《X线管装置》课件.ppt

医学影像设备学岳 若 蒙第二章 X X线机基本装置第一节 X X线管装置固定阳极固定阳极X线管线管X线管的焦点线管的焦点旋转阳极旋转阳极X线管线管X线管的规格与特性线管的规格与特性X线管管套线管管套特殊特殊X线管线管教学内容教学内容掌握固定阳极和旋转阳极掌握固定阳极和旋转阳极X线管的结构线管的结构及各部分的作用及各部分的作用熟悉熟悉X线管的规格和特性线管的规格和特性了解特殊了解特殊X线管的特点和用途线管的特点和用途教学目标教学目标诊断用X X线机X X线发生装置生装置外外围装置装置X X线管装置管装置高高压发生装置生装置控制装置控制装置机械机械辅助装置助装置影像装置影像装置记录装置装置产生生条条件：件：阴极阴极灯灯丝加加热且能且能发射射电子；子；X线管管两极两极加上高加上高压管管电压：阴极阴极和和阳极阳极之之间的直流的直流电压管管电压使使电子具有子具有较大的大的动能管管电流：流：阴极阴极发射的射的电子在子在电场作用下高速流向作用下高速流向 阳极阳极形成形成电流管管电流越大，流越大，产生的光子就越多生的光子就越多一、固定阳极X X线管 固定阳极X线管是X线管中最简单的一种，主要由阳极、阴极和玻璃管壳三部分组成。

作用：作用：接受高速接受高速电子流撞子流撞击而而产生生X线；将阳极将阳极热量量辐射或射或传导出管外；出管外；吸收二次吸收二次电子和散子和散乱乱射射线一）（一）阳极阳极结构构：阳极阳极头、阳极阳极柄和柄和阳极罩阳极罩1、阳极阳极头：靶靶面和面和阳极阳极体体组成靶靶面：承受高速面：承受高速运运动的的电子流子流轰击，产生生X X线靶靶面材料一般都面材料一般都选用用钨（Z=74Z=74），），钨的特点的特点:：熔点高：熔点高（33703370），蒸），蒸发率低，原子序率低，原子序数数大，又有一定的机械强度大，又有一定的机械强度钨的缺点：的缺点：导热率小，受率小，受电子子轰击后后产生的生的热量不能很快地量不能很快地传导出去，出去，焊接到接到导热率率较大的无大的无氧氧铜制成的制成的阳极阳极体上2、阳极阳极柄：柄：普通普通铜(紫紫铜)制成，引出管外至高制成，引出管外至高压绝缘油油中，中，将阳极将阳极头热量量传导出去2、阳极阳极帽帽：吸收二次吸收二次电子和散子和散乱乱射射线 1 1）结构构：两个两个窗口，窗口，头部部圆口面口面对阴极阴极，是高速，是高速运运动的的电子流子流轰击靶靶面的通道；面的通道；侧下部下部圆口向外，是口向外，是X X线的的辐射通射通道。

道窗口窗口1 1窗口窗口2 2 二次二次电子：子：高速高速运运动的的电子流子流轰击靶靶面面时，会会有少有少量的量的电子子从靶从靶面反射和面反射和释放出放出来来，这部分部分电子子称称为二次二次电子子 危害：危害：其能量其能量较大（大（约为原原来来的的99%99%），），轰击到玻璃到玻璃壳内壳内壁上，壁上，将将使玻璃使玻璃壳温壳温度升高而度升高而释放放气气体，降低管体，降低管内真内真空度空度或使玻璃或使玻璃壳壳击穿；穿；二次二次电子再次被子再次被阳极阳极吸引吸引轰击到到靶靶面上面上时，由于，由于没没有有经过聚焦，聚焦，将将辐射出非焦点散射射出非焦点散射X X线，使，使X X线影像影像质量降量降低；低；二次二次电子子还会会附着在玻璃壁上，造成整附着在玻璃壁上，造成整个个管壁管壁电位位分布分布极极不均不均匀匀，产生生纵向向应力，易致玻璃壁力，易致玻璃壁损坏作用：作用：发射射电子子并并使使电子束聚焦，使撞子束聚焦，使撞击在在靶靶面上的面上的电子子束具有一定的形束具有一定的形状状和大小二）（二）阴极阴极结构构：灯灯丝、聚焦槽、聚焦槽、阴极阴极套和玻璃芯柱套和玻璃芯柱1、灯、灯丝：发射射电子，子，钨，螺旋管，螺旋管状状，分，分为单焦点和焦点和双双焦焦点点(大、小焦点大、小焦点)。

灯灯丝电压越高，灯越高，灯丝温温度越高，度越高，发射射电子子数数量量就越大，就越大，调节灯灯丝加加热电压即可即可实现管管电流的流的调节为了延了延长灯灯丝寿寿命，灯命，灯丝加加热方式通常方式通常采用采用预热增增温温式式小焦点小焦点大焦点大焦点 2、聚焦槽：、聚焦槽：又名又名阴极阴极头、聚焦、聚焦罩罩、集射、集射罩罩，对阴极阴极灯灯丝发射的射的电子子进行聚焦形成主焦点的形成主焦点的电子子轨迹迹 形成副焦点的形成副焦点的电子子轨迹迹 又又称称管管壳壳，固定和支撑，固定和支撑阳阳、阴两极阴两极，保持高，保持高真真空由熔点高、点高、绝缘强度大、膨强度大、膨胀系系数数小的小的钼组硬硬质玻璃制成玻璃制成三）玻璃（三）玻璃壳壳二、X X线管的焦点 1、实际焦点：阴极电子在阳极靶面上的实际轰击面积实际焦点的形焦点的形状状由由灯灯丝的形的形状决状决定，通常定，通常为长方形；大小取方形；大小取决决于于聚焦槽的形聚焦槽的形状状、宽度及度及灯灯丝位于槽中的深度位于槽中的深度实际焦点越大，焦点越大，X X线管管的瞬的瞬时负载功率越大功率越大2、有效焦点：实际焦点在X线各个投照方向上的投影实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影称为X线管的标称有效焦点。

有效焦点=实际焦点sin IEC规定，有效焦点的标称值为一无量纲的数值，其值是有效焦点或实际焦点的宽度如1.0，1.2，但目前，有效焦点的标注方法仍用习惯标注法，如：2.0mm2.0mm、1.0mm1.0mm或0.3mm0.3mm等3、焦点的方位性：投影方位愈靠近阳极，有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极，有效焦点尺寸愈大实际摄影中，影中，应注意保持注意保持实际焦点中心、焦点中心、X X线输出中心、投影出中心、投影中心三点一中心三点一线，即：即：X X线中心中心线对准准摄影部位中影部位中心4、焦点增涨：管电流增大时，由于电子数量增多，电子之间斥力增大，使焦点尺寸出现增大的现象综上所述，有效焦点的大小上所述，有效焦点的大小与与实际焦点、投照方位、焦点、投照方位、管管电流和管流和管电压的大小有的大小有关关有效焦点越小成像有效焦点越小成像质量越量越高有效焦点越小，影像清晰度越高有效焦点为点光源时，图像边界分明，几何模糊小，影像清晰度高；有效焦点越大，图像边界上的半影越大，几何模糊越大，影像清晰度降低减小有效焦点，势必减小实际焦点，X线管的功率随之减小，曝光时间增加，将会引起运动模糊由此可见，减小焦点面积以减小几何模糊、改善影像清晰度与增大X线管功率以缩短曝光时间、减小运动模糊相矛盾。

固定阳极X线管常采用双焦点的办法来折中几何模糊和运动模糊之间的矛盾，另一有效方法是采用旋转阳极X线管三、旋转阳极X X线管焦点焦点与与功率的功率的关关系：系：实际焦点越大，瞬焦点越大，瞬时负载功率越大功率越大焦点焦点与与成像成像质量的量的关关系：有效焦点越小，成像越系：有效焦点越小，成像越清清楚楚结构构：阳极阳极、阴极阴极、玻璃管、玻璃管壳壳 旋旋转阳极阳极X线管由于管由于阳极阳极是一是一个个可以高速旋可以高速旋转的的圆盘(实际焦点很大，有效焦点可以很小），所以具有瞬焦点很大，有效焦点可以很小），所以具有瞬时功率大、功率大、焦点小的焦点小的优点旋旋转阳极阳极X线管的管的阳极阳极主要由主要由靶靶面、面、转子、子、转轴、轴承套座、玻璃圈等承套座、玻璃圈等组成1、靶靶盘与靶与靶面：面：靶靶盘单凸凸状状圆盘，中心固定在，中心固定在转轴上，上，转轴一端一端与与转子相子相连，要求有良好，要求有良好运运动平衡性；平衡性；靶靶面面倾角角6之之间，铼钨合金做合金做靶靶面，面，钼或石墨做或石墨做靶靶基热辐射式散射式散热2、转子：子：无无氧氧铜制成，制成，为提高提高热辐射能力，表面黑化射能力，表面黑化阳极阳极转速低速速低速时2700r/min(50Hz)，高速，高速时8500r/min(150Hz)。

阳极阳极转速越高，速越高，X线管功率越大，但是，提高管功率越大，但是，提高转速速需考需考虑转子的子的运运动平衡、平衡、轴承的承能力承的承能力旋旋转阳极阳极X线管工作管工作时，必，必须在在转速速达达到到预定定值时（启启动时间约0.81.2s），才能加管），才能加管电压产生生X线，否，否则会会造成造成靶靶面溶化面溶化损坏因此，都坏因此，都设有旋有旋转阳极启阳极启动延延时保保护电路曝光光结束后，束后，为防磨防磨损和共振，需制和共振，需制动装置快速停装置快速停转3、轴承及其承及其润滑滑 由耐由耐热合金合金钢制成，制成，润滑滑剂多采用二硫化多采用二硫化钼、银、铅等等固体材料固体材料四、X X线管的规格与特性（一）（一）构构造造参数参数：由由X线管的管的结构构所所决决定的非定的非电性能方面的性能方面的参数参数，如，如阳极阳极倾角、灯角、灯丝尺寸、焦点大小、外形尺寸、重量、管尺寸、焦点大小、外形尺寸、重量、管壁的壁的滤过当当量、冷却和量、冷却和绝缘方式、旋方式、旋转阳极阳极转速、最大速、最大允允许工作工作温温度等二）（二）电参数参数：指指X线管管电性能方面的性能方面的规格格数数据1、最高管、最高管电压：允：允许加在加在X线管管两极两极的最高的最高电压的的峰峰值，单位千伏位千伏(kVp)。

超超过此此值，会会导致管壁放致管壁放电，击穿穿损坏2、最大管最大管电流：在管流：在管电压和曝光和曝光时间一定的情一定的情况况下，下，X X线管管内内允允许通通过的最大的最大电流平均流平均值，单位毫安位毫安(mA)(mA)超过此此值，将将导致致X X线管管靶靶面面过热损坏坏缩短短X X线管灯管灯丝寿寿命，命，造成造成X X线管管损坏3 3、最、最长曝光曝光时间：在管：在管电压和管和管电流一定的情流一定的情况况下，下，X X线管一次曝光所允管一次曝光所允许的最的最长时间，单位秒位秒(s)(s)超超过此此值，X X线管管阳极将阳极将因累因累积热量量过多、多、温温度度过高高导致致靶靶面面损坏4、X线管的容量：又管的容量：又称称负荷量，荷量，X线管在安全使用管在安全使用条条件件下，下，单次或次或连续曝光而无任何曝光而无任何损坏坏时所能承受的最大所能承受的最大负荷量容量容量计算：算：P=UI/1000(kW)P：X线管的管的负载功率功率 U：管：管电压的有效的有效值 I：管：管电流的有效流的有效值 整流方式不同，整流方式不同，U、I的有效的有效值不同容量容量与与曝光曝光时间有有关关，曝光，曝光时间增增长，由于，由于热量累量累积，容，容量量将将相相应减减小。

小固定固定阳极阳极X线管的代表容量：指在管的代表容量：指在单相全波整流相全波整流电路中，曝路中，曝光光时间1秒秒时所能承受的最大所能承受的最大负荷荷 旋旋转阳极阳极X线管的代表容量：指在三相全波整流管的代表容量：指在三相全波整流电路中，曝路中，曝光光时间0.1秒秒时所能承受的最大所能承受的最大负荷X管型管型号号：XD51-2040/125 XD：国国产诊断断用用X线管；管；51：旋：旋转阳极阳极(50)，固定，固定阳极阳极(50)；2040：小焦点代表容量：小焦点代表容量20kW，大焦点代表容量，大焦点代表容量40kW;125：最高工作管：最高工作管电压125kV代表容量代表容量/标称称功率功率/额定容量：一定整流方式和一定曝光定容量：一定整流方式和一定曝光时间下下X线管的最大管的最大负荷量瞬瞬时负荷的容量表示法：曝光荷的容量表示法：曝光时间为数数毫秒到毫秒到数数秒的秒的单次次摄影或透影或透视称称为瞬瞬时负荷连续负荷的容量表示方法：曝光荷的容量表示方法：曝光时间为1010秒以上的透秒以上的透视或或间隔隔时间很短的很短的连续摄影影称称为连续负荷分为限定限定连续使用使用时的最大功率和限定管的最大功率和限定管电压、管、管电流流两种两种标注方法。

注方法大、中型大、中型X X线机一般机一般设计有容量保有容量保护装置，装置，当当单次次摄影影选择的曝。