射线检测设备及器材PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式1 1* * 射线检测设备及器材 射线检测设备及器材 X射线机 射线机 射线胶片 射线照相的辅助器材模块一 X射线机 一、X射线机的分类和发展 二、X射线管 三、X射线机的电器原理 四、X射线机的使用注意事项 模块一 X射线机 一、X射线机的分类和发展 X射线按能量高低分为： 普通X射线机管电压500KV； 高能X射线机能量1Mev1、普通X射线机的分类：（1）按结构分 携带式X射线机：管电压320KV 电流5mA 结构简单，体积小、重量轻、适用高空和野外作业 移动式X射线机：管电压不高于160KV ，尺寸小，结构复杂，体积和重量一般都比较大、安装在移动小车上可以方便地移动到现场、车间，进行射线检测 固定式X射线机：已形成管电压分别为150450KV 等规格的系列产品，体积大、重量大，不便移动，因此固定安装在X射线机房内2）按辐射场分 定向X射线机：40左右圆锥角定向辐射、适用定向单张拍片定向玻璃定向陶瓷周向X射线机：（平靶、锥靶） 360 周向辐射、适用环焊缝周向曝光周向平靶周向锥靶（3）按绝缘介质分 油绝缘主要在移动X射线机采用（一般用25号或45号（指凝结温度25度）变压器油，2.5mm标准间隙测试，耐 压50KV 气绝缘主要在携带式X射线机采用(用高纯度、压力在0.340.5Mpa SF6气体)（4）按工作频率分 工频（5060Hz） 油绝缘X机 变频（170400 Hz） 气绝缘X机 恒频（约200 Hz） 气绝缘X机 高频 （1100KHZ）比利时ICM 恒压 比利时ICM 德国依克斯朗 穿透能力：恒压 高频 变频、恒频工频 （同管电压、管电流） 2、携带式X射线机的历史和发展方向 历史： 发展方向： （1）机头小型化、轻量化 （2）向高频、恒压方向发展 3、高能X射线机的分类 （1）电子感应加速器 （2）电子直线加速器 （3）电子回旋加速器 X射线机 携带式、移动式和固定式 射线机 二、X射线管 1、X射线管的分类： （1）按外壳材料分：玻璃管和陶瓷管； （2）按射线辐射场分： 定向管（定向玻璃管、定向陶瓷管） 周向管（锥靶和平靶） 平靶散热效果好，拍片时焊缝投影倾斜，纵向裂纹可能漏检。

（3）按特殊使用性能分为微焦点管、棒阳极管、软X射线管、脉冲X射线管、旋转阳极X射线管 2、X射线管的结构（1）阴极：由灯丝和阴极罩组成 灯丝： 作用发射电子 材料钨丝（发射效率高，不易损坏） 形状园焦点（盘香形）；线焦点（螺管形） 阴极罩： 作用聚集电子 材料铜定向X射线管的结构 阴极电子束阳极靶X射线X射线管结构示意图外壳周向锥靶X射线管的结构 阴极电子束阳极靶X射线X射线管结构示意图外壳周向平靶X射线管的结构 阴极电子束阳极靶X射线X射线管结构示意图外壳（2）阳极：由阳极靶、阳极体和阳极罩组成 阳极靶：作用接受高速电子的轰击，动能约1转换为X射线（产生效率=KiZV），99转化为热能材料钨 熔点高（3387 C） 原子序数大（Z=74）转换效率高，钼熔点（2600 C） 原子序数（Z=42） 标识谱软X射线（利用的是它的标识谱） 阳极体：作用支撑靶面、传送靶上的热量材料无氧铜（导热率高） 阳极罩：作用吸收散乱射线和二次电子（轰击阳极靶产生）材料通常用钢、钨（提高吸收散乱射线效率），安装铍窗口（可透过更多的软X射线） 软X射线 波长介于紫外线和射线 间的电磁辐射X射线是一种波长很短的电磁辐射，其波长约为（200.06）10-8厘米之间。

由德国物理学家W.K.伦琴于1895年发现，故又称伦琴射线伦琴射线具有很高的穿透本领，能透过许多对可见光不透明的物质，如墨纸、木料等这种肉眼看不见的射线可以使很多固体材料发生可见的荧光，使照相底片感光以及空气电离等效应，波长越短的X射线能量越大，叫做硬X射线，波长长的X射线能量较低，称为软X射线波长小于0.1埃的称超硬X射线，在0.11埃范围内的称硬X射线，110埃范围内的称软X射线 标识谱 标识谱是标识X射线谱的简称，根据原子物理学理论，原子系统内的电子按照泡利不相容原理和能量最低原理分布于各能级，当X射线仪管电压比较低时，阴极发出的热电子在电场中获得的能量，还不足以将靶物质原子深层的电子击出原子外，此时无标识谱出现但是当管电压达到或大于某一临界值或者超过某一临界值时，能量增高，原子将处于激发状态处于激发状态的原子有自发回到稳定状态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量的降低原子从高能态变为低能态时，多出的能量以X射线的形式辐射出来当物质一定，原子结构一定，两特定能级之间的能量差就会一定，从而产生波长一定的标识谱 目前，标识谱主要用于物质组成的检测方面 （3）阳极的冷却方式： 辐射散热：用于携带式X射线机 冲油冷却：用于移动式X射线机 旋转阳极冷却用于大电流医疗用X射线机 （4）外壳 作用保持真空度 材料 耐高温的石英玻璃或陶瓷 4、X射线管的技术性能 （1）阳极特性： 定义：管电压与管电流的关系 特点：由于X射线管工作在饱和区，因此要改变管电流只有改变灯丝的加热电流（即灯丝温度或灯丝两端的电压） 结论：X射线管的管电压和管电流可以独立进行调节管电压KV管电流mA3A灯丝电流5A灯丝电流阳极特性曲线 4、X射线管的技术性能（2）阴极特性： 定义：灯丝温度与管电流（饱和电流密度）的关系 特点：管电流随灯丝温度升高（发射电子的数量增多）而增大。

灯丝温度管电流阴极特性曲线（3）X射线管的管电压 定义指峰值电压（KVp）表示 特点穿透能力与管电压有近似直线关系（4）X射线管的焦点 实际焦点阳极靶被电子轰击的部分（焦点大，散热好；焦点小，几何不清析度高 有效焦点实际焦点垂直于管轴线上的正投影 说明书描述的是有效焦点表示方法： 园焦点直径； 长方焦点长宽 X射线管的焦点：（5）辐射场强度的分布 阴极侧强度比阳极侧强，30 辐射角最强阴极侧软射线成分多，照相黑度和阳极侧差不多30 角度相对强度40 20 10 0 951041008031不同角度上X射线的强度分布（6）X射线管的真空度 训机目的：提高X管真空度，稳定工作 训机方法：低mA ；从低KV逐渐升到高KV. 为什么训机能提高真空度？ X射线管工作时管内存在吸气和放气两个过程，一是，高速运动的电子与X光管内的空气分子碰撞，使其电离，电离形成的正、负离子在加速电场中分别向阴阳极移动而被吸收，称为吸气过程；另一过程是，随着温度的提高，管子内壁吸附的气体被逐步地释放出来，称为放气过程吸气过程使真空度提高，放气过程使真空度降低，当两个过程达到平衡时，就决定了X管的真空度7）X射线管的寿命 定义:X射线管辐射剂量率降为初始值的80的时限（由于灯丝发射电子的能力降低）。

玻璃管 寿命400小时 陶瓷管 寿命1000小时 比利时ICMX光管的寿命达8000小时以上 时间（小时）寿命TE080%E0辐射剂量率 延长X射线管使用寿命的有效措施：（1）、送高压前灯丝预热活化（2）、尽量避免长时间满负荷使用，最高管电压控制在90以内（3）、使用中保证阳极及时冷却，如采用1：1工作方式等（4）、严格按照说明书进行训机 三、X射线机的电器原理射线发生器操作箱220v接地低压电缆线X射线常用X射线探伤机型号及主要技术参数国产定向玻璃管X射线机常用X射线探伤机型号及主要技术参数国产定向陶瓷管X射线机常用X射线探伤机型号及主要技术参数国产周向X射线机 四、X射线机的使用注意事项1、X射线机给电源之前应检查：（1）电源及其配置是否正确；（2） 机头真空压力表的气压是否正常；（3）电源线、电缆线插接是否正确；（4）控制箱和机头是否匹配 2、送上电源，开高压之前应检查（1）机头风机工作是否正常；（2）控制箱、机头内是否有异常声音3、使用之前一定要按照说明书进行训机4、设备上配置的保险管损坏，一定要按照同规格更换，切勿用金属丝替代；若频繁烧保险，应立即停止使用，切忌再开高压，以免故障扩大化。

5、设备出现故障，应交专业部门维修6、定期进行校验五、射线机常见的故障及排除方法 1、送不上电源 (送上电源,功率开关跳闸) 电源不对，有可能接到两根火线上了射线机正确的电源：220V 单相交流电 控制箱内整流调压单元有元件穿了，造成短路而跳闸 控制箱内逆变斩波单元有故障 控制箱内其它部分有短路现象2、功率开关能送上，电源指示灯不亮，轴流风机不工作 电源没有接好 控制箱上2A保险烧断 电源开关（功率开关）坏 控制箱内其它线路有故障 3、电源指示灯亮，但机头内轴流见机不工作 先检查控制箱十芯出线中“4#、5#”线是否有220V交流输出 若没有，说明控制箱内部故障若有输出，可能是以下原因 十芯电缆没有接好或有断线 轴流风机本身坏，风叶受阻或损坏 机头内线路有故障4、送不上高压 准备灯不亮,准备时间不到. 十芯电缆线未接好或”6#、9#”线有断线 温度过高,温度继电器保护. 控制箱内有故障.5、能送上高压,但是几秒后高压掉 控制箱上20A保险烧断 低压电缆线未接好或有断线（mA取样线或高压初级2线，8#、1#、2#） 控制箱内有故障 机头内高压包击穿或X射线管灯丝烧断6、能送上高压,但功率开关迅速跳闸 高压包击穿 X射线管漏气或击穿 功率开关坏 控制箱内有故障7、能送上高压,但是MA灯不亮 MA灯坏 控制箱内指示回路有问题 MA低,但能维持.升高压可能就好了 控制箱内MA保护回路有问题8、射线弱 控制箱内参数失调 X射线管老化9、能送上高压,但是高压灯不亮 高压灯坏或灯泡松动接触不良 高压灯指示回路有故障.10、频繁烧20A保险 保险管本身质量有问题 20A保险座绝缘不好或内部有积碳接触不良 高压包击穿 X射线管击穿或漏气 控制箱内有故障 X射线机第二节 射线机 一、常用源 二、探伤设备的特点 三、探伤设备的分类和结构 四、射线机的操作第二节 射线机 一、常用源几个重要概念：活度、比活度活 度单位时间内发生的衰变数。

比活度单位质量放射源的放射性活度能表示活度、还能表示纯度 同种源活度大则辐射强度大；非同种源则不一定 源不是每个核的衰变都放出光子，如Tm170 只有总数的8工业用源的要求：1、半衰期长；2、比活度高(源尺寸可做小)；3、能量适宜；4、价格便宜；常用的源：Co60、Ir192、Se75 使用较少的源Cs137、Tm170、Yb169 二、探伤设备的特点（与普通X机相比）主要优点1、探测厚度大Co60可达200mm2、适用野外和高空作业体积小、重量轻（如：Ir192主机20Kg）；不用电、水；3、效率高球罐全景曝光4、可连续操作没有冷却的要求5、故障少结构较简单且没有电控部分（但违规操作风险大） 主要缺点为：1、可靠性和防护方面的要求高2、射线能量不可调节，无法按透照厚度选择能量3、射线强度随时间减弱，曝光时间有时较长4、固有不清晰度较大，对比度较小，通常灵敏度低于X射线 三、探伤设备的分类和结构（1）探伤设备的分类按源的种类：Co60、Ir192、Se75 、Cs137、Tm170、Yb169按机体输源通道：S通道、直通道按使用场所：便携式、移动式、固定式、管道爬行器（2）、探伤设备的结构（五部分）1、源组件源、包壳（双层：不锈钢和铝）、源鞭（不锈钢）2、机体不锈钢外壳+贫化铀（铀238）内衬；S通道和直通道两种；安全锁。

3、驱动机构摇动手柄、控制缆索和导管4、输源管3根（包塑软管）5、附件： 准直器（限制射线辐射方向，如单张拍片）； 定向架（固定手柄等） 曝光计算尺（计算曝光时间） 换源器（换源专用） 射线监测仪、个人剂量笔、音响报警器（安全监测） 四、射线机的操作 1、使用射线机应注意的问题 使用射线机之前，必须首先详细阅读随机使用说明书 使用射线机的操作人员首先须经当地环保部门进行防护专业知识培训，持证上岗 操作射线机时，现场必须有环境剂量监测仪监测，不允许在没有剂量仪情况下工作，以免发生超剂量事故；操作人员。