二X線發(fā)生裝置

1、信號源-X線管定義:用于產(chǎn)生X線的裝置結(jié)構(gòu):X線管、高壓發(fā)生器、控制臺第二章第二章 X線發(fā)生裝置線發(fā)生裝置第一節(jié) X線球管一、X射線的產(chǎn)生n產(chǎn)生：德國實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家威廉康拉德倫琴（W. C. Rntgen，18451923），1895年11月8日n意義：開辟了工業(yè)探傷和醫(yī)學(xué)影像診斷疾病的新領(lǐng)域人體組織對人體組織對X射線的穿透性射線的穿透性易透過性組織易透過性組織 中等透過性組織中等透過性組織 不易透過性組織不易透過性組織 肺、胃腸道肺、胃腸道 肌肉組織肌肉組織 骨骨(鈣鹽鈣鹽) 鼻竇、乳突鼻竇、乳突 結(jié)締組織結(jié)締組織 脂肪組織脂肪組織 軟骨、血液軟骨、血液二、固定陽極X線管1.基本結(jié)構(gòu)1. 玻璃

2、外殼玻璃外殼2.陰極陰極3.陽極陽極2.產(chǎn)生X射線：高速帶電粒子轟擊靶面1E2EX 射線射線最高管電壓，管壁放電，甚至擊穿X線管n 容量是X線管在安全使用條件下，單次曝光或連續(xù)曝光而無任何損壞時所能承受的最大負(fù)載荷量影響因素：焦點(diǎn)面積 靶角、轉(zhuǎn)速、焦點(diǎn)軌道半徑、管電壓紋波系數(shù)、曝光時間標(biāo)稱功率（額定容量或代表容量）：在一定整流方式和一定曝光時間下X線管的最大負(fù)荷。固定陽極標(biāo)稱功率是指在單相全波整流電路中，曝光時間為1s時的容量。如XD4-2、9/100表示旋轉(zhuǎn)陽極標(biāo)稱功率是指在三相全波整流電路中，曝光時間為0.1s時的容量。如XD51-20、40/125表示n熱容量是當(dāng)X線管處于最大冷卻率時，

3、允許承受的最大熱量 冷卻率(散熱率)： 單位時間內(nèi)傳導(dǎo)給介質(zhì)的熱量熱容量單位是焦耳（熱容量單位是焦耳（J J），），1J=1kv(1J=1kv(有效值）有效值）* *1 1mA mA ( (有效值有效值）* *1s1s熱容量單位常用熱單位（熱容量單位常用熱單位（HUHU）表示，表示，1 1HU=1kv(HU=1kv(峰值）峰值）* *1 1mA (mA (平均值）平均值） * *1s1s在單相全波下在單相全波下1 1HU=0.77WS=0.77JHU=0.77WS=0.77J 生熱和冷卻曲線生熱和冷卻曲線 加入管套后生熱和冷卻曲線加入管套后生熱和冷卻曲線七、套管七、套管1.旋轉(zhuǎn)陽極X線管的陽極

4、結(jié)構(gòu)A、陽極頭、轉(zhuǎn)子B、陽極頭、陽極柄C、靶面、鉬桿、轉(zhuǎn)子D、陽極帽、轉(zhuǎn)子、鉬桿2.對燈絲發(fā)射特性的解釋，正確的是A、一定管電流時，燈絲加熱電流與電源電壓的關(guān)系B、不同管電流下，燈絲加熱電流與管電壓的關(guān)系C、不同燈絲加熱電流下，管電流與管電壓的關(guān)系D、管電壓一定時，管電流與燈絲加熱電流的關(guān)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(jiān)固結(jié)構(gòu)，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(biāo)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)第二節(jié) 高壓發(fā)生器高壓

5、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、高壓變壓器一、高壓變壓器 n 定義定義：是產(chǎn)生交流高壓的器件，為X線管提供高壓電能。n 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：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變壓器工作原理電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)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(yīng)電動勢。 n=N1/N2式中n 稱為電壓比(圈數(shù)比) 。當(dāng)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 1、鐵心、鐵心 高壓變壓器多采用閉合式

6、的導(dǎo)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 2、初級線圈：、初級線圈： 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(dá)數(shù)百安培。因此初級導(dǎo)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 3、次級線圈：、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1000

7、mA以下。因此次級線圈多采用直徑很小的油性或高強(qiáng)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(jī)的管電壓一般在30150kVp(峰值)。(2)診斷x射線機(jī)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(fù)荷；在攝影時，管電流可達(dá)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(fù)荷。因此，其設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)容量要求等于最高輸出容量。n 特點(diǎn)特點(diǎn)(3)診斷x射線機(jī)高壓變壓器次級都采用兩個線圈串聯(lián)，中心點(diǎn)接地的方式，稱為高壓次級

8、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(diǎn)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?yàn)楦邏捍渭壷行狞c(diǎn)接地，它就得到了與大地相同的零電位，次級線圈輸出線兩端對中心點(diǎn)(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?yàn)楹涟脖淼囊欢私拥?，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、燈絲變壓器二、燈絲變壓器n 定義：為X線管提供燈絲加熱電壓的降壓變壓器n 結(jié)構(gòu)：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

9、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?yàn)闊艚z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(qiáng)度不能低于高壓變壓器最高輸出電壓的一半。 （3)要有足夠的容量：因?yàn)榇渭夒娏鬏^大，所以在空載時的次級電壓應(yīng)比負(fù)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。n 特點(diǎn)特點(diǎn)三、高壓整流器三、高壓整流器 n 定義定義：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。n 目的目的：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

10、。 應(yīng)用于x射線機(jī)的半導(dǎo)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(yù)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、高壓插頭與插座四、高壓電纜、高壓插頭與插座n 高壓電纜定義高壓電纜定義：大、中型X線機(jī)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n 作用作用：將高壓發(fā)生器產(chǎn)

11、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n 主要指標(biāo)主要指標(biāo)(1)耐壓值耐壓值，用伏(kVp)峰值表示。有的用標(biāo)盤方式直接標(biāo)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(biāo)志如下：英國：白50kVp9；黑75kVp；藍(lán)100kVp日本：白50kVp；綠75kVp；紅100kVP；棕125kVp 黑150kVp。中國：綠50kVp；紅75kVp；藍(lán)l00kVp；白125kVp； 黑150kVp。 (2) 最大允許電壓值最大允許電壓值：與管電流波形有關(guān)，交流成分越大，最大允許電壓值就越小。當(dāng)高壓變壓器在一端接地時，高壓電纜的額定電壓應(yīng)大于高壓變壓器的最

12、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。 n 高壓插頭、插座定義高壓插頭、插座定義：高壓電纜與X線管和高壓發(fā)生器的連接器件n 作用作用：未裝卸方便，保證高壓絕緣五、高壓交換閘五、高壓交換閘 大功率大功率x x射線機(jī)，常配置兩個或射線機(jī)，常配置兩個或兩個以上的兩個以上的x x射線管，以滿足不同射線管，以滿足不同的需要。這幾個的需要。這幾個x x射線管共用一個射線管共用一個控制臺和一個高壓發(fā)生器，而各控制臺和一個高壓發(fā)生器，而各個個x x射線管又不能同時工作，所以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)生的高壓和燈絲電壓切換到所產(chǎn)生的

13、高壓和燈絲電壓切換到所需的需的x x射線管上，這個裝置就是高射線管上，這個裝置就是高壓交換閘。高壓交換閘通常有兩壓交換閘。高壓交換閘通常有兩種形式，接觸器式高壓交換閘和種形式，接觸器式高壓交換閘和電動機(jī)式高壓交換閘電動機(jī)式高壓交換閘。 六、變壓器油六、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(jī)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(shí)現(xiàn)的。變壓器油具有如下性能： 1、電介質(zhì)強(qiáng)度高 變壓器油的電介質(zhì)強(qiáng)度定義為：2.5mm時，兩電極問的擊穿電壓。一般應(yīng)達(dá)到30kVpo；小型組合機(jī)和x射線管內(nèi)用的油要求更高，應(yīng)達(dá)到40kVpo2粘度低

14、使用時要求易于對流和散熱，在20時，用恩格爾粘度計(jì)測定不大于5度，用瑞得烏德粘度計(jì)不大于864度。 3閃燃點(diǎn)高 要求在135一150。 4燃燒點(diǎn)高 要求在150160。 5凝固點(diǎn)低 要求在一l 5一45。變壓器油凝固點(diǎn)溫度即為油的標(biāo)號，如45號油，其凝固點(diǎn)為一45 。 6比重 要求在155時為o895gcm2。 7化學(xué)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(dǎo)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、

15、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(qiáng)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(shè)備過濾，如無過濾設(shè)備，可用干燥方法作簡單處理。第三節(jié)第三節(jié) 控制臺控制臺n 主要功能主要功能：實(shí)現(xiàn)在曝光過程中對管電壓、管電流和曝光時間的控制。n 對電路的基本要求：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n 組成組成： 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、高壓交換閘、高壓電纜、高壓