球管原理培训ppt课件

x射线管原理，1。x光发生器：用来产生x光的设备叫做x光发生器。它由x光管、高压发生器和控制台组成。它是x光机和x光机的主要部件。x光管：它的功能是产生x光。自从1895年伦琴发现X射线以来，X射线管逐渐向高功率、小焦点和专业化方向发展，其结构也在不断改进。固定阳极X射线管、旋转阳极X射线管和各种特殊X射线管相继出现。x射线发生器主要由三部分组成：x射线管、高压电源和低压电源。如图所示，x射线是一种波长很短的电磁波。波长范围为0.0006 50纳米。目前，用于x光诊断的常用x光波长范围为0.008 0.031毫米(相当于40 150千伏)。在电磁辐射光谱中，伽马射线和紫外线之间的波长比可见光短得多，肉眼看不到。靶材料：1，钨靶Z=74(40-150千伏电压)2，铑靶Z=453，钼靶Z=42(电压低于40千伏)窗口材料：铍Z=4，5，X射线管分类，1，固定阳极X射线管2，旋转阳极X射线管3，特殊X射线管4，特性和参数5，管套，6，截面1:固定阳极X射线管，1，结构：阳极，阴极，玻璃壳，7，截面1:固定阳极X射线管第二是吸收二次电子和散射射线。1.阳极头：由靶面和阳极体组成。(1)靶面：功能是承受高速电子流轰击，产生x射线(曝光)的靶面材料一般是钨(Z=74)。辐射x射线的强度与目标表面材料的原子序数有关。钨具有：的特点：熔点高(3370)，蒸发率低，原子序数大，有一定的机械强度。钨的缺点是它的热导率小，电子轰击产生的热量不能快速传导出去，它被焊接到由高热导率的无氧铜制成的阳极体上。(低转换效率)(2)阳极体：的高热导率的无氧铜在目标表面上传导热量。8，2。阳极帽：吸收二次电子，并能吸收部分散射的x射线。(1)结构：头部圆形开口面向阴极，是高速运动电子流轰击靶面的通道；侧面下部的圆形开口朝外，是x光的辐射通道。(2)当二次电子：的高速电子流轰击目标表面时，少量电子将被反射并从目标表面释放。这部分电子被称为二次电子。(3)危害：其能量较大(约为原能量的99%)，轰击玻壳内壁会导致玻壳温度升高并释放气体，降低管内真空度或导致玻壳破裂；(2)当二次电子再次被阳极吸引并轰击到目标表面时，由于没有聚焦，非焦点散射x射线被辐射，从而降低了x射线图像质量；(3)二次电子也会附着在玻璃壁上，导致整个管壁上的电位分布极不均匀，导致纵向应力，并容易损坏玻璃壁。9，3。玻璃环：密封4。阳极手柄：导热(无氧铜)，10，11，(2)阴极：1。灯丝(钨):发射电子，诊断X射线管的灯丝缠绕成螺旋管。(1)灯丝电压一般为5 10V，交流为50Hz，(2)灯丝电流一般为2 9A，以3 6A为主。(3)灯丝寿命：调整灯丝的加热电压可以改变灯丝发射的电子数；(2)灯丝温度和发射电子数之间的关系是指数非线性的。(3)灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨蒸发越快，灯丝寿命越短。12，13，14，2。阴极头(聚焦罩：带负电荷):电子流通过其形状聚焦。阴极通常有三根引线，其中一根是普通导线，另外两根分别是大的和小的聚焦丝引线。3.阴极套筒4。玻璃芯，15，16，(3)玻璃外壳：用于固定、支撑阴极ax光管寿命的成像因素：灯丝：减薄真空度：电阻靶面：粗糙度，18，2，x光管焦点(1)实际焦点是指灯丝聚焦后在靶面上发射的电子的瞬时轰击面积。实际聚焦尺寸：宽度与聚焦罩的形状、宽度和深度有关。实际焦距与X射线管容量的关系：大的实际焦距可以承受大的功率，而大的容量可以缩短曝光时间。有效焦点有效焦点：指实际焦点在x光投影方向上的投影。(不止一个)标称焦点：实际焦点在垂直于x射线管长轴的方向上的投影(例如2.0mm2.0mm)符合：有效焦点=实际焦点sin目标角：当x射线投影方向垂直于x射线管长轴时，不能太小，否则投影方向上的x将大大减小。(一般为1520)、22、(iii)有效焦距和成像质量1、有效焦距尺寸越小，图像清晰度越高，有效焦距越低，这将不可避免地降低实际焦距。x光管的功率将会降低，曝光时间需要增加。这将导致运动模糊和几何模糊。23.(4)焦点方向，(确保实际焦点中心、X射线输出窗口中心和相机中心在使用过程中保持一致)。24.(5)当聚焦增加的管电压(kV)恒定时，聚焦增加的程度将随着管电流的增加而变大。与管电流的变化相比，管电压的变化对聚焦的影响要小得多。25 .总结：固定阳极x光管的缺点：靶面是静止的，所以功率小，聚焦大。26，第二段旋转阳极x光管，(1)具有高瞬时负载功率和小焦点(2)结构：由阳极、阴极和玻璃外壳组成。阳极：靶面、转子、转轴、轴承。阴影越小，“图像”越清晰。29，30，1。靶板和靶面：钨靶的缺陷：表面和内层温差产生的热应力容易使靶面开裂。(2)此外，钨在1100以上会再结晶，这将在使用后不久在靶表面上引起表面裂纹和粗糙，导致X射线管的X射线辐射能力降低。铼钨合金的优点：靶表面有细晶粒。在相同的应用条件下，目标暴露20，000次。与纯钨靶相比，铼钨合金靶的输出剂量分别降低了13%和45%。转子转速：(单相异步电机原理：旋转磁场)n=60f/p (2)额定转速曝光：旋转阳极x射线管的所有x射线机均配有旋转阳极启动、延时和保护电路。制动：惯性导致网旋转和磨损，缩短x光管的使用寿命。轴承和轴承的润滑从阳极靶表面传递的少量热量主要通过转子表面散发。旋转阳极x光管依靠热辐射散热，散热效率低。连续加载后，阳极热量急剧增加，靶板温度持续升高。先进x光机的x光管装置装有限温保护装置，对x光管进行相应的保护。固定阳极x光管的散热方法：热传导。34、第3节特殊X射线管、1、金属陶瓷高功率X射线管2、3极X射线管3、软X射线管4、CT X射线管35、36、37、38、39。X射线管的特性和参数根据型号而不同。只有熟悉和掌握各种X射线管的特性曲线、电气参数和结构参数，才能正确使用X射线管，在允许的参数范围内充分发挥X射线管的最大效率。第四节x光管的特性和参数如下：(1)阳极特性曲线阳极特性曲线(Ia Ua)是在一定灯丝加热电流下管电压(Ua)和管电流(Ia)之间的关系。灯丝前端发射的电子在静电场的作用下飞向阳极，这些电子的运动不受阻碍。(2)从灯丝侧发射的电子，其运动的特征是在空间穿过后飞向阳极，因此它们的运动受到一定的阻力；(3)从灯丝后端发射的电子，由于电子之间的相互排斥和灯丝的屏蔽作用，导致电场力非常弱，因此这部分电子停留在灯丝后面的空间中形成“空间电荷”，而空间电荷只能随着管电压的增加而逐渐飞向阳极。(2)灯丝发射特性曲线灯丝发射特性曲线(Ia If)是在一定管电压下管电流(Ia)和灯丝加热电流(If)之间的关系。44，45，(1)“空间电荷”补偿：由于管电压的增加，管电流变大，这需要补偿和抵消。(2)补偿原理是：当管电压变高时，适当减小灯丝加热电流，使管电流不随管电压的变化而变化。相反，当管电压变低时，灯丝加热电流将适当增加。电气参数X射线管的常见电气参数包括灯丝加热电压、灯丝加热电流、最大管电压、最大管电流、最大曝光时间、容量、标称功率、热容量等。在使用、调试和维护x光机时，必须清楚并严格遵守这些数据。(1)最高管电压这是最高管电压峰值，可施加在X射线管两极之间，单位为千伏(千伏)。它由x光管的长度和形状、绝缘介质的类型和管套的形式决定。(2)最大管电流是在一定的管电压和曝光时间下，x光管允许的最大平均管电流。单位为毫安(mA) (iii)最大曝光时间，即在特定管电压和电流条件下x射线管允许的最大曝光时间。(4)X射线管容量：在安全使用条件下，X射线管能够承受的最大负荷，不受单次照射或连续照射的任何损害。1.容量和影响因素通常有五种增加容量的方法：增加焦点面积；(2)减小目标表面的倾斜角；(3)提高阳极转速；(4)增加聚焦轨迹的半径；降低管电压波形的纹波系数。2.负荷的计算通常用输入电功率来表示，其计算公式为P=UI/1000 (kW): UI都是有效值不同的波形，峰值与有效值、平均值与有效值的换算关系不同。例如，49:假设ua=60kV(峰值)，Ia=100mA毫安(平均值，则p=UI/1000=600.7071.1100=4.67千瓦，标称功率为50，3.x射线管：容量也与曝光时间有关，曝光时间增加，容量也会相应减少。这是因为单次曝光时间越长，阳极产生的热量越多，x光管的容量越小。由于阳极热量的积累，多次连续拍摄要求X射线管的容量较小。用于荧光透视和射线照相的X射线管具有最小的容量，因为荧光透视时间通常较长，并且在必要时需要射线照相。同一根x光管的容量是不确定的。为了便于比较，x射线管在一定的整流方式和一定的曝光时间下的最大负载称为x射线管的标称功率。也称固定阳极X射线管的额定容量或标称功率，代表容量：固定阳极X射线管的标称功率是指单相全波整流电路中曝光时间为1秒时的容量。例如，XD4-29/100 X射线管的标称功率对于小焦点(1.8毫米1.8毫米)为2千瓦，对于大焦点(4.3毫米4.3毫米)为9千瓦。52、旋转阳极x光管的标称功率：旋转阳极x光管的标称功率是指三相全波整流电路中曝光时间为0.1s时的容量。例如，XD51-2040/125旋转阳极X射线管的标称功率为20曝光时间超过10秒的视角称为连续加载。例如，连续使用的x光管的容量是200瓦。2)限制管电压、管电流和透视时间：例如，连续使用的x光管的容量为100千伏和3.5毫安。(5)x光管的热容量1。x光管的热容量连续多次摄影或曝光交替透视和点摄影称为混合载荷。每单位时间传递给介质的热量称为散热率(也称为冷却率)。热容量：当x射线管处于最大冷却速率时，最大允许热容量称为热单位(HU)。热容量的单位是焦耳(j)，即1J=1kV(有效值)1mA(有效值)1s。热容量的单位目前也用HU表示，即1HU=1kV(峰值)1mA(平均值)1s，59，2。发热和冷却特性曲线发热特性曲线：当升温速率不变时，热量积累与暴露时间之间的关系。功能：可测定不同升温速率下X射线管的连续和间歇工作时间。冷却特性曲线：表示阳极散热量与暴露后冷却时间的关系，即热量与冷却时间的关系。功能：根据该曲线，可以确定x光管的最短休息时间。安装在管套内的x光管的热容量约为130万HU，是原来的12倍，但冷却速度有所下降。由x光管的结构决定的非电性能参数或数据都是结构参数。例如阳极靶表