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1、医学影像设备学医学影像设备学第二章第二章 X X线发生装置线发生装置 重点难点本章重要知识点和难点1X线管及各构成部分的作用、结构2X线管的特性3高压发生器的作用、结构与各高压 部件的作用4控制台的作用与电路基本构成2医用X线机分为诊断用X线机和治疗用X线机诊断用X线机由X线发生装置（也称为主机）和外围装置组成。主机由X线管装置、高压发生装置、控制装置构成。能产生X线并控制X线的穿透能力、辐射强度和曝光时间。 本章主要介绍主机（X线管、高压发生装置、控制装置）。3第一节第一节 X X线管线管 第一节 X线管X线管是X线机的核心部件作用：将电能转化为X线发展：固定阳极X线管旋转阳极X线管特殊X线
2、管5第一节 X线管一、固定阳极X线管（一）结构：由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成6第一节 X线管一、固定阳极X线管固定阳极X线管的阳极结构7第一节 X线管一、固定阳极X线管固定阳极X线管的阴极结构8第一节 X线管一、固定阳极X线管优点：结构简单、价格低。在小型X线机、治疗X线机（阳极油循环冷却）等装 置中仍被采用。缺点：焦点尺寸大、瞬时负载功率小。目前，在医用诊断X线机中，固定阳极X线管已多被 旋转阳极X线管取代。9第一节 X线管一、固定阳极X线管（二）X线管的焦点实际焦点是指靶面瞬间承受高速运动电子束的轰击 面积。呈细长方形，也称为线焦点。实际焦点的宽度，主要取决于聚焦罩的形状、宽度 和深度。
3、实际焦点越大，X线管的容量就越大，曝光 时间就可以缩短。10第一节 X线管一、固定阳极X线管-X线管的焦点有效焦点是指实际焦点在X线投照方向上的投影。它 对影像的清晰度影响很大，也称为作用焦点。因有效 焦点在不同X线投照方向上的大小、形状是不同的， 故常用有效焦点的标称值来描述焦点的大小。标称焦点是指实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投 影。X线管特性参数表中标注的焦点为标称焦点。11第一节 X线管一、固定阳极X线管-X线管的焦点。12第一节 X线管二、旋转阳极X线管结构：阳极、阴极和玻璃壳13第一节 X线管二、旋转阳极X线管解决了提高功率和缩小焦点之间的矛盾14第一节 X线管二、旋转阳极X线管
4、阳极结构15第一节 X线管三、特殊X线管-金属陶瓷大功率X线管16第一节 X线管三、特殊X线管-陶瓷绝缘X线管解决了普通X线管大功率使用时会因玻璃壳击穿而损坏的问题17第一节 X线管三、特殊X线管-三极X线管在普通X线管的阳极与阴极之间加了一个控制栅极，故又称 为栅控X线管。阴极结构18第一节 X线管三、特殊X线管-三极X线管控制原理19第一节 X线管三、特殊X线管-三极X线管特性三极X线管的特性，不仅取决于灯丝加热电流和管电压，还 取决于栅极电位的变化。三极X线管兼有高压开关管和X线 管的作用。1灯丝发射特性2截止特性3时间控制特性20第一节 X线管三、特殊X线管-软X线管当对乳房等软组织进
5、行X线摄影时，用普通X线管得不到满 意的摄影效果。为提高X线影像的对比度，须使用大剂量的软X线，为此一 般使用软X线管来产生软X线。软X线管特点：X线输出窗的固有过滤小；在低管电压时能产生较大的管电流；焦点小。21第一节 X线管三、特殊X线管-CT用X线管CT用X线管与一般X线机上使用的X线管结构基本相同，也 有固定阳极X线管和旋转阳极X线管两种。安装时，固定阳极X线管的长轴与探测器平行，旋转阳极X 线管的长轴与探测器垂直。22第一节 X线管四、特性与参数X线管的特性与参数因X线管的型号不同而不同。（一）特性（二）电参数（三）构造参数（略）23第一节 X线管四、特性与参数-阳极特性曲线24第一
6、节 X线管四、特性与参数-灯丝发射特性曲线25第一节 X线管四、特性与参数（二）电参数1.灯丝加热电压2.灯丝加热电流3.最高管电压4.最大管电流5.最长曝光时间6.容量7.标称功率8.热容量26第一节 X线管五、管套X线管的管套是放置X线管的特殊容器，现代X线管的管套均为 防电击、防散射、油浸式，其结构常随用途不同而有所差别。1固定阳极X线管管套 2旋转阳极X线管管套3组合机头 27第一节 X线管五、管套1固定阳极X线管管套28第一节 X线管五、管套2旋转阳极X线管管套29第一节 X线管五、管套3组合机头30第二节第二节 高压发生器高压发生器 第二节 高压发生器作用为X线管灯丝提供加热电压；
7、为X线管提供直流高压；如配有两只或两只以上X线管，还需切换X线管。32第二节 高压发生器组成由高压变压器、灯丝变压器、高压整流器、高压交 换闸（配两只或两只以上X线管时用）、高压插座等 高压元器件组成。按要求组装后置于方形或圆形钢板制成的箱体内。 箱体内灌注变压器油，以加强各部件之间的绝缘和 散热，箱体应接地，以防高压电击造成的危害。33第二节 高压发生器34第二节 高压发生器一、高压变压器高压变压器是产生交流高压的器件，为X线管提供高压 电能。其工作原理与普通变压器相同，但运行状态较为特殊。它具有如下特点：次级输出电压高；设计容量可等 于最高输出容量的1/51/3；高压变压器次级中心点 接地
8、。35第二节 高压发生器一、高压变压器构造 高压变压器由 铁芯、初级绕组、次 级绕组、绝缘材料和 固定件等组成。36高压发生器的结构第二节 高压发生器一、高压变压器37第二节 高压发生器二、高压元器件-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。结构 灯丝变压器由铁芯、初级绕组和次级绕组成。38第二节 高压发生器二、高压元器件-灯丝变压器1.结构39灯丝变压器的结构第二节 高压发生器二、高压元器件-灯丝变压器2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负 高压等电位，这就要
9、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。40第二节 高压发生器二、高压元器件-高压整流器高压整流器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。高压变压器次级输出的交流高压，如果直接加到X 线管两端，正半周时，灯丝发射的电子能飞向阳极 ，产生X线；负半周时，阳极比阴极电位低，灯丝 发射的电子飞不到阳极，X线管不辐射X线。这种 利用X线管本身的整流作用整流的X线机称为自整 流X线机。41第二节 高压发生器二、高压元器件-高压整流器高压硅堆42第二节 高压发生器二、高压元器件-高压电缆大、中型X线机的高压发生器和X线管是分开组装的
10、 ，两者之间通过两根特制的电缆线连接在一起，即高 压电缆。它的作用是将高压发生器产生的高压输送到X线管的 两端，同时把灯丝加热电压输送到X线管的阴极。43第二节 高压发生器二、高压元器件-高压电缆44第二节 高压发生器二、高压元器件-高压插头与插座高压插头、插座是高压电缆与X线管和高压发生器 的连接器件。为装卸方便，并保证高压绝缘，高压电缆的两端都 装上高压插头，而X线管头和高压发生器上都设有 高压插座，连接时只要将高压插头插入相应的高压 插座内即可。45第二节 高压发生器二、高压元器件-高压插头与插座46第二节 高压发生器二、高压元器件-高压交换闸部分诊断X线机，为适应不同诊断工作的需要，有
11、 时配备两只X线管。如：配有两只X线管，一只用做 透视和点片摄影，另一只用做摄影或特殊检查。由于两只X线管共用一个控制台和高压发生器，同 一时间内只能允许一只X线管工作，因此必须经过 交换装置以切换X线管，这种交换装置称为高压交 换闸。47第二节 高压发生器二、高压元器件-变压器油变压器油又称为绝缘油。它盛放在高压发生器油箱 和X线管管套内，起绝缘和散热作用。主要特点：绝缘强度（电介质强度）高。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。导热系数高。化学性能稳定。48第二节 高压发生器二、高压元器件-变压器油主要特点：粘度低。凝固点低。一般要求在-
12、15 -45之间，变 压器油凝固点温度即为油的标号，如45号油其凝固 点为-45。颜色浅。一般为浅黄、暗红或水白，透明无悬浮 物。49第三节第三节 控制台控制台第三节 控制台1.三钮制控制台： 控制台最初以实现X线管在曝光过程中的管 电压（kV）、管电流（mA）和曝光时间三个基本参量的控制 为主要任务，一般称之为三钮制控制台。最短曝光时间约为 0.020.04s。2.二钮制控制台： 19501960年间出现了二钮制控制台，即 在X线曝光前只预选kV值和代表X线总辐射量的mAs值。3.单钮制控制台： 1970年以后出现了单钮制控制台，在曝光 操作过程中，只需选定kV值，使X线曝光参量的调节和操作
13、程 序大为简化。51第三节 控制台4.零钮制控制台：单钮制控制台出现不久，由于计算机技术 在X线发生装置的应用，又出现了零钮制控制台。按人体脏器分类，设置部位按钮，摄影前，只需根据病人的 胖瘦程度和被检部位，按动相应的部位按钮，便可从计算机 存储器中调出相应的曝光条件程序，被检部位的曝光参数即 自动选定，使操作程序进一步简化。为满足摄影条件灵活搭 配的需要，三钮制控制台仍被普遍使用。52第三节 控制台一、对电路的基本要求基本电路必须能够满足调控X线管所辐射X线的“ 质”与“量”。（1）可调管电流：能给X线管灯丝提供一个在规 定范围内可以调节的加热电压，以改变X线管灯丝 的加热温度，达到控制X线
14、辐射强度的目的。53第三节 控制台一、对电路的基本要求（2）可调管电压：能给X线管提供一个很高且可以 调节的管电压，使X线管灯丝发射的热电子高速运动 以轰击阳极靶面产生X线，达到控制X线质的目的。（3）可调曝光时间：使供给X线管的高压在选定的 时间内接通和切断，以准确控制X线的发生时间。54第三节 控制台二、基本电路基本电路一般应由下列四个单元电路构成。（1）电源电路：它是为自耦变压器输送电能的电 路。（2）X线管灯丝加热电路：它是为X线管灯丝输送 加热电源的电路。（3）高压发生电路：它是将自耦变压器供给的低 电压转化为直流高电压输送到X线管两极的电路。55第三节 控制台二、基本电路（4）控制
15、电路：它是控制X线发生和停止，以及与 此相关的各种电路所构成的电路。把上述四个单元的电路有机地组合在一起，就构成 整机电路。它们之间既有各自的独立性，又有相互制约性，任 一单元电路发生故障，都将影响X线发生装置的正 常工作。56第三节 控制台二、基本电路57第三节 控制台三、单元电路简介（一）电源电路电源电路是机器的总电源，是给自耦变压器供电的 电路。这个电路的机件体积较大，导线线径较粗。 主要元件有：电源接触器、电源保险丝、自耦变压 器、电源电压补偿调节装置、指示仪表等。58第三节 控制台三、单元电路简介（二）X线管灯丝加热电路灯丝加热电路是为X线管灯丝提供加热电源的电路 。因为它可实现管电流调节，所以又称为mA调节电 路。它分为灯丝初级电路和灯丝次级电路。灯丝次 级电路与X线管的阴极灯丝相连。59第三节 控制台三、单元电路简介（二）X线管灯丝加热电路的结构模式60第三节 控制台（三）高压发生电路1高压初级电路 它是指由自耦变压器输出线圈至高压变压器初级线圈 所构成的回路。当高压变压器初级得电时，次级即可产生交流高压。高压初级电路包括管电压调节、控制、预示及补偿电 路。61第三节 控制台（三）高压发生电路2.高压次级电路 它是指由高压变压器次级线圈至X线管两极所构成 的回路。该
