第三章诊断用X线及高压部分..ppt

第三章诊断用X线机高压部分,范能胜,3.1固定阳极X线管,固定阳极X线管结构图,一、阳极：,结构：靶面；铜体（又称阳极体）；阳极罩（又称阳极帽）；阳极柱（又称阳极柄）：作用：产生X线、散热、吸收二次电子和散射线。,钨制成，接受电子轰击，产生X线。,无氧铜制成吸收二次电子和散射线。,无氧铜制成，镶嵌靶面，用于散热,紫铜制成，浸泡在变压器油中，用于散热。,二、阴极：,结构：灯丝；阴极头；阴极套；玻璃芯柱等；作用：主要是发射热电子。,钨制成，呈螺线管状，加热时发射电子,铁镍合金，对灯丝发射的电子进行聚焦。,双焦点灯丝结构,三、玻璃壳,作用固定阳极、阴极保持管内真空度：,3.2旋转阳极X线管：,固定阳极X线管的缺点：功率小；提高功率和缩小焦点面积相矛盾；旋转阳极X线管的优点：瞬时功率大；焦点小；,阴极,阳极靶面,一、阳极：,结构：靶面；转子；转轴；轴承；,一、靶面,靶面使用铼钨合金制成，增加抗膨胀性。,靶基使用钼或石墨制成，增加热容量。,二、转子：,转子转速：低速管：2800转/分高速管：8500转/分及以上。靶盘直径越大，转速越快，X线管瞬时耐受的功率就越大。,三、轴承：,特点：工作温度高，可达400摄氏度。使用固体润滑剂，如二硫化钼、银、铅等。加压启动与制动装置。,3.3特殊X线管：,一、栅控X线管：,结构：在阴极和阳极之间加以控制栅极；工作特点：X线的发生与否不仅与管电压、管电流有关，还取决于栅极控制电压。用途：电影摄影；,三极X线管阴极结构和控制原理,灯丝发射特性：灯丝发射特性较一般X线管差；使用阴极头与灯丝绝缘，阴极头加栅极电位，起到聚焦和栅控的作用，可提高X线管电流；,截止特性：不同的管电压需要不同的栅极截止电压。时间控制特性：短至1ms焦点：负偏压越大，焦点越小；采用用于电容充放电X线机。,二、软X线管,结构特点：使用钼靶，用于软组织摄影；使用铍窗，X线输出窗固有过滤小；阴阳极间距离短，管电流大；,三、金属陶瓷X线管：,高温对灯丝影响：钨丝蒸发，灯丝变细；钨蒸气在玻璃壳内表面形成一层镀膜。影响玻璃绝缘强度；阻碍X射线通过；金属陶瓷X线管特点：,金属，接地,陶瓷,3.4X线管的规格与特性,构造参数：,电参数：,特性曲线,X线管瞬时负载特性,X线管连续负载特性,一、构造参数：,指由X线管的结构所决定的参数，在制造完成就已经确定，包括：靶面倾角；外形尺寸；重量；管壁滤过当量等；,二、电参数：,1、最高管电压：X线管两极间所能耐受的最高电压峰值；2、最大管电流：指一定管电压和曝光时间下所允许的最大管电流平均值。3、最长曝光时间：指一定管电压和管电流下所允许的最长曝光时间。,4、X线管的容量（负荷量）：指X线管在安全使用条件下单次曝光或连续曝光的最大负荷量。1）计算公式：P=1/1000UI(Kw)U:管电压有效值；I:管电流有效值；2）影响因素：管电压、管电流、管电压波形、曝光时间。,5、线管的代表容量（标称功率）：）定义：一定整流方式和一定曝光时间下线管的最大负荷。）固定阳极线管的表示方法：单相全波整流，曝光时间1SXD4-29/100,小焦点标称功率,大焦点标称功率,管电压,）旋转阳极线管的表示方法：三相全波整流，曝光时间0.1SXD51-2040/125,小焦点标称功率,大焦点标称功率,管电压,三、X线管的阳极特性,1、定义：阳极特性曲线（IaUa）是在一定的灯丝加热电流下，管电压（Ua）与管电流（Ia）之间的关系；2、空间电荷的定义：,灯丝前方发射的电子,灯丝侧方发射的电子,灯丝后方发射的电子，随管电压升高逐渐飞向阳极。,3、阳极特性曲线：,比例区,饱和区,o,B1,B2,四、X线管的灯丝发射特性曲线,1、定义：灯丝发射特性曲线（IaIf）是在不同的管电压下，管电流（Ia）与灯丝加热电流（If）的关系,五、线管的瞬时负荷特性：,1、定义：作用于X线管上的数毫秒至数秒时间的负载。2、特点：大量的热量聚集于阳极靶面附近，散热作用可以忽略不计。3、表示方法：用容量或功率表示，也常用瞬时负载曲线表示。,瞬时负荷曲线：指某焦点在某种整流方式下，对应一定管电压(峰值)时，允许最大管电流(平均值)与曝光时间之间的关系曲线。,我国规定的误差范围：Kv,10%，mA,10%，S,15%,六、线管的连续负荷特性：,1、定义：连续负荷作用于X线管上数秒以上长时间的负载。2、特点：生热过程和冷却过程同时存在。3、表示方法：用容量表示连续负荷。,4、热容量：1）定义：指X线管处于最大冷却率时，允许承受的最大热量。2）计算：1J=1Kv(有效值)1mA(有效值)1S系数1HU=1Kv(峰值)1mA(平均值)1S系数1HU=0.71J系数：三相全波，1.35单相全波(管电流6m),1.35,生热曲线：X线管在不同负荷条件下，阳极上积累的热量与时间关系的曲线。冷却曲线：X线管停止负荷后阳极上的热量与冷却时间关系的曲线。,冷却曲线,放入X线管套后的生热和冷却曲线,3.5.1线管的检验,1、外观检查：玻璃外壳；阴极、阳极；管内有无异物和金属器件氧化、锈蚀。转子运转情况；,2、X线管灯丝检查：直流电阻3；3、X线管真空度检查：什么是冷高压试验？冷高压试验的操作方法。4、灯丝加热试验：使用加热灯丝的交流电源或者两节1.5电池。,5、旋转阳极转动试验：6、负荷试验：在灯丝加热的情况下，按照X线机的使用规格进行试验。透视负荷试验：摄影负荷试验：注意事项：,3.5.2X线管的使用,X线管的使用寿命：灯丝的寿命；阳极靶面的寿命；正常使用下的报废；,X线管的使用注意事项：不得超过最高使用管电压；严格按照灯丝发射特性曲线调整管电流。初次使用或放置时间比较久再投入使用必须对X线管进行训练；不能超负荷使用；,配旋转阳极的X线管必须等到阳极启动并达到额定转速才能曝光；定期检查容量保护装置工作是否正常；X线管放置和运输过程中应阳极朝下。,3.6高压发生装置,作用：提供高压和灯丝加热电压。,组成：,一、高压变压器,工作特点：1、变压比大，一般多在1：500范围；2、设计容量可等于最高输出容量的1/51/3；3、浸在绝缘油中，次级中心接地。,变压器结构：1、铁芯：材料：使用冷扎或热扎硅钢片。铁芯形状：制造工艺：,2、初级绕组：工作电压：500V线材：采用纱包或玻璃丝包线。绕制方法：分层绕制，层间绝缘。,3、次级绕组：工作电流：1000mA层间电压：10001500V绕制方法：绕制成砸数相同的两个绕组，相互串联，中心点接地。,4、次级中心点接地：作用：1）降低了次级线圈的绝缘要求；2）便于安装管电流表。测量回路断路保护措施：1）并联放电针；2）并联放电管。,次级线圈中心点接地,工作原理：变压比：匝数计算：,二、灯丝变压器：,工作特点：1、次级电流较大：次级电压512V功率约100W。2、次级绕组电位很高，要求初、次级间具有良好的绝缘，绝缘强度不能低于高压变压器最高输出电压的一半。,灯丝变压器结构：,3.7、高压元件：,1、高压硅堆整流器：作用：管电压整流。制造工艺：由许多单晶硅做成的二极管以银丝串联而成，外壳一般采用环氧树脂。特点：体积小、机械强度高、绝缘性能好、寿命长、性能稳定、正向电压降小和使用时无须灯丝加热等优点,高压硅堆整流器,2、高压电缆：根据芯线数目和排列方式：有单芯、三芯和四芯、同轴和非同轴之分。作用：输送管电压和灯丝电压。,非同轴高压电缆,同轴高压电缆,1）导电芯线：除传送X线管的kV外，阴极侧电缆还传送X线管灯丝加热电流。2）高压绝缘层：它的主要作用是使芯线的高电压与地之间绝缘。3）半导体层：使接触不良处不能形成高压静电场，从而防止了高压静电场引起的不良影响，分内半导体层和外半导体层。,电介质,电偶极子,E,金属屏蔽层,外半导体层,高压绝缘层,4）金属屏蔽层：一旦高压电缆击穿，导电芯线的高压便与金属屏蔽层短路，而金属屏蔽层通过固定环接地，保护操作者和病人的安全。5）保护层：加强对高压电缆的机械保护，减少外部损伤，并能防止有害气体、油污和紫外线对高压电缆的危害。,高压电缆使用注意事项：1）管电压峰值不得超过最大允许电压值。2）芯线与外边的屏蔽层构成了一个电容，但管电压很高时，电容形成的电容电流不能忽略。,3、高压插头和插座：,4、高压交换闸：高压交换闸的作用：在具有两个以上的X线机，用来对高压和灯丝电压