第四章 X線機低壓部件

1、1 X X線機低壓部件線機低壓部件包括包括： 自耦變壓器自耦變壓器 諧振式磁飽和穩(wěn)壓器諧振式磁飽和穩(wěn)壓器 空間電荷抵償器空間電荷抵償器 接觸器與繼電器接觸器與繼電器 控制開關(guān)控制開關(guān) 常用儀表常用儀表 本章介紹本章介紹X X線機低壓部件的功能、結(jié)構(gòu)線機低壓部件的功能、結(jié)構(gòu)及原理。及原理。第三節(jié)第三節(jié) 控制裝置控制裝置一一. . 控制臺控制臺( (一一) )控制臺的功能控制臺的功能X X線機的開機與關(guān)機，電源電壓調(diào)整；線機的開機與關(guān)機，電源電壓調(diào)整；根據(jù)需要選擇合理的檢查方式：透視、普根據(jù)需要選擇合理的檢查方式：透視、普通攝影、濾線器攝影、立位濾線器攝影等；通攝影、濾線器攝影、立位濾線器攝影等；

2、根據(jù)需要調(diào)節(jié)和選擇曝光參數(shù)：管電壓、根據(jù)需要調(diào)節(jié)和選擇曝光參數(shù)：管電壓、管電流與曝光時間，并能提前預(yù)示管電壓；管電流與曝光時間，并能提前預(yù)示管電壓；控制控制X X線的發(fā)生與停止，在曝光過程中指示線的發(fā)生與停止，在曝光過程中指示實際管電流值。實際管電流值。( (二二) ) 控制臺的構(gòu)造控制臺的構(gòu)造 控制臺一般都是由控制臺面板結(jié)構(gòu)、內(nèi)控制臺一般都是由控制臺面板結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩部分組成。部結(jié)構(gòu)兩部分組成。（一）面板結(jié)構(gòu)（一）面板結(jié)構(gòu)控制臺面板是技術(shù)人員操作控制臺面板是技術(shù)人員操作X X線機和輸線機和輸入曝光參數(shù)的界面。入曝光參數(shù)的界面。面板上設(shè)有各種控制開關(guān)、按鍵、調(diào)面板上設(shè)有各種控制開關(guān)、按鍵、調(diào)

3、節(jié)旋鈕和指示儀表。節(jié)旋鈕和指示儀表。1 1開關(guān)開關(guān) 一般包括電源開關(guān)和手開關(guān)。一般包括電源開關(guān)和手開關(guān)。2 2選擇器選擇器 常用轉(zhuǎn)換開關(guān)、琴鍵開關(guān)、刷形開關(guān)及常用轉(zhuǎn)換開關(guān)、琴鍵開關(guān)、刷形開關(guān)及觸摸式開關(guān)，現(xiàn)代觸摸式開關(guān)，現(xiàn)代X X線機多用觸摸式開關(guān)。線機多用觸摸式開關(guān)。3 3調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 對中、大型程控對中、大型程控X X線機，在面板上通常線機，在面板上通常是用觸摸式按鈕來實施控制的。是用觸摸式按鈕來實施控制的。4 4顯示器件顯示器件 控制器面板上一般均設(shè)置有指示燈和顯控制器面板上一般均設(shè)置有指示燈和顯示儀表。示儀表。（二）內(nèi)部結(jié)構(gòu)（二）內(nèi)部結(jié)構(gòu)控制器內(nèi)部有控制器內(nèi)部有X X線機的低壓部件、控

4、線機的低壓部件、控制元件。制元件。X X線機控制器內(nèi)部元器件的布局一般線機控制器內(nèi)部元器件的布局一般分為分為三層三層。一般體積大、重量重的部件如。一般體積大、重量重的部件如自耦變壓器、穩(wěn)壓器和空間電荷抵償器等自耦變壓器、穩(wěn)壓器和空間電荷抵償器等排布在控制器的底層；中上層排布接觸器、排布在控制器的底層；中上層排布接觸器、繼電器、延時器、大功率電阻及電路板等；繼電器、延時器、大功率電阻及電路板等；在控制器的背面下方一般設(shè)置有接線板或在控制器的背面下方一般設(shè)置有接線板或接插件，與控制器外部連接。接插件，與控制器外部連接。( (三三) )控制方式控制方式1 1三鈕控制三鈕控制 管電壓、管電流和曝光時間

5、三個參數(shù)管電壓、管電流和曝光時間三個參數(shù)各有一旋鈕來進行調(diào)節(jié)或選擇，稱為三鈕各有一旋鈕來進行調(diào)節(jié)或選擇，稱為三鈕制調(diào)節(jié)控制式。制調(diào)節(jié)控制式。2 2二鈕控制二鈕控制 將管電流和曝光時間的乘積作為一個將管電流和曝光時間的乘積作為一個參數(shù)來進行控制，參數(shù)來進行控制，X X線機的控制系統(tǒng)出現(xiàn)了線機的控制系統(tǒng)出現(xiàn)了只有管電壓和曝光量（只有管電壓和曝光量（mAsmAs）的二鈕制調(diào)節(jié)）的二鈕制調(diào)節(jié)控制方式?？刂品绞健? 3單鈕控制單鈕控制 在攝影時，操作人員只需要選定千伏在攝影時，操作人員只需要選定千伏值，即可在值，即可在X X線管允許的最大功率范圍內(nèi)，線管允許的最大功率范圍內(nèi)，通過通過X X線自動降落系統(tǒng)

6、在極短的時間內(nèi)充分線自動降落系統(tǒng)在極短的時間內(nèi)充分發(fā)揮發(fā)揮X X線管效率的情況下進行曝光。線管效率的情況下進行曝光。4 4零鈕控制零鈕控制 零鈕控制方式是按人體的部位和厚薄分零鈕控制方式是按人體的部位和厚薄分類設(shè)置部位按鈕，攝影時首先選定類設(shè)置部位按鈕，攝影時首先選定kVkV和和mAmA，只需按下相應(yīng)的部位按鈕，其曝光參數(shù)即只需按下相應(yīng)的部位按鈕，其曝光參數(shù)即自動針對該部位確定適當值，曝光進行、自動針對該部位確定適當值，曝光進行、結(jié)束過程同單鈕控制方式。結(jié)束過程同單鈕控制方式。第二節(jié)第二節(jié) 自耦變壓器自耦變壓器一、自耦變壓器的功能一、自耦變壓器的功能自耦變壓器是將自耦變壓器是將220V220V

7、或或380V380V單一數(shù)值單一數(shù)值的電壓變?yōu)槎鄠€不同數(shù)值且可調(diào)節(jié)的輸出的電壓變?yōu)槎鄠€不同數(shù)值且可調(diào)節(jié)的輸出電壓，以供給電壓，以供給X X線機各部分電路及元器件的線機各部分電路及元器件的工作需要，它是工作需要，它是X X線機供電的總樞紐。線機供電的總樞紐。二、自耦變壓器的二、自耦變壓器的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 自耦變壓器是根據(jù)自感原理制作的變壓器，自耦變壓器是根據(jù)自感原理制作的變壓器，在結(jié)構(gòu)上與普通變壓器有所不同。在結(jié)構(gòu)上與普通變壓器有所不同。 自耦變壓器的鐵芯上只繞制一個線圈，該自耦變壓器的鐵芯上只繞制一個線圈，該線圈中與電源連接的部分是初級線圈，與線圈中與電源連接的部分是初級線圈，與負載連接的部分是次級

8、線圈。負載連接的部分是次級線圈。 自耦變壓器線圈多采用玻璃紗包扁銅線繞自耦變壓器線圈多采用玻璃紗包扁銅線繞制。制。三、自耦變壓器的三、自耦變壓器的工作原理工作原理自耦變壓器的工作原理同普通變壓器。自耦變壓器的工作原理同普通變壓器。如圖，如圖，abab部分為初級線圈，部分為初級線圈，bcbc部分為次級部分為次級線圈。輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系遵循普線圈。輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系遵循普通變壓器變壓比的規(guī)律，即輸入、輸出電通變壓器變壓比的規(guī)律，即輸入、輸出電壓之比等于初、次級線圈匝數(shù)之比。壓之比等于初、次級線圈匝數(shù)之比。K K = = U U1 1/ /U U2 2 = = N N1 1/ /N N2

9、 2自耦變壓器的變壓比一般在自耦變壓器的變壓比一般在1 12 2之間。之間。 在初、次級公共線在初、次級公共線圈圈abab部分流過的電部分流過的電流是初級電流流是初級電流I I1 1與次與次級電流級電流I I2 2 兩個電流兩個電流的合成，由于這兩的合成，由于這兩個電流的方向相反，個電流的方向相反，故公共線圈故公共線圈abab段的段的電流為電流為I Iabab= =I I2 2- -I I1 1 。四、常用自耦變壓器的四、常用自耦變壓器的類型類型（一）抽頭調(diào)壓式（一）抽頭調(diào)壓式（二）抽頭、滑動混合調(diào)壓式（二）抽頭、滑動混合調(diào)壓式 采用滑動調(diào)節(jié)方式可獲得連續(xù)均勻的電壓采用滑動調(diào)節(jié)方式可獲得連續(xù)均

10、勻的電壓數(shù)值，且接觸電弧小。但它不能滿足數(shù)值，且接觸電弧小。但它不能滿足X X線機線機的電路需要多種不同電壓值的要求。的電路需要多種不同電壓值的要求。 目前采用自動控制調(diào)壓的滑動式自耦變壓目前采用自動控制調(diào)壓的滑動式自耦變壓器較多。該方式是在輸入指令信號或自動器較多。該方式是在輸入指令信號或自動信號的控制下，經(jīng)反饋電路及邏輯電路輸信號的控制下，經(jīng)反饋電路及邏輯電路輸出正、負信號給驅(qū)動電路，經(jīng)驅(qū)動推動直出正、負信號給驅(qū)動電路，經(jīng)驅(qū)動推動直流電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，經(jīng)變速裝置帶動碳輪流電機正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，經(jīng)變速裝置帶動碳輪來回運動，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。來回運動，實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)。五五 自耦變壓器的故障自耦變壓器的故障

11、1. 1.匝間短路匝間短路 2. 2.線圈對地漏電短路線圈對地漏電短路 3. 3.斷路故障斷路故障第三節(jié)第三節(jié) 穩(wěn)穩(wěn) 壓壓 器器一、穩(wěn)壓器的作用一、穩(wěn)壓器的作用為得到高質(zhì)量的為得到高質(zhì)量的X X線影像，要求線影像，要求X X線管線管產(chǎn)生時管電流必須穩(wěn)定準確。為此設(shè)置穩(wěn)產(chǎn)生時管電流必須穩(wěn)定準確。為此設(shè)置穩(wěn)壓器，為燈絲提供一個穩(wěn)定的加熱電壓，壓器，為燈絲提供一個穩(wěn)定的加熱電壓，獲得穩(wěn)定的加熱溫度，從而得到穩(wěn)定的管獲得穩(wěn)定的加熱溫度，從而得到穩(wěn)定的管電流。電流。二、諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的構(gòu)造與工作原理二、諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的構(gòu)造與工作原理（一）磁飽和穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）磁飽和穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)與工作

12、原理磁飽和穩(wěn)壓器的主體是一個飽和變壓器，其磁飽和穩(wěn)壓器的主體是一個飽和變壓器，其鐵芯與普通變壓器不同，初級側(cè)的鐵芯截面積較鐵芯與普通變壓器不同，初級側(cè)的鐵芯截面積較大，稱非飽和鐵芯；次級側(cè)的鐵芯截面積較小，大，稱非飽和鐵芯；次級側(cè)的鐵芯截面積較小，稱飽和鐵芯。稱飽和鐵芯。磁飽和穩(wěn)壓器的磁飽和穩(wěn)壓器的工作原理工作原理是利用鐵芯磁是利用鐵芯磁化曲線的非線性特點?；€的非線性特點。隨著輸入電壓的升高，初級側(cè)鐵芯的磁隨著輸入電壓的升高，初級側(cè)鐵芯的磁通量不斷增加，而次級側(cè)飽和鐵芯由于截面通量不斷增加，而次級側(cè)飽和鐵芯由于截面積較小，通過鐵芯的磁通量不斷增加而很快積較小，通過鐵芯的磁通量不斷增加而很快

13、達到飽和。所以該飽和鐵芯上的磁通量為一達到飽和。所以該飽和鐵芯上的磁通量為一定值，鐵芯上的線圈感應(yīng)出的電壓也就基本定值，鐵芯上的線圈感應(yīng)出的電壓也就基本不變。不變。這樣穩(wěn)壓器次級的輸出電壓不再隨初級這樣穩(wěn)壓器次級的輸出電壓不再隨初級電壓的變化而改變，從而達到穩(wěn)定輸出電壓電壓的變化而改變，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。的目的。（二）諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理二）諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)與工作原理因為磁飽和穩(wěn)壓器輸出電壓仍不夠穩(wěn)定因為磁飽和穩(wěn)壓器輸出電壓仍不夠穩(wěn)定和電源能耗的缺點。和電源能耗的缺點。諧振式磁飽和穩(wěn)壓器在結(jié)構(gòu)上進行了改諧振式磁飽和穩(wěn)壓器在結(jié)構(gòu)上進行了改進：在磁飽和穩(wěn)壓器的初級非

14、飽和鐵芯上接進：在磁飽和穩(wěn)壓器的初級非飽和鐵芯上接入了一個補償可調(diào)線圈入了一個補償可調(diào)線圈L L3 3、該線圈的繞向與、該線圈的繞向與初級線圈初級線圈L L1 1相反、與次級線圈相反、與次級線圈L L2 2反向串聯(lián)；反向串聯(lián)；在次級飽和鐵芯上另繞制一個由線圈在次級飽和鐵芯上另繞制一個由線圈L L4 4，并，并與電容與電容C C組成的諧振單元。組成的諧振單元。、都是儲能元件，靠電場儲能，、都是儲能元件，靠電場儲能，靠磁場儲能。放電，開始有一個逆向靠磁場儲能。放電，開始有一個逆向的反沖電流，充電，當?shù)碾妷鹤畲髸r，的反沖電流，充電，當?shù)碾妷鹤畲髸r，放電完畢，之后開始放電，開始充電放電完畢，之后開始放

15、電，開始充電。這樣的反復(fù)運作，稱為。這樣的反復(fù)運作，稱為諧振諧振。串聯(lián)諧振時，阻抗的模最小，電流最大串聯(lián)諧振時，阻抗的模最小，電流最大，且與電壓同相。電場能量和磁場能量都在，且與電壓同相。電場能量和磁場能量都在不斷變化，此增彼減，這部分能量在電場、不斷變化，此增彼減，這部分能量在電場、磁場間振蕩，總能不變。磁場間振蕩，總能不變。 在飽和鐵芯上繞制由線圈在飽和鐵芯上繞制由線圈L L4 4與電容與電容C C組成的組成的諧振單元。諧振單元。 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)L L4 4的匝數(shù)獲得一定的頻率，使該頻率與的匝數(shù)獲得一定的頻率，使該頻率與供電電源頻率相等，則振蕩單元發(fā)生諧振，供電電源頻率相等，則振蕩單元發(fā)生諧振，

16、由于諧振由于諧振電流很大電流很大，使次級鐵芯很快達到，使次級鐵芯很快達到飽和點，降低了磁化電流，減少了電源能飽和點，降低了磁化電流，減少了電源能耗，提高了穩(wěn)壓器的工作效率。耗，提高了穩(wěn)壓器的工作效率。 諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓性能較好，當諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓性能較好，當電源電壓發(fā)生電源電壓發(fā)生2020變化時，輸出電壓的變化時，輸出電壓的波動不超過波動不超過l l。 穩(wěn)壓器對電源頻率要求嚴格，必須和穩(wěn)壓器對電源頻率要求嚴格，必須和L L4 4C C組組成的振蕩頻率相同。成的振蕩頻率相同。 國產(chǎn)國產(chǎn)X X線機在出廠時，已按線機在出廠時，已按50Hz50Hz的電源頻率的電源頻率調(diào)諧好了調(diào)諧好了L

17、 L4 4C C振蕩電路，當用戶的電源頻率振蕩電路，當用戶的電源頻率不穩(wěn)時，穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓效果將降低，其輸不穩(wěn)時，穩(wěn)壓器的穩(wěn)壓效果將降低，其輸出電壓隨頻率變化而變化。出電壓隨頻率變化而變化。三、諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的故障三、諧振式磁飽和穩(wěn)壓器的故障1 1諧振電容器擊穿諧振電容器擊穿2 2諧振電容器斷路諧振電容器斷路3 3輸出電壓不穩(wěn)輸出電壓不穩(wěn)第四節(jié)第四節(jié) 空間電荷抵償器空間電荷抵償器一、空間電荷抵償器的作用一、空間電荷抵償器的作用X X線管燈絲加熱后，空間電荷到達陽線管燈絲加熱后，空間電荷到達陽極形成管電流的數(shù)量將不斷增加，造成管極形成管電流的數(shù)量將不斷增加，造成管電流將隨管電壓的變化而變化。電

18、流將隨管電壓的變化而變化。為克服空間電荷的影響，保持管電流為克服空間電荷的影響，保持管電流的穩(wěn)定，設(shè)計了空間電荷抵償器。的穩(wěn)定，設(shè)計了空間電荷抵償器。二、空間電荷抵償器的構(gòu)造二、空間電荷抵償器的構(gòu)造空間電荷抵償器的結(jié)構(gòu)是在空間電荷抵償器的結(jié)構(gòu)是在“日日”字形鐵芯上，字形鐵芯上，繞制一個初級線圈和兩個多抽頭的次級線圈。繞制一個初級線圈和兩個多抽頭的次級線圈。三、空間電荷抵償器的工作原理三、空間電荷抵償器的工作原理（一）反相串聯(lián)抵償法（一）反相串聯(lián)抵償法變壓器的初級線圈與高壓變壓器初級線圈并聯(lián)，變壓器的初級線圈與高壓變壓器初級線圈并聯(lián)，其初級電壓隨管電壓的變化而同步變化，其次級有其初級電壓隨管電壓

19、的變化而同步變化，其次級有兩個線圈，分別與兩個線圈，分別與X X線管的大、小焦點燈絲變壓器線管的大、小焦點燈絲變壓器的初級線圈反相串聯(lián)。的初級線圈反相串聯(lián)。 該方法是以最低管電壓為基準，使燈絲的該方法是以最低管電壓為基準，使燈絲的加熱電壓隨管電壓的升高而降低。根據(jù)不加熱電壓隨管電壓的升高而降低。根據(jù)不同的毫安檔選擇連接次級的抽頭位置，以同的毫安檔選擇連接次級的抽頭位置，以達到精確抵償。達到精確抵償。 其過程是：當其過程是：當管電壓升高管電壓升高時，抵償變壓器時，抵償變壓器初級電壓升高，次級電壓也升高，燈絲加初級電壓升高，次級電壓也升高，燈絲加熱電壓下降，熱電壓下降，管電流相應(yīng)下降管電流相應(yīng)下降

20、，反之亦然。，反之亦然。（二）同相串聯(lián)抵償法（二）同相串聯(lián)抵償法該變壓器的初級線圈引線接在自耦變壓器的末該變壓器的初級線圈引線接在自耦變壓器的末端與高壓初級調(diào)節(jié)端，抵償變壓器的兩個線圈分別端與高壓初級調(diào)節(jié)端，抵償變壓器的兩個線圈分別與與X X線管的大、小焦點燈絲變壓器的初級線圈同相串線管的大、小焦點燈絲變壓器的初級線圈同相串聯(lián)。聯(lián)。 此連接法以最高管電壓為基準，使燈絲的此連接法以最高管電壓為基準，使燈絲的加熱電壓隨管電壓的降低而增加。根據(jù)不加熱電壓隨管電壓的降低而增加。根據(jù)不同的毫安檔選擇連接次級的抽頭位置，以同的毫安檔選擇連接次級的抽頭位置，以達到精確調(diào)整。達到精確調(diào)整。 其過程是：當其過程

21、是：當管電壓降低管電壓降低時，抵償變壓器時，抵償變壓器初級電壓升高，次級電壓也升高，燈絲加初級電壓升高，次級電壓也升高，燈絲加熱電壓增加，熱電壓增加，管電流相應(yīng)增加管電流相應(yīng)增加至設(shè)計的恒至設(shè)計的恒定值，反之亦然。定值，反之亦然。四、空間電荷抵償變壓器的常見故障四、空間電荷抵償變壓器的常見故障 空間電荷抵償變壓器的常見故障有絕緣性空間電荷抵償變壓器的常見故障有絕緣性能下降，線圈匝間、層間擊穿短路及使用能下降，線圈匝間、層間擊穿短路及使用日久，接線頭焊點脫落斷路等，造成沒有日久，接線頭焊點脫落斷路等，造成沒有抵償或抵償不準確。抵償或抵償不準確。 在在X X線機攝影時一定注意毫安表的情況，若線機攝

22、影時一定注意毫安表的情況，若用不同管電壓攝影時，所選擇的毫安值與用不同管電壓攝影時，所選擇的毫安值與實際值相差大時，必須對空間電荷抵償器實際值相差大時，必須對空間電荷抵償器進行檢查，或?qū)Ω骱涟矙n對應(yīng)的抵償抽頭進行檢查，或?qū)Ω骱涟矙n對應(yīng)的抵償抽頭進行調(diào)整。進行調(diào)整。第五節(jié)第五節(jié) 常用儀表常用儀表 一、電源電壓表一、電源電壓表電源電壓表是用來顯示電源電壓表是用來顯示X X線機電源電壓的線機電源電壓的儀表，接在儀表，接在X X線機自耦變壓器的輸出端線上，線機自耦變壓器的輸出端線上，用來顯示用來顯示X X線機線機輸入輸入電源電壓的波動范圍。電源電壓的波動范圍。在在X X線機中常用磁電式表，該表不能直接

23、線機中常用磁電式表，該表不能直接測量交流電壓，故需加裝整流裝置后才能用于測量交流電壓，故需加裝整流裝置后才能用于交流環(huán)境，常用橋式整流方式。交流環(huán)境，常用橋式整流方式。 二、千伏表二、千伏表 千伏表（千伏表（kVkV表）是用來提前預(yù)示管電壓高低的表）是用來提前預(yù)示管電壓高低的儀表。該表接在高壓初級電路中，安裝在控制儀表。該表接在高壓初級電路中，安裝在控制臺面板上，雖然表盤讀數(shù)為千伏值，其實加在臺面板上，雖然表盤讀數(shù)為千伏值，其實加在表上的電壓只有數(shù)百伏。表上的電壓只有數(shù)百伏。 其其原理原理是：該表與高壓變壓器初級并聯(lián)，所指是：該表與高壓變壓器初級并聯(lián)，所指示是按照高壓變壓器的變壓比換算出來的千伏示是按照高壓變壓器的變壓比換算出來的千伏值。值。 千伏表顯示的就是稍后曝光時加在千伏表顯示的就是稍后曝光時加在X X線管兩端線管兩端的電壓值，是管電壓的預(yù)示值。千伏表實際上的電壓值，是管電壓的預(yù)示值。千伏表實際上是交流低壓表，工作原理同普通電壓表。是交流低壓表，工作原理同普通電壓表。第一章 X線機的構(gòu)成與發(fā)展三、毫安表三、毫安表 在在X X線機中，毫安表（線機中，毫安表（mAmA表）是用來測量流過表）是用來測量流過X X線管線管管電流大小的儀表，將毫安表串聯(lián)接在高壓變壓器管電流大小