《诊断用X线管》PPT课件.ppt

第三章　诊断用Ｘ线管第一节：第一节： 固定阳极固定阳极X线管线管第二节：第二节： 旋转阳极旋转阳极X线管线管第三节：第三节： 特殊特殊X线管线管第四节第四节 ：： X线管的特性与参数线管的特性与参数第五节第五节 ：管套：管套产生条件：Ø阴极灯丝加热且能发射电子；ØX线管两端加上高压阻止电子的运动，将电子动能转化为X射线的能量，就像子弹打在坦克上会发出声音和火花一样管电压：阴极和阳极之间的直流电压 管电压使电子具有较大的动能管电流：阴极发射的电子在电场作用下高速流向阳极形成 电流 管电流越大，产生的Ｘ光子就越多第一节：第一节： 固定阳极固定阳极X线管线管一、结构一、结构w（一）阳极（一）阳极:w 阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生X线，同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去；其线，同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去；其次是吸收二次电子和散乱射线次是吸收二次电子和散乱射线 w1．．阳极头阳极头 ：靶面和阳极体组成靶面的作用是承受：靶面和阳极体组成。

靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生高速运动的电子流轰击，产生X线（曝光）线（曝光）w靶面材料一般都选用钨（靶面材料一般都选用钨（Z=74），钨的特点），钨的特点:：熔点：熔点高（高（3370℃），蒸发率低，原子序数大，又有一定的），蒸发率低，原子序数大，又有一定的机械强度钨的缺点：导热率小，受电子轰击后产生机械强度钨的缺点：导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，焊接到导热率较大的无的热量不能很快地传导出去，焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上氧铜制成的阳极体上w2．阳极帽．阳极帽 ：：吸收二次电子，并可吸收部分散乱吸收二次电子，并可吸收部分散乱X线线 w ⑴⑴结构：结构：头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击靶面的通道；侧下部圆口向外，是靶面的通道；侧下部圆口向外，是X线的辐射通道，线的辐射通道， w⑵⑵二次电子二次电子:高速运动的电子流轰击靶面时，会有少量高速运动的电子流轰击靶面时，会有少量的电子从靶面反射和释放出来，这部分电子称为二次电的电子从靶面反射和释放出来，这部分电子称为二次电子子 .w⑶⑶危害：危害：①①其能量较大（约为原来的其能量较大（约为原来的99%），轰击到玻），轰击到玻璃壳内壁上，将使玻璃壳温度升高而释放气体，降低管璃壳内壁上，将使玻璃壳温度升高而释放气体，降低管内真空度或使玻璃壳击穿；内真空度或使玻璃壳击穿；w ②②二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射X线，使线，使X线影线影像质量降低；像质量降低；w ③③二次电子还会附着在玻璃壁上，造成整个管壁二次电子还会附着在玻璃壁上，造成整个管壁电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏。

电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏w3．玻璃圈．玻璃圈 ：封接：封接 w4．阳极柄．阳极柄 ：：热量传导热量传导w（二）阴极（二）阴极：：w 其阴极一般有三根引线，一根为公用线，其余两其阴极一般有三根引线，一根为公用线，其余两根分别为大、小焦点灯丝的引线根分别为大、小焦点灯丝的引线 w 1．灯丝．灯丝 ：发射电子：发射电子w 2．阴极头（聚焦罩）：使电子流聚焦．阴极头（聚焦罩）：使电子流聚焦 w ①①灯丝电压一般为交流灯丝电压一般为交流5～～10V、、50Hz，灯丝电，灯丝电流一般为流一般为2～～9A，，3～～6A的占多数的占多数 w ②② 调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电子数量；灯丝温度与发射电子的数量关系是呈指数的子数量；灯丝温度与发射电子的数量关系是呈指数的非线性关系非线性关系 w ③③，灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨的，灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨的蒸发越快，灯丝寿命越短蒸发越快，灯丝寿命越短 w （三）玻璃壳：（三）玻璃壳：用来固定，支撑阴、阳两极并保持管用来固定，支撑阴、阳两极并保持管内的真空度内的真空度 w 为防止为防止X线管管内气体放电，保证阴极发射的电线管管内气体放电，保证阴极发射的电子能畅通无阻挡地高速飞向阳极，管内的真空度应保子能畅通无阻挡地高速飞向阳极，管内的真空度应保持在持在133.3×10-7Pa(10-7mmHg)以下以下 。

w二、二、X线管的焦点线管的焦点w（一）实际焦点（一）实际焦点w 是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬间轰击面积间轰击面积实际焦点的宽度实际焦点的宽度聚焦罩的形状、宽度和深度 w（二）有效焦点（二）有效焦点w指实际焦点在指实际焦点在X线投照方向上的投影实际焦点线投照方向上的投影实际焦点在垂直于在垂直于X线管长轴方向的投影线管长轴方向的投影 w 有效焦点有效焦点=实际焦点实际焦点×sinθ w（三）有效焦点与成像质量（三）有效焦点与成像质量（三）有效焦点与成像质量（三）有效焦点与成像质量w有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高 w减小有效焦点，势必减小实际焦点，X线管的功率随之减小，曝光时间需增加，这将会引起运动模糊、几何模糊 w（四）焦点的方位性（四）焦点的方位性（五）焦点增涨w管电压（kV）一定时，随着管电流的增大、焦点增涨的程度变大管电压的变化对焦点增涨大小的影响远较管电流的变化影响小， 第二节第二节 旋转阳极旋转阳极X线管线管w（一）特点（一）特点w 瞬时负载功率大、焦点小瞬时负载功率大、焦点小 w（二）结构：（二）结构：由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成 w 1．靶盘与靶面．靶盘与靶面 ：主要由靶面、转子、转轴和轴承：主要由靶面、转子、转轴和轴承 w钨靶的缺点：钨靶的缺点： ①①由于表面与内层之间温差所产生的由于表面与内层之间温差所产生的热应力，容易使靶面产生裂纹；热应力，容易使靶面产生裂纹；w ②②另外，钨在另外，钨在1100℃以上会发生再结晶，将使靶面以上会发生再结晶，将使靶面使用不久就会出现表面龟裂、粗糙现象，致使使用不久就会出现表面龟裂、粗糙现象，致使X线管线管辐射辐射X线的能力下降。

线的能力下降w 铼铼 钨合金优点：钨合金优点： 靶面晶粒细，在相同使用条件靶面晶粒细，在相同使用条件下，曝光下，曝光2万次，铼钨合金靶与纯钨靶进行比较，输出万次，铼钨合金靶与纯钨靶进行比较，输出剂量分别下降剂量分别下降13%和和45% w2．转子．转子 w①①转速：转速：N=60F/Pw②② 旋转阳极旋转阳极X线管的线管的X线机均设有旋转阳极启线机均设有旋转阳极启 动、延时、保护电路动、延时、保护电路 w3．轴承与轴承的润滑．轴承与轴承的润滑 w 少量由阳极靶面传导过来的热量则大部分通少量由阳极靶面传导过来的热量则大部分通过转子表面辐射出去过转子表面辐射出去w 旋转阳极旋转阳极X线管，依靠热辐射进行散热，散线管，依靠热辐射进行散热，散热效率低，连续负荷后阳极热量急剧增加，靶热效率低，连续负荷后阳极热量急剧增加，靶盘温度不断上升，先进盘温度不断上升，先进X线机的线机的X线管装置内线管装置内设有温度限制保护装置，对设有温度限制保护装置，对X线管给予相应的线管给予相应的保护w固定阳极固定阳极X线管的散热方式：热传导线管的散热方式：热传导第三节第三节 特殊特殊X线管线管w一、金属陶瓷大功率一、金属陶瓷大功率X线管线管w二、三极二、三极X线管线管w三、软三、软X线管线管w四、四、CT用用X线管线管第四节第四节 X线管的特性与参数线管的特性与参数w一、特性一、特性w（一）阳极特性曲线（一）阳极特性曲线w 阳极特性曲线（阳极特性曲线（Ia～～Ua）是在一定的灯丝加热电流）是在一定的灯丝加热电流下，管电压（下，管电压（Ua）与管电流（）与管电流（Ia）之间的关系）之间的关系w w ①①灯丝前端发射出来的电子，它们在静电场作用下灯丝前端发射出来的电子，它们在静电场作用下飞往阳极，这部分电子的运动不受阻力；飞往阳极，这部分电子的运动不受阻力；w ②②灯丝侧面发射出来的电子，这部分电子的运动特灯丝侧面发射出来的电子，这部分电子的运动特点是在空间发生交叉后飞向阳极，因此它们的运动要受点是在空间发生交叉后飞向阳极，因此它们的运动要受到一定的阻力；到一定的阻力；w ③③灯丝后端发射出来的电子，由于电子之间相互排灯丝后端发射出来的电子，由于电子之间相互排斥和灯丝的屏蔽作用，致使电场作用力很微弱，因此这斥和灯丝的屏蔽作用，致使电场作用力很微弱，因此这部分电子滞留在灯丝后面的空间，形成部分电子滞留在灯丝后面的空间，形成“空间电荷空间电荷”，空，空间电荷只能随着管电压的升高而逐渐飞向阳极。

间电荷只能随着管电压的升高而逐渐飞向阳极w（二）灯丝发射特性曲线（二）灯丝发射特性曲线w 灯丝发射特性曲线（灯丝发射特性曲线（Ia～～If）是在一定）是在一定的管电压下，管电流（的管电压下，管电流（Ia）与灯丝加热电流）与灯丝加热电流（（If）的关系）的关系 w 补偿的原则是：当管电压变高时，适当补偿的原则是：当管电压变高时，适当减小灯丝加热电流，以使管电流不随管电压减小灯丝加热电流，以使管电流不随管电压的变化而变化反之，当管电压变低时，则的变化而变化反之，当管电压变低时，则适当增加灯丝加热电流适当增加灯丝加热电流二、电参数二、电参数w（一）最高管电压与最大管电流（一）最高管电压与最大管电流w（二）（二）X线管的容量线管的容量w增大容量的途径，通常有五个：增大容量的途径，通常有五个：①①增大焦点增大焦点面积；面积；②②减小靶面倾角；减小靶面倾角；③③增加阳极转速；增加阳极转速；④④增大焦点轨道半径；增大焦点轨道半径；⑤⑤减小管电压波形的减小管电压波形的纹波系数纹波系数w（三）（三）X线管的热容量线管的热容量w 第五节第五节 管套管套w一、固定阳极一、固定阳极X线管管套线管管套w二、旋转阳极二、旋转阳极X线管管套线管管套第六节 X线管常见故障简述w一、阳极靶面损坏 靶面损坏表现为靶面失去光滑、进而出现粗糙、裂纹或凹凸不平等现象，靶面损坏后X 线的输出量呈现不同程度地降低。

产生靶面损坏的常见原因有: ①容量保护电路调整不当、故障等造成管负荷保护功能欠缺，瞬时负荷过载阳极过热； ②连续工作过久，未注意间隙冷却导致靶面累积热量超过其允许值，致使钨靶面熔化；③旋转阳极X 线管保护电路故障致在阳极不转动或转速过低的情况下曝光，使阳极靶面损坏;④散热装置的散热性能下降等w二、X 线管灯丝断路wX 线管灯丝断路后，表现为无X 线发生常见原因有：①灯丝随着使用年限的增加而不断燕发，灯丝寿命自然耗尽而断裂;②灯丝加热电路故障导致加热电流过高，使灯丝烧断$① X线管进气，灯士生通电后氧化烧断:④ X 线管其他故障导致灯丝断裂w三、玻璃管壳故障w玻璃管壳的常见故障是表面出现镜面反射其原因是使用不当或使用日久，由于灯丝和阳极靶面的钨蒸发.在破璃管壳内壁上积聚一层很薄的钨，成"镜子"一样的反射面此时将导致X 线的输出量降低，玻璃的绝缘性能下降，造成高压放电，最终导致X 线管损坏剧烈震荡及碰撞会导致X 线管管壳破裂w四、真空度不良w真空度不良也称为漏气或进气，较为常见真空度不良可能因管外进气或管内金属逸出气体所致真空度不良分为两种:w1.轻度真空度不良表现为透视时，影像清晰度降低;摄影时，影像变淡，出现穿透力不足的改变，提高管电压曝光.影像清晰度反而下降。

卸下X 线管窗口外部件，加高压时透过有机破璃窗口可见轻微的淡蓝色辉光，并随管电庄的增高而加强w2. 严重真空度不良表现为曝光时机器过载声明显，保险丝熔断，毫安表指针上冲至满刻 度，电压表指针大幅下 跌透视时，荧光微弱或无荧光；摄影时，出现白片卸下X 线管窗口组 件，作冷高压试验，透过有机玻璃窗口可见管内充满蓝紫色辉光w五、旋转阳极转子的故障w旋转阳极X 线管的转子故障通常有两种:w1.转速降低w表现为转动噪声明显增大，静转时间减少转速降低后有可能导致曝光时靶面损坏产生的原因常为转子的轴承长期转动而逐渐磨损或变形，摩擦力增加w2. 转子卡死w转子卡死指的是旋转阳极的供电电路正常，因转子本身的机械原因导致阳极不转.该故障极少见当出现后可用高于额定启动电压1-2 倍的电压进行瞬时启动来恢复转动，若无效则须更换X 线管。