出去,被管外的绝缘油吸收靶盘材料有三类:纯钨、铼钨合金和钼基或石墨基的铼钨合金纯钨靶抗热胀性差,易出现龟裂;铼钨合金靶(铼占 10%,钨占 90%),可减轻龟裂发生;钼基或石墨基的铼钨合金靶热容量最高钼的重量是钨的一半,比热是钨的两倍在相同输入功率时,钼基钨靶温度上升只是纯钨靶的一半石墨的比重是钨的1/10 而比热是钨的 10 倍,因而作为储热材料更为理想铼钨合金靶盘加钼基和石墨基的复合靶旋转阳极 X 线管,增大了阳极热容量靶盘材料有三类:纯钨、铼钨合金和钼基或石墨基的铼钨合金纯钨靶抗热胀性差,易出现龟裂;铼钨合金靶(铼占 10%,钨占 90%),可减轻龟裂发生;钼基或石墨基的铼钨合金靶热容量最高钼的重量是钨的一半,比热是钨的两倍在相同输入功率时,钼基钨靶温度上升只是纯钨靶的一半。
石墨的比重是钨的1/10 而比热是钨的 10 倍,因而作为储热材料更为理想铼钨合金靶盘加钼基和石墨基的复合靶旋转阳极 X 线管,增大了阳极热容量2旋转速度 旋转阳极 X 线管必须在转动中发生 X 线,否则热量过于集中会使靶面局部熔化旋转阳极 X 线管的负荷功率与转动速度有关,三倍高速时的负荷功率是普通转速时的=1.7 倍阳极旋转速度 n(rpm)与电源频率 f、定子磁极数 p、光滑度 S(约 0.1)有关N=(120f/p)(1-S)2旋转速度 旋转阳极 X 线管必须在转动中发生 X 线,否则热量过于集中会使靶面局部熔化旋转阳极 X 线管的负荷功率与转动速度有关,三倍高速时的负荷功率是普通转速时的=1.7 倍阳极旋转速度 n(rpm)与电源频率 f、定子磁极数 p、光滑度 S(约 0.1)有关N=(120f/p)(1-S)一般定子为两极,阳极的理论转速为:一般定子为两极,阳极的理论转速为:常速旋转阳极 50Hz 启动,转速 3000rpm(转/分)常速旋转阳极 50Hz 启动,转速 3000rpm(转/分)高速旋转阳极 150Hz 启动,转速 9000rpm(转/分)高速旋转阳极 150Hz 启动,转速 9000rpm(转/分)。
由于转子转速落后于磁场转速,转子的实际转速要比理论值低 10%左右由于转子转速落后于磁场转速,转子的实际转速要比理论值低 10%左右3阳极启动 曝光之前启动装置将阳极从静止状态达到规定转速,然后进行曝光启动电路具有保护功能,在启动失效时,能发出检测信号,防止 X 线发生有效焦点面积大于 0.3,透视时可以不转动,0.3 以下必须转动3阳极启动 曝光之前启动装置将阳极从静止状态达到规定转速,然后进行曝光启动电路具有保护功能,在启动失效时,能发出检测信号,防止 X 线发生有效焦点面积大于 0.3,透视时可以不转动,0.3 以下必须转动二、X 线管的分类二、X 线管的分类(一)按阳极形式分类(一)按阳极形式分类 固定阳极 X 线管和旋转阳极 X 线管固定阳极 X 线管和旋转阳极 X 线管二)按管壳材料分类(二)按管壳材料分类 1玻璃壳 X 线管 外壳使用以硅酸(SiO1玻璃壳 X 线管 外壳使用以硅酸(SiO2 2)、硼酸(B)、硼酸(B2 2O O3 3)为主要成分的硬质玻璃制成为主要成分的硬质玻璃制成2金属 X 线管 管壳为金属制成,电极引入部位使用陶瓷绝缘,X 线射出部位镶嵌易透 X 线的金属窗口。
金属管壳接地,可扑获杂散电子,使灯丝可加热到较高温度,提高了 X 线管的输出功率,并在较低管电压时增大了使用较大管电流的可能性2金属 X 线管 管壳为金属制成,电极引入部位使用陶瓷绝缘,X 线射出部位镶嵌易透 X 线的金属窗口金属管壳接地,可扑获杂散电子,使灯丝可加热到较高温度,提高了 X 线管的输出功率,并在较低管电压时增大了使用较大管电流的可能性三)特殊 X 线管(三)特殊 X 线管1栅控 X 线管 栅控 X 线管是在普通 X 线管的阴极与阳极之间增加一栅极用于控制 X 线的发生,这种 X 线管也称作三极 X线管1栅控 X 线管 栅控 X 线管是在普通 X 线管的阴极与阳极之间增加一栅极用于控制 X 线的发生,这种 X 线管也称作三极 X线管当栅极加上相对于阴极的一定值的负电位时,管电流将被截至,X 线不能发生当负电位消失后,管电流通过,X 线产生控制栅极电位的状态,就控制了 X 线的产生当栅极加上相对于阴极的一定值的负电位时,管电流将被截至,X 线不能发生当负电位消失后,管电流通过,X 线产生控制栅极电位的状态,就控制了 X 线的产生栅控 X 线管产生的 X 线时刻准确,波形理想,多用于心血管 X线机。
栅控 X 线管产生的 X 线时刻准确,波形理想,多用于心血管 X线机2软组织摄影用 X 线管 详见本章第十二节2软组织摄影用 X 线管 详见本章第十二节3大容量 X 线管 为适应连续大负荷工作的需要,X 线管的容量要求不断增大主要用于心血管专用机、CT 机等阳极热容量已有超过 8MHU 者为了适应连续大负荷使用,一是加大阳极热容量(如加大极靶盘直径、使用复合靶盘);二是提高阳极散热率(如整管旋转阳极直接油浸散热、阳极接地绝缘油直接通过阳极支架给阳极散热、管壳散热涂料等)3大容量 X 线管 为适应连续大负荷工作的需要,X 线管的容量要求不断增大主要用于心血管专用机、CT 机等阳极热容量已有超过 8MHU 者为了适应连续大负荷使用,一是加大阳极热容量(如加大极靶盘直径、使用复合靶盘);二是提高阳极散热率(如整管旋转阳极直接油浸散热、阳极接地绝缘油直接通过阳极支架给阳极散热、管壳散热涂料等)三、X 线管的技术参数三、X 线管的技术参数(一)容量 (一)容量 容量是 X 线管在安全使用条件下能承受的最大负荷量即在确定曝光时间下所能使用的最大曝光条件X 线管的容量(P容量是 X 线管在安全使用条件下能承受的最大负荷量。
即在确定曝光时间下所能使用的最大曝光条件X 线管的容量(Pa a)与管电压的有效值(kV)与管电压的有效值(kVE E)、管电流的有效值(I)、管电流的有效值(Ia a)成正比,单位是 kW成正比,单位是 kWP Pa akVkVE EIIa a1000(kW)1000(kW)X 线管的容量还与设备高压整流方式和曝光时间有关不同整流方式下管电流平均值与峰值的比例关系如表 5-1:X 线管的容量还与设备高压整流方式和曝光时间有关不同整流方式下管电流平均值与峰值的比例关系如表 5-1:1X 线管的代表容量 一定整流方式和一定曝光时间下 X 线管所能承受的最大负荷称作该 X 线管的代表容量,也称作功率或额定容量1X 线管的代表容量 一定整流方式和一定曝光时间下 X 线管所能承受的最大负荷称作该 X 线管的代表容量,也称作功率或额定容量固定阳极 X 线管的代表容量是指在单相全波整流电路中,曝光时间为 1 秒时,所能承受的最大负荷旋转阳极 X 线管的代表容量是指在三相六管全波整流电路中,曝光时间为 0.1 秒时,所能承受的最大负荷固定阳极 X 线管的代表容量是指在单相全波整流电路中,曝光时间为 1 秒时,所能承受的最大负荷。
旋转阳极 X 线管的代表容量是指在三相六管全波整流电路中,曝光时间为 0.1 秒时,所能承受的最大负荷2.瞬间负荷 在不同 kV、mA 下,一次曝光所能持续的时间每个 X 线管都给出了其瞬间最大负荷表格或曲线瞬间负荷也与整流方式有关,实际上代表容量就是 X 线管在特定曝光时间下的瞬间负荷2.瞬间负荷 在不同 kV、mA 下,一次曝光所能持续的时间每个 X 线管都给出了其瞬间最大负荷表格或曲线瞬间负荷也与整流方式有关,实际上代表容量就是 X 线管在特定曝光时间下的瞬间负荷3.连续负荷 限定连续使用的最大负荷给出连续使用的最大功率,如 200W或限定管电压如 100kV 下最大可以连续使用管电流,如 2.5mA3.连续负荷 限定连续使用的最大负荷给出连续使用的最大功率,如 200W或限定管电压如 100kV 下最大可以连续使用管电流,如 2.5mA二)阳极热容量(二)阳极热容量X 线发生时,绝大部分电能转化为热量X 线管的容量只说明一次负荷的安全性,不能说明多次序列曝光热量积累的承受能力阳极热容量说明 X 线管连续使用下阳极的热量积累的最大允许值X 线管的热容量以焦耳(J)或热单位(HU)表示。
X 线发生时,绝大部分电能转化为热量X 线管的容量只说明一次负荷的安全性,不能说明多次序列曝光热量积累的承受能力阳极热容量说明 X 线管连续使用下阳极的热量积累的最大允许值X 线管的热容量以焦耳(J)或热单位(HU)表示1 J=1kV(有效值)1mA(有效值)1s1 J=1kV(有效值)1mA(有效值)1s1 HU=1kV(峰值)1mA(平均值)1s1 HU=1kV(峰值)1mA(平均值)1s1 HU=0.77 J1 HU=0.77 J单相全波、半波、自整流电路中阳极热容量的计算:HU=kVmAs 单相全波、半波、自整流电路中阳极热容量的计算:HU=kVmAs 单相全波整流,每条高压电缆 6M 以上且管电流较低(10mA)时:HU=kVmAs1.35单相全波整流,每条高压电缆 6M 以上且管电流较低(10mA)时:HU=kVmAs1.35三相六波:HUkVmAs1.35三相六波:HUkVmAs1.35三相 12 波,恒定高压:HUkVmAs1.41三相 12 波,恒定高压:HUkVmAs1.41电容充放电发生器:HU0.7C(V电容充放电发生器:HU0.7C(V1212-V-V2222)(V)(V1 1:放电前管电压,V:放电前管电压,V2 2:放电后管电压):放电后管电压)(三)散热率 (三)散热率 当阳极热容量达到最大时,其在单位时间内传导给周围介质的热量也达到最大。
此值即为 X 线管的最大散热率,即 X 线管承受连续负荷的能力通常表征连续负荷状态的方法是使用 X 线管的生热与冷却曲线散热率用功率单位表示:W 或 HU/s1W=1.41HU/s当阳极热容量达到最大时,其在单位时间内传导给周围介质的热量也达到最大此值即为 X 线管的最大散热率,即 X 线管承受连续负荷的能力通常表征连续负荷状态的方法是使用 X 线管的生热与冷却曲线散热率用功率单位表示:W 或 HU/s1W=1.41HU/s连续允许负荷(透视)的计算:连续允许负荷(透视)的计算:管电流(mA)最大散热效率(HU/s)管电压1.35管电流(mA)最大散热效率(HU/s)管电压1.35实际上 X 线管装入管套使用,要考虑管套的散热率,计算连续使用管电流实际上 X 线管装入管套使用,要考虑管套的散热率,计算连续使用管电流例如:管套在没有风扇辅助散热时的最大冷却率为 500HU/s,在单相全波高压电缆短于 6 米,100kV 下的允许负荷:例如:管套在没有风扇辅助散热时的最大冷却率为 500HU/s,在单相全波高压电缆短于 6 米,100kV 下的允许负荷:500HU/s100kV=5mA500HU/s100kV=5mA在三相整流方式(三相 6 脉冲)或单相全波整流高压电缆长于 6 米时:在三相整流方式(三相 6 脉冲)或单相全波整流高压电缆长于 6 米时:500HU/s1.35100kV=3.7mA500HU/s1.35100kV=3.7mA考虑到管电压的脉动因素,再乘以安全因数 0.95,以内使用。
考虑到管电压的脉动因素,再乘以安全因数 0.95,以内使用四)最高管电压(四)最高管电压 指允许加于 X 线管两极间的最高管电压峰值,单位 kVP超过此值可能导致管壁放电指允许加于 X 线管两极间的最高管电压峰值,单位 kVP超过此值可能导致管壁放电五)最大灯丝电流 (五)最大灯丝电流 灯丝加热电流决定了管电流灯丝本身也有一个安全通过电流,超过这一限制灯丝将过快蒸发,甚至熔断灯丝一旦熔断,X线管寿命即告终结灯丝加热电流决定了管电流灯丝本身也有一个安全通过电流,超过这一限制灯丝将过快蒸发,甚至熔断灯丝一旦熔断,X线管寿命即告终结六)焦点(六)焦点1实际焦点 发射电子经聚焦后在阳极靶面上的实际撞击面积称为实际焦点1实际焦点 发射电子经聚焦后在阳极靶面上的实际撞击面积称为实际焦点2有效焦点 是指实际焦点在空间各个方向上的投影,是用来成像的 X 线面积实际焦点在垂直于 X 线管窗口方向(过窗口中心)的投影称作标称焦点或有效焦点的标称值标称焦点是有效焦点的一个特例,近似正方形有效焦点在不同投影方向上形状和大小均不同2有效焦点 是指实际焦点在空间各个方向上的投影,是用来成像的 X 线面积实际焦点在垂直于 X 线管窗口方向(过窗口中心)的投影称作标称焦点或有效焦点的标称值。
标称焦点是有效焦点的一个特例,近似正方形有效焦点在不同投影方向上形状和大小均不同旋转阳极管阳极倾角一般在 12旋转阳极管阳极倾角一般在 12 o o1919o o,实际焦点面积要大于有效焦点面积从成像质量讲,有效焦点越小成像质量越好;从输出功率讲,实际焦点越大输出功率越大实际焦点面积要大于有效焦点面积从成像质量讲,有效焦点越小成像质量越好;从输出功率讲,实际焦点越大输出功率越大3主副焦点 相对而言,从灯丝正面发射出的电子所形成的焦点称为主焦点从灯丝侧面发射出的电子形成的焦点称为副焦点焦点聚焦槽与灯丝位置对阴极电子流的流动、焦点的形成会产生重要影响3主副焦点 相对而言,从灯丝正面发射出的电子所形成的焦点称为主焦点从灯丝侧面发射出的电子形成的焦点称为副焦点焦点聚焦槽与灯丝位置对阴极电子流的流动、焦点的形成会产生重要影响4焦点特性 在较大管电流、较低管电压情况下,由于电子束的电子之间斥力增大,有效焦点有变大的倾向相同电压下焦点膨胀程度随着管电流增加而增加,相同管电流下焦点膨胀程度随着管电压的增加而下降,但不如随管电流的增加变化明显4焦点特性 在较大管电流、较低管电压情况下,由于电子束的电子之间斥力增大,有效焦点有变大的倾向。
相同电压下焦点膨胀程度随着管电流增加而增加,相同管电流下焦点膨胀程度随着管电压的增加而下降,但不如随管电流的增加变化明显七)结构参数(七)结构参数指 X 线管的结构所决定的非电性能的规格或数据如重量、外形尺寸、阳极靶面倾角、有效焦点尺寸、管壁的滤过当量、阳极转速、最大允许工作温度等指 X 线管的结构所决定的非电性能的规格或数据如重量、外形尺寸、阳极靶面倾角、有效焦点尺寸、管壁的滤过当量、阳极转速、最大允许工作温度等X 线管使用时应参照 X 线管的各种技术参数,在安全范围内使用X 线机的容量保护只能对一次曝光的负荷进行保护,应注意连续曝光的间隔,使阳极有充分的散热时间X 线管使用时应参照 X 线管的各种技术参数,在安全范围内使用X 线机的容量保护只能对一次曝光的负荷进行保护,应注意连续曝光的间隔,使阳极有充分的散热时间长时间放置未用的 X 线管,管内金属中的微量气体会慢慢释放出来,使管内真空度有所降低此时应对 X 线管进行老化训练,才能投入正常使用长时间放置未用的 X 线管,管内金属中的微量气体会慢慢释放出来,使管内真空度有所降低此时应对 X 线管进行老化训练,才能投入正常使用老化训练的方法是:逐渐增加管电压和负荷,使 X 线管逐渐适应使用状态,然后投入使用。
老化训练的方法是:逐渐增加管电压和负荷,使 X 线管逐渐适应使用状态,然后投入使用X 线管如出现焦点面有熔斑、龟裂,灯丝各部亮度不均匀、管内有零件脱落灯丝烧断、真空度降低、阳极旋转噪音大、速度降低、管壁内金属附着明显等现象,就不能继续使用,应予更换X 线管如出现焦点面有熔斑、龟裂,灯丝各部亮度不均匀、管内有零件脱落灯丝烧断、真空度降低、阳极旋转噪音大、速度降低、管壁内金属附着明显等现象,就不能继续使用,应予更换四、X 线管的特性四、X 线管的特性1阳极特性曲线 即 I1阳极特性曲线 即 Ia a-U-Ua a曲线是灯丝加热电压在某恒定值下,管电压与管电流的关系曲线阴极灯丝在确定加热温度下,单位时间内从灯丝发射出来的电子数量基本恒定;随着管电压的增加,管电流增加,到达一定管电压后管电流基本趋于稳定是灯丝加热电压在某恒定值下,管电压与管电流的关系曲线阴极灯丝在确定加热温度下,单位时间内从灯丝发射出来的电子数量基本恒定;随着管电压的增加,管电流增加,到达一定管电压后管电流基本趋于稳定2空间电荷 X 线管的实际阳极特性曲线严重偏离理论曲线的一个重要原因是空间电荷的影响灯丝加热后有热电子发射,在灯丝周围形成电子云。
灯丝前方的电子在加有管电压后较易飞向阳极灯丝侧面的电子要受到一定的阻力灯丝后面的电子由于电子之间相互排斥以及电场作用力较弱,在较低管电压时不易形成管电流,在灯丝侧后方形成空间电荷随着管电压的升高,才逐渐飞向阳极2空间电荷 X 线管的实际阳极特性曲线严重偏离理论曲线的一个重要原因是空间电荷的影响灯丝加热后有热电子发射,在灯丝周围形成电子云灯丝前方的电子在加有管电压后较易飞向阳极灯丝侧面的电子要受到一定的阻力灯丝后面的电子由于电子之间相互排斥以及电场作用力较弱,在较低管电压时不易形成管电流,在灯丝侧后方形成空间电荷随着管电压的升高,才逐渐飞向阳极空间电荷的存在使 X 线管的管电流随着管电压变化,特别在高毫安时更为明显,这给控制使用造成了不便为了克服空间电荷的影响,在 X 线机的灯丝电路中加入了空间电荷补偿电路随着管电压的升高适当降低灯丝加热电压,使管电流保持稳定空间电荷的存在使 X 线管的管电流随着管电压变化,特别在高毫安时更为明显,这给控制使用造成了不便为了克服空间电荷的影响,在 X 线机的灯丝电路中加入了空间电荷补偿电路随着管电压的升高适当降低灯丝加热电压,使管电流保持稳定3灯丝发射特性曲线 灯丝发射特性是指在不同管电压下,管电流与灯丝加热电流的关系。
特征曲线的基本特征是:若要获得同一管电流,所需灯丝加热电流在较高管电压时比在较低管电压时低;在同一灯丝加热电流下,在较高管电压时所获得的管电流比较低管电压时高3灯丝发射特性曲线 灯丝发射特性是指在不同管电压下,管电流与灯丝加热电流的关系特征曲线的基本特征是:若要获得同一管电流,所需灯丝加热电流在较高管电压时比在较低管电压时低;在同一灯丝加热电流下,在较高管电压时所获得的管电流比较低管电压时高五、X 线管组件五、X 线管组件X 线管实际使用时要考虑防辐射、防电击、散热等情况,X 线管组件就是综合这些功能的组合部件X 线管实际使用时要考虑防辐射、防电击、散热等情况,X 线管组件就是综合这些功能的组合部件一)管套 (一)管套 安放、固定 X 线管的封闭容器由金属质外壳结构主体和附着于其内壁的铅防护层构成管套上设有引入高电压的两个电缆插座;X 线输出部位设有凹形有机玻璃“窗口”其作用是凹入管套内,减薄窗口处的绝缘油层厚度,减少对输出射线的衰减X线管壳、绝缘油层、管套窗口材料三者对 X 线的吸收,称作固有滤过安放、固定 X 线管的封闭容器由金属质外壳结构主体和附着于其内壁的铅防护层构成管套上设有引入高电压的两个电缆插座;X 线输出部位设有凹形有机玻璃“窗口”。
其作用是凹入管套内,减薄窗口处的绝缘油层厚度,减少对输出射线的衰减X线管壳、绝缘油层、管套窗口材料三者对 X 线的吸收,称作固有滤过旋转阳极 X 线管管套,于阳极端设有旋转阳极启动定子线圈旋转阳极 X 线管管套,于阳极端设有旋转阳极启动定子线圈管套内的其余空间充盈高压绝缘油,不允许有气泡存在考虑到绝缘油本身的热胀冷缩,在管套内阴极端设有膨胀鼓膨胀鼓被过度压缩,说明绝缘油温度升高到一定程度,X 线管不能继续使用管套设有检测器件,在这种情况下发出信号干涉 X 线机管套内的其余空间充盈高压绝缘油,不允许有气泡存在考虑到绝缘油本身的热胀冷缩,在管套内阴极端设有膨胀鼓膨胀鼓被过度压缩,说明绝缘油温度升高到一定程度,X 线管不能继续使用管套设有检测器件,在这种情况下发出信号干涉 X 线机的控制电路,X 线不能继续发生充分散热后信号撤销,设备可以恢复使用的控制电路,X 线不能继续发生充分散热后信号撤销,设备可以恢复使用二)组件散热 (二)组件散热 大容量 X 线管组件的散热问题很突出,必须考虑专门措施增加管套的散热速度可间接促进绝缘油散热,提高 X 线管的散热效率直接对绝缘油进行散热,效率更好常见有以下方法:大容量 X 线管组件的散热问题很突出,必须考虑专门措施。
增加管套的散热速度可间接促进绝缘油散热,提高 X 线管的散热效率直接对绝缘油进行散热,效率更好常见有以下方法:密封管套,自然散热:管套向周围空气自然散热摄影专用机采用这种方式密封管套,自然散热:管套向周围空气自然散热摄影专用机采用这种方式密封管套,风扇散热:为管套增加散热风扇,促进空气流通含透视功能的机组采用这种方式密封管套,风扇散热:为管套增加散热风扇,促进空气流通含透视功能的机组采用这种方式闭路油循环风冷散热:管套内的绝缘油被输送到散热器强制风冷散热后再泵回管套,形成密闭循环散热系统CT、心血管数字减影机 X 线管一般采用这种散热方式闭路油循环风冷散热:管套内的绝缘油被输送到散热器强制风冷散热后再泵回管套,形成密闭循环散热系统CT、心血管数字减影机 X 线管一般采用这种散热方式管套内冷水循环散热:设有专用冷水机组,提供 10管套内冷水循环散热:设有专用冷水机组,提供 10o oC 左右冷水经过管套内的金属管形成闭路循环,将管套内绝缘油的热量带出高档 DSA 机组的 X 线管采用这种散热方式C 左右冷水经过管套内的金属管形成闭路循环,将管套内绝缘油的热量带出高档 DSA 机组的 X 线管采用这种散热方式。