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1、高压发生器原理 1 2 高压发生器的作用 1 把变压器输入的交流电压升高数百倍 再经整流 为X线管提供产生X线所需的直流高压 2 把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低 为X线管提供加热电压 3 如配有两只以上X线管 还要完成管电压和灯丝加热电压的切换 3 高压发生器组成部分 1 高压变压器 X线管灯丝变压器 高压整流器 高压交换匣 高压插座等元器件 2 按要求组装后 置于方形或圆形钢板制成的箱体内 箱体内充变压器油 以加强各器件之间的绝缘和散热 箱体应接地 以防高压电击造成的危害 4 提供线管高压电能 特点1 次级输出电压高 2 设计容量可等于最高输出容量的五分之一至三分之一 3 高压变压器
2、次级中心点接地 一 高压变压器 5 高压变压器由铁心 初级绕组 次级绕组 绝缘材料和固定件等组成 1 铁心 提供磁路2 初级绕组 匝数很少 所加电压不高 500V以下 对线圈层间绝缘强度的要求不十分严格 但瞬间通过它的电流很大 几十安 几百安 一般采用厚度为0 12MM的电缆纸或多层0 02MM的电容纸作为绝缘介质 一 高压变压器 6 3 次级绕组 通过它的电流很小 一般在1000mA以下 才采用线径很细的油性或高强度漆包线绕制 次级绕组总匝数在数万到数十万之间 输出的交流电压很高 30 150KV 多绕成匝数想同的两个绕组同相串联在一起 套在初级绕组外面 初级绕组和次级绕组之间必须要有良好的
3、绝缘 一 高压变压器 7 包括 1 灯丝变压器2 高压整流器3 高压电缆 高压插头与插座4 高压交换匣5 变压器油 二 高压元器件 8 1 灯丝变压器灯丝变压器是为X线管提供灯丝加热电压的降压变压器 双焦点X线管需配备两个结构相同 规格不同的灯丝变压器 灯丝变压器由 铁心 初级绕组 次级绕组组成 灯丝变压器 9 灯丝变压器特点 灯丝变压器的次级绕组与X线管的阴极相连 当X线管工作时 灯丝变压器次级绕组的电位与阴极高压等电位 这就要求灯丝变压器初 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 10 它是一种将高压变压器次级输出的交流高压变为脉动直流高压的电子元件
4、 现代X线机的高压整流器都采用半导体整流器 而应用最广泛的半导体整流器是高压硅堆整流器 也成为高压硅堆 高压硅堆的体积小 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需灯丝加热等有点 干式高压结构 高压整流器 11 1 高压电缆主要由导电芯线 高压绝缘层 半导体层 金属屏蔽层 保护层 高压电缆的主要参数是耐压值 高压电缆的最大允许耐压值与KV的波形有关 交流成分越大 最大容许耐压值就越小 2 高压插头与插座 它们工作在高电压下 对耐压的要求很高 目前各厂家生产的高压插头与插座都采用国际标准 可通用 互换 高压电缆 高压插头与插座 12 1 较大功率的诊断X线机 为适应不同诊
5、断工作的需要 多配有两只或两只以上的X线管 如果配有两只线管的线机 一只用作透视和点片摄影 另一只用作摄影或特殊检查 由于几只线管共用一个控制台和高压发生器 统一时间内只允许一直X线管工作 所以高压变压产生的高压必须经过交换装置分别送到不同用途的X线管上 这种交换装置成为高压交换匣 双床双管配置 高压交换匣 13 2 高压交换匣不仅要接通高压 还要接通灯丝加热电压 而且动作十分频繁 因此在结构上要求牢固 且有很高的绝缘强度和机械强度 为了保证触点接触良好 减小接触电阻 要求触点面积大 并有足够的接触压力 高压交换匣 14 1 变压器油又称为绝缘油 它盛放在高压发生器油箱和X线管内 起绝缘和散热
6、的作用 特点是 1 绝缘强度高 电介质强度 变压器油的绝缘强度一般应达到30KV X线管管套内的变压器油要求更高 应达到40KV 2 导热系数高 变压器油 15 3 化学性能稳定 4 粘度低 5 凝固点低 一般在15 45 之间 6 颜色浅 一般为浅黄 暗红或水白 透明无悬浮物 变压器油 16 2 绝缘强度是变压器油的最主要技术参数 它与变压器油的含水量有关 1 干燥时 击穿电压为60KV 当含水量为0 001 时 击穿电压下降到30KV 当含水量为0 01 时 击穿电压下降到10KV以下 2 变压器油易吸收空气中的水蒸气 特别是潮湿天气 更不能使变压器油长期暴露在空气中 变压器油 17 3
7、变压汽油在工作过程中 由于受到电场 光线 高温 氧气 水分 杂质 如铜屑 铁屑 铅屑 等影响 其性能会逐渐恶劣 使绝缘强度下降 这种现象称为变压器油的老化 对于老化的变压器油 一般再生后可继续使用 变压器油 18 工频 中频 高频高压区别 19 缺点 1 体积和重量庞大2 输出波形脉动率高 X线剂量不稳定 软射线成分较多3 曝光参量的准确性和重复性较差 为觉得这个问题 将直流逆变技术引入X线机中 使高压发生器的工作电源由工频 50或60Hz 提高到中频 400Hz 20kHz 甚至高频 20 100kHz 工频X线机 20 1 病人皮肤剂量低 工频机特别是单相全波整流X线机 其高压发生器输出的
8、波形是脉动直流 波纹系数为100 对成像没有任何帮助的软射线成分较多 中高频机高压发生器输出波形近似于恒定直流 脉动率非常低 波纹系数 5 输出X线的单色性和高性能大大提高 病人的皮肤剂量大为降低 中 高频机特点 21 2 成像质量高 连续线谱的x线 物质对其吸收不遵守指数规律 射线通过物质以后 不仅有光子数量的减少 而且还有光子能量的变化 成像质量较差 而单能窄束x线 物质对其吸收遵守指数规律 射线透过物质以后 只有光子数量的减少 没有光子能量的变化 这对于提高成像质量十分有利 中 高频机特点 22 3 输出剂量大 因高频机属恒定直流曝光 故在胶片获得同样黑化度的情况下 高频机的mAs值是工
9、频机的60 例如单相全波整流x线机 一个脉冲的持续时间为10ms 大于0 707倍峰值的持续时间约为5ms 而高频机恒定直流曝光10ms的剂量就相当于单相全波直流x线机曝光20ms的剂量 如果曝光时间相同 高频机使用300mA提供的x线剂量与单相全波整流x线机500mA提供的x线剂量基本相同 中 高频机特点 23 4 实时控制 曝光过程中可对kV和mA进行实时控制 5 高压变压器的体积小 重量轻根据变压器的工作原理 变压器初级线圈的匝数和铁芯截面积的乘积与初级电压和电源频率之间的关系为 NS E 4 44fB公式中 N为初级匝数 S为铁芯截面积 E为初级电压 f是工作频率 B为磁感应强度 由于
10、f越大 NA就越小 因此高频高压发生器比工频高压发生器的体积和重量要小得多 这一优点对生产便携式和移动式x线机非常有利 采用高频技术的便携式和移动式x线机和x线输出剂量和线质上 在操作轻便灵活上 在对电源适应能力上 在安全与美观上 与工频机相比都具有无可比拟的优越性 中 高频机特点 24 6 可实现超短时曝光x线机超短时曝光取决于高压波形的上升沿 因高频机高压波形上升沿很陡 一般是十几至几十微秒 故最短曝光时间可达1ms 工频机的高压波形按正弦波形变化 上升沿缓慢 例如单相全波整流x线机 管电压波形一个周期是10ms 因有效曝光电压只占5ms 故工频机最短曝光时间至少要大于3ms 中 高频机特点 25 7 便于智能化高频机使用单片机对整机进行控制和管理 这和工频机相比有着显著的不同 单片机的应用将高频机的各种性能提高到一个崭新的水平 比如降落负载 曝光限时 故障报警 实时控制 数据存储 自动处理等 这些都是为x线机的数字化和智能化创造了必要条件 中 高频机特点 26 1 高压发生器容易出现故障的环节是 2 油箱结构和干式结构各适用的设备是 20kw以下小功率设备可用干式结构 问题 27 谢谢 28
