线发生装置分析.ppt

第二章X线发生装置第一节X射线产生原理及性质
X射线产生原理X射线的基本性质X射线的质不同质的X射线的用途X射线的量X射线与物质相互作用X射线与人体相互作用能量不同当X射线穿出人体。。。加与不加滤线栅什么使胶片发黑？X射线对人体的影响X射线对人体第二节X线管阳极柄阳极靶面固定阳极X线管的靶面静止不动，高速运动的电子流总是轰击在靶面固定的同一位置上。由于单位面积上所承受的最大功率是一定的（200W/mm2），所以固定阳极Ｘ线管的功率是有限的。二次电子阳极帽阳极柄灯丝阴极灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨的蒸发越快，灯丝寿命越短。缩短灯丝的点燃时间可延长灯丝的寿命。如果灯丝电流比额定值升高5%，灯丝寿命缩短一半，所以灯丝加热电流应严格限制在额定值以下，同时应尽量缩短高温点燃时间。阴极头实际焦点与有效焦点实际焦点与有效焦点的关系焦点大小对影像清晰度的影响有效焦点与成像质量小焦点---影像清晰。
但是焦点越小，在焦点上集聚的能量越高，产生的热量也就越高。因为只有约１%的电能转化为X射线的能量，99%以上的能量转化为热能。
最终将导致焦点面熔化。
解决办法：双焦点技术、旋转阳极技术和水或油循环冷却技术双焦点技术在透视时使用小焦点
在摄影时使用大焦点透视
管电流小，＜5mA，时间长（几分钟），图像追求动态特性，观察活动脏器，对图像分辨率要求低

摄影
管电流30~1000mA，时间短，<1S

固定阳极Ｘ线管优缺点旋转阳极技术旋转阳极Ｘ线管较好地解决了提高功率和缩小焦点之间的矛盾，其最大优点是瞬时负载功率大、焦点小。功率多为20~50kW，高者可达150kW，是固定阳极Ｘ线管的5~9倍。有效焦点为1~2mm，从而大大提高了影像清晰度。旋转阳极实验装置靶面与靶盘散热与温度保护水或油循环冷却技术特殊Ｘ线管金属陶瓷大功率Ｘ线管玻璃球壳Ｘ线管缺点金属陶瓷大功率Ｘ线管将玻璃壳改为由金属和陶瓷组合而成。金属部分位于Ｘ线管中间并接地，以吸收二次电子，焦点处开有铍窗以使Ｘ线通过。金属靠近阴极一端嵌入陶瓷内，金属靠近阳极一端嵌入玻璃壳中。玻璃与陶瓷部分起绝缘作用．
解决了普通Ｘ线管由于管壁击穿而损坏的问题，可将灯丝加热到较高温度，以提高Ｘ线管的负荷。栅控Ｘ线管当栅极对阴极加一个负电压（-2~-5kV）或负脉冲电压时，阴极发射的热电子完全飞不到阳极上，不产生Ｘ线。负电压或负脉冲电压消失时，产生Ｘ线。由于脉冲电压信号无机械惯性延时，控制灵敏，因此可实现快速连续Ｘ线摄影，摄影频率可达200帧/秒。栅控X线管可制成没有实体栅极而有特殊形状的聚焦杯。负偏压较低时，一部分电子飞向阳极，聚焦形成窄电子流，获得很小的焦点，即微焦点（可获得0.1*0.1mm的微焦点）。微焦点Ｘ线管常用于放大Ｘ线摄影。栅控X线管瞬时曝光时间临界值为1ms，灯丝发射特性差，不能产生大的管电流，不适用于大功率Ｘ线机，主要应用于Ｘ线电影摄影、Ｘ线电视。0.2mm焦点，腹部血管造影放大2倍；0.1mm焦点，手、足血管造影放大3倍软Ｘ线管软Ｘ线管特点
Ｘ线输出窗的固有过滤小（铍窗）；低管电压时能产生大管电流；焦点小

0.03mm钼片过滤
对0.063nm以下Ｘ线强烈选择吸收，吸收0.07nm以上较软Ｘ线

ＣＴ用Ｘ线管通常ＣＴ扫描一层图像需数百mAS，为了满足诊断需要，要连续数十层扫描，故ＣＴ用Ｘ线管要有大的热容量。所以ＣＴ管结构、靶面材料、灯丝热变形系数、旋转轴承的自由膨胀系数、高温下的真空保持等，都要求有特殊的工艺措施才能保证在上述严格条件下正常运转。
靶面采用新型复合靶结构，大体积石墨基以增大热容量，外壳多为金属或陶瓷材料，配有油循环系统以尽快散热。
管电压(KV)
管电流(mA)
曝光时间(S)
热容量热容量热容量1热容量2球管参数举例Ｘ线管真空度检验影响Ｘ线管寿命的因素图像质量三大权衡（trade-off）第三节高压发生器高压发生器高压变压器结构灯丝变压器结构高压整流器高压电缆的构造高压电缆的构造高压电缆的插头、插座高压交换闸第四节控制台X线管空间电荷补偿自动曝光控时电离室自动曝光控时旋转阳极启动、延时与保护快速启动。曝光前几秒内将转动惯量很大的转子系统由静止达到额定转速。要求机械强度好，能承受大的角加速度。大的启动电流。
延时装置。在阳极达到额定转速后才送出曝光开始信号。
降压装置。阳极达到额定转速后，在曝光期间将启动状态的高压切换为工作状态的低压，以适应阳极启动转矩大、运转转矩小。制动装置。减小阳极轴承磨损，延长寿命。曝光结束后，阳极应在很短时间内停止转动。
反向脉动直流电流，产生制动力矩，使旋转的阳极迅速停止。Ｘ线管安全保护电路操作控制电路X线机有一个曝光手闸，它的按钮有两档，第一档是准备档按钮(Ready)，第二档是曝光档按钮(Radiography)。单钮自动曝光过程控制