X線機(jī)基本理論24問答

普通X線機(jī)主要由控制臺(tái)、高壓發(fā)生器、機(jī)頭、診視床和各種機(jī)械裝置組成。機(jī)頭內(nèi)安置了X線管。小型X線機(jī)的高壓發(fā)生器和機(jī)頭是集合在一起的，以圖輕巧，稱為組合機(jī)頭。

因?yàn)閄線機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為X線的設(shè)備，而這種轉(zhuǎn)化是通過X線管來實(shí)現(xiàn)的，所以，X線管便成了一部X線機(jī)的核心部件。每一種X線管由于材料和結(jié)構(gòu)均已確定，因而極間絕緣：強(qiáng)度和陽極熱容量均受到一定限制。工作時(shí)管電壓，管電流和施加管電壓的時(shí)間三者任何一種搭配均不超過X線管的耐受程度，否則即有頓時(shí)損壞X線管的危險(xiǎn)。X線機(jī)中的高壓部分，控制部分、燈絲加熱部分、過載保護(hù)部分、限時(shí)部分等各種電路都是為了保證X線管工作正常而設(shè)置的。

可見，X線管在X線機(jī)中是居于核心地位的，在工作中應(yīng)予以重點(diǎn)愛護(hù)。

一只普通x線管通常由陰極、陽極和密封電極的玻璃壁構(gòu)成。

陰極是由鎢絲繞成的也稱燈絲，使用時(shí)燈絲通電加熱，通過熱致發(fā)射提供自由電子;另外，為使電子形成理想的電子束，燈絲周圍常加一金屬集射罩并使之與燈絲一端接通而和燈絲處于同電位。

陽極是由鎢制成的光潔平面，素稱陽極靶面，靶面的功用是將高速電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為X線。為了使X線有效地輻射出來以及形成盡可能小的有效焦點(diǎn)面，靶面都傾斜一定角度。靶面產(chǎn)生X線的同時(shí)還產(chǎn)生大量的熱，為使熱量及時(shí)散盡便將鎢靶嵌在傳熱良好的銅休上。另外，為了防止電子反跳和X線的散射，常見的X線管中靶面周圍還安置了一個(gè)銅制防護(hù)帽。密封完好的玻璃壁能夠維持X線管內(nèi)部的高度真空以便減少電子運(yùn)動(dòng)的阻力，保證單向?qū)щ娦砸约胺乐篃艚z和靶面的氧化。

欲使X線管產(chǎn)生X線，第一必須把燈絲加熱到發(fā)射足夠的自由電子數(shù)的程度，第二必須在陰極和陽極間加上陰極為負(fù)陽極為正的一定數(shù)量的電壓，使陰極和陽極間形成加速電子的電場，電子在電場中獲得能量后撞擊鎢靶，在鎢原子內(nèi)將其部分能量轉(zhuǎn)化為X線。

總之，X線管產(chǎn)生X線的必要條件一是燈絲加熱，二是兩極加高壓，兩者缺一不可。X線機(jī)不出X線時(shí)一般要從這兩個(gè)方面查找原因。

毫安表和X線管是串聯(lián)在高壓電路中的，毫安表指示的數(shù)值既通過X線管的電流值，因此，毫安數(shù)越大表示每秒鐘撞擊陽極靶面的電子數(shù)越多從而產(chǎn)生的X線量也越多。經(jīng)過數(shù)秒鐘產(chǎn)生的X線的總量可以用毫安數(shù)和時(shí)間的乘積來間接表示，通常把這個(gè)積數(shù)稱為曝光量。

每秒鐘一毫安的暴光量叫做一毫安秒，記作1mAS。在全波整流X線機(jī)中，由于高壓電纜和高壓變壓器次級(jí)導(dǎo)線對地存在分布電容，這些分布電容可以等效成一個(gè)并聯(lián)于X線管的等效電容，因此，毫安表指示的數(shù)值不全是產(chǎn)生X線的管內(nèi)電流，其中有幾個(gè)毫安的電流量是通過分布電容的，這部分電流叫做電容電流。

電容電流由于數(shù)量少而對照片工作沒有顯著影響，但因和透視時(shí)管內(nèi)電流的數(shù)值相近，容易給人以假象，所以機(jī)器內(nèi)部一般均有相應(yīng)措施予以抵償。小型X線機(jī)均為自整流式的，毫安測量系統(tǒng)不加整流器、因此，毫安表不顯示交流電容電流值。

X線管內(nèi)的電子所具有的動(dòng)能是由X線管兩極所加的電壓數(shù)值決定的(E=ev)，電壓越高電子的動(dòng)能越大，產(chǎn)生的X線能量也越強(qiáng)，即穿透力越強(qiáng)，因此，千伏表指示的數(shù)值是間接表示X線穿透力強(qiáng)弱的。

為了保證設(shè)備的安全，千伏值均在高壓變壓器初級(jí)予先選定好的，這種措施稱為千伏予示。在曝光過程中是嚴(yán)禁調(diào)節(jié)千伏的。

一個(gè)完好的X線管應(yīng)該是在允許的時(shí)間內(nèi)，在允許的管電壓和燈絲加熱電壓下，在使用方向上產(chǎn)生數(shù)量足夠的，穿透力滿意的X線束，凡不能同時(shí)達(dá)到這些要求的X線管就可認(rèn)為壽命終了。

在長期使用中，如果燈絲蒸發(fā)較多而變細(xì)導(dǎo)致電子發(fā)射不足，因而X線量減少，此時(shí)，X線管已開始衰老。另外不論什么原因，只要燈絲斷路則父線管即成了一只廢管。管內(nèi)充氣后將使電子阻力加大，產(chǎn)生的X線軟弱，失去使用價(jià)值，嚴(yán)重時(shí)則不能產(chǎn)生X線且出現(xiàn)高壓短路現(xiàn)象，若氣體中含有氧氣可使燈絲立即燒斷。總之，充氣的管子也是一只廢管。

由于過載而引起的陽極靶面粗糙不平，紋裂脫落，熔成凸起凹陷等，使X線的方向分散，有效焦點(diǎn)面積發(fā)生變化，因而得不到滿意的影象，此時(shí)，X線管雖然也能產(chǎn)生X線也只好舍棄不用了。總之，X線管的壽命主要是由燈絲、真空度和靶面三個(gè)方面決定的，三者之一出現(xiàn)問題X線管則不能正常工作。對旋轉(zhuǎn)陽極X線管而言，陽極必須能靈活的轉(zhuǎn)動(dòng)。使用中靶面損壞和真空度降低是多見的。

因?yàn)閄線管的壽命主要是由陽極靶面、真空度和燈絲三個(gè)方面決定的，所以工作中主要從這三個(gè)方面加以注意。

陽極靶面的損壞多數(shù)為瞬間過載造成的。所謂瞬間過載即管電壓、管電流和曝光時(shí)間三者搭配后的總輸入能量超出X線管的使用規(guī)格，使之瞬間產(chǎn)生的熱量超過陽極的最大儲(chǔ)存能力，造成局部過熱。這種局部高溫可使鎢靶蒸發(fā)，造成粗糙不平，也可使靶面各處產(chǎn)生漲縮不均而造成裂縫。較大型X線機(jī)均有過載保護(hù)措施，但小型X線機(jī)一般沒有這種措拖，使用者務(wù)必精心操作防止瞬間過載。使用較大型X線機(jī)也應(yīng)經(jīng)常留心是否出現(xiàn)過載的情況，若存在這種情況應(yīng)立即查出原因，調(diào)整正常。另外，由于較大型X線機(jī)的過載保護(hù)裝置大多是一次性保護(hù)，所以在工作最較大時(shí)，雖然每次曝光均不過載，但因曝光頻繁，熱量積累較多，也會(huì)使靶面損壞。因此，必須保持間斷使用和創(chuàng)造良好的散熱條件。

真空不良主要由兩方面的原因造成，一方面是受機(jī)蹤撞擊使玻璃壁產(chǎn)生裂紋而進(jìn)氣;另一方面由于電極內(nèi)部存留的氣體逐漸逸出和電極的蒸發(fā)引起的真空度下降。因此，使用中要防止劇烈振動(dòng)，放置較久的X線機(jī)使用時(shí)要對X線管進(jìn)行訓(xùn)練以提高其真空度。愛護(hù)燈絲的方法主要是不可隨便提高燈絲電壓。另外，工作完了時(shí)隨即關(guān)閉X線機(jī)，毫安選擇器平常應(yīng)置于透視位，工作之前先開機(jī)予熱。

X線機(jī)工作時(shí)機(jī)頭內(nèi)X線管的陽極是個(gè)熱源，機(jī)頭放置應(yīng)使陽極在下陰極在上比較合理，因?yàn)殛枠O周圍的絕緣油受熱后體積膨脹比重減少因而向上起浮，陰極周圍的冷油便向下沉降，這樣，通過絕緣油的對流而使陽極冷卻較快，防止由于熱量的積累而使機(jī)頭損壞。

為了提高影象的清晰度，使用中希望X線管的焦點(diǎn)面越小越好，為了減少由于病人的活動(dòng)而在膠片上產(chǎn)生的模糊度又希望能在盡量短的時(shí)間內(nèi)曝光完畢即希望X線管的容量越大越好。這兩項(xiàng)相互矛盾的要求，固定陽極X線管很難同時(shí)達(dá)到，旋轉(zhuǎn)陽極X線管正是為此而產(chǎn)生的。它的陽極是―個(gè)高度很小的鎢制圓臺(tái)，斜面作為靶面，工作時(shí)由于陽極是旋加轉(zhuǎn)的，所以即使有強(qiáng)大的電子束，也不至于打壞靶面，這樣，有效焦點(diǎn)便可作得很小又能耐受強(qiáng)大的電流，可見，轉(zhuǎn)陽極X線管適用于大毫安短時(shí)間的曝光。

使用旋轉(zhuǎn)陽極X線管時(shí)除了注意固定陽極X線管那些題之外，尤其應(yīng)該注意的是曝光之前要先啟動(dòng)陽極，待陽極旋轉(zhuǎn)達(dá)到全速時(shí)再進(jìn)行曝光，否則于傾刻之間即可使靶面損壞。不過凡用旋轉(zhuǎn)陽極X線管X線機(jī)都設(shè)計(jì)了啟動(dòng)保護(hù)裝置，在正常情況下使用者不必?fù)?dān)心，因?yàn)殛枠O達(dá)不到全速嗣管電壓一般是加不上的，但在故障情況下卻可能曝光，此時(shí)應(yīng)立即排除故障，切不可勉強(qiáng)進(jìn)行工作。另外，在陽極轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，不宜同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)頭防止在陽極軸上產(chǎn)生慣性轉(zhuǎn)矩造成嚴(yán)重故障。

高壓部件主要騷指處在對地為高電位的部件，在X線秒中主要包括高壓變壓器、燈絲加熱變壓器、高壓整流管?高壓電纜、高壓插頭和插座，X線管以及這些部件閻的引線，貯球管機(jī)器中的高壓交換閘等。

檢查這些部件時(shí)，若在帶電情況下進(jìn)行，應(yīng)將高壓變骨器初級(jí)拆下后在高壓變壓器端短路接地脅保安全，若需拔下電纜進(jìn)行檢查，則必須使芯線觸街機(jī)殼放掉高壓靜電。

高壓變壓器次級(jí)分布電容上的高壓靜電，由于中心接地，礦高壓停亡后靜電可以自行放掉，但在故障情況下也可能存儲(chǔ)高壓靜電，為了確保安全還應(yīng)用一接地導(dǎo)線觸碰高壓發(fā)生內(nèi)各待檢查的部件，以使靜電徹底放掉。

另外，毫安測量部分雖然對地處于零電位，但是萬一中心接地不良或毫安測量侖分有斷路故障則撻個(gè)測量部分都處于高電位，因此，用毫安表檢查管電流寸操作者應(yīng)該確保電路接觸良好并將身體離開電表和接線。

在四管全波整流X線機(jī)中，由于高壓變壓器次級(jí)中心都是接地的，而每根高壓電纜的芯線在每一半周內(nèi)總是通過一個(gè)整流管與高壓變壓器次級(jí)一端相連接，因此，如果不計(jì)整流管上的壓降則每根電纜芯線對地的電壓實(shí)際上等于表指千伏數(shù)的一半，例如，表指60KV時(shí)電纜芯線對地電壓為30KV。對于額定電壓為100KV的X線機(jī)每根電纜應(yīng)耐60KV以上。

在四管全波整流X線機(jī)中，有一對整流管正極相連后作為直流高壓電源的負(fù)極，兩個(gè)整流管的負(fù)極則分別接入高壓變壓器的次級(jí)兩端，另一對整流管的負(fù)極相連后作為高壓直流電源的正極，兩個(gè)整流管的正極分別接入高壓變壓器的次級(jí)兩端。工作時(shí)，兩對整流管中各有一個(gè)導(dǎo)通，如果不計(jì)導(dǎo)通管上的壓降，則不導(dǎo)通的兩管將承擔(dān)全部次級(jí)電壓，可見，每只整流管所承擔(dān)的反向電壓即為每次工作時(shí)選取的電壓。選用整流管時(shí)應(yīng)使其最高反向電壓為機(jī)器的額定電壓的125%以上，如額定電壓為100KV則整流管的最高反向電壓應(yīng)為125KV以上。

在四管全波整流X線機(jī)中，每個(gè)燈絲變壓器的次級(jí)對地電壓有多高?不論是整流管燈絲加熱變壓器還是X線管燈絲加熱變壓器其次級(jí)對地電壓與電纜芯線對地電壓一樣，均為表指千伏數(shù)的一半。

控制臺(tái)中的毫安測量部分是從高壓變壓器次級(jí)中心處引出的。一旦毫安測量部分?jǐn)嗦?，整個(gè)高壓部分可等效成以X線管內(nèi)電路的恒流源，此恒流源是以斷路處作為輸出端的。于保護(hù)部件均跨接在測量毫安的電路上，因此，斷路的瞬旬將承擔(dān)全部高壓從而開始工作，保護(hù)部件工作后，由于高五幾乎全部降到X線管上而不至于引向控制臺(tái)，因而起到保護(hù)作用。

整流管的常見故障有三種，第一燈絲斷路，此時(shí)機(jī)器以卜波整流方式工作，各檔毫安數(shù)減半;第二管內(nèi)充氣，此時(shí)C現(xiàn)高壓短路現(xiàn)象(參看391題;)，頻三陽極熔化穿孔，輕者至整流管真空度降低，重者可使管子碎裂，此時(shí)機(jī)器在大毫主工作時(shí)X線穿透力減弱或者出現(xiàn)高壓短路現(xiàn)象，機(jī)器完全不能工作。

兩個(gè)整流管同時(shí)燒斷燈絲可有三種情況因而伴有三種相的現(xiàn)象。第一在同一半周內(nèi)的兩整流管同時(shí)斷絲，此時(shí)機(jī)器以半波整流方式工作，各檔毫安數(shù)減半。第二與同一直流高壓輸出端相接的兩整流管同時(shí)斷絲，則機(jī)器既無熒光也無毫安(可能出現(xiàn)微弱的電容電流)。第三與同一交流高壓輸端相接的兩個(gè)整流管燈絲同時(shí)斷路，此時(shí)機(jī)器照片不感光。

如果高壓繼電器不工作則故障出白控制電路和電源部分，若高壓繼電器工作正常時(shí)仍不出X線則主要有三種可能，第一管電壓沒有加上，可由高壓變壓器初級(jí)中保險(xiǎn)絲路，繼電器接點(diǎn)不通和次級(jí)電路中整流管工作不正常，有高壓交換閘者陽接按線可能斷線等故障造成。第二是X線管燈絲沒加熱，可由穩(wěn)壓器不輸出，燈絲加熱變壓器初級(jí)斷路，插頭插座接觸不良，陰極電纜芯線斷線等故障造成。第三是x線管燈絲斷開或靶面脫落。

檢查時(shí)可分兩步進(jìn)行。第一步直觀檢查，首先查看X線署管燈絲是否燃亮，若燈絲不亮則燈絲加熱電路有故障或燈絲斷線;若燈絲亮度正常再查看管電壓，先看整流管是否都燃亮，其次可在高壓繼電器工作的同時(shí)用螺絲刀頂?shù)礁邏喊l(fā)生罩器(或小型X線機(jī)的組合機(jī)頭)的外殼上，將耳朵貼在螺絲：蠹刀的把柄上，傾聽高壓變壓器是否有明顯的嗡聲，若有嗡聲.說明高壓變壓器已經(jīng)工作，否則高壓沒有加上，;作這種檢森盞之前必須保證機(jī)器外殼有良好的接地。第二步作深入檢查，可根據(jù)第一步檢查確定的故障范圍;打開機(jī)器用萬用表分段量檢查即可迅速找出故障所在。

一臺(tái)普通X線機(jī)的常見故障，大致是有些規(guī)律的，一般四管之一充氣可將四管燈絲全部熄滅，在暗室條件下加上透視高壓，同時(shí)觀察高壓發(fā)生器內(nèi)，發(fā)現(xiàn)有閃光的那只管子即為充氣的壞管子。有時(shí)因?yàn)槌錃廨p微，閃光可能不出現(xiàn)，此時(shí)可將電壓升到80一90KV一般情況即可發(fā)現(xiàn)閃光：此法的道理是四管熄滅后構(gòu)成了四個(gè)電容器，電容器是交流電通路，因此，可引起充氣管內(nèi)部的氣體產(chǎn)生自激放電從而發(fā)出微弱的閃光，充氣越嚴(yán)重閃光越明顯o

絕緣油的作用是高壓絕緣，二是散熱冷卻。因此，無論是機(jī)頭還是高壓發(fā)生均不能在缺油的情況下工作，特別是機(jī)頭內(nèi)，一則由于X線管陽極是熱源，缺油后散熱不良，二則由于空間小，缺油后容易引起高壓放電，兩者均能影響X線管的壽命。

絕緣油的絕緣強(qiáng)度不應(yīng)低于25KV/mm，一個(gè)整流管壞了以后機(jī)器以半波整流方式工作，能否通過調(diào)整x線管燈絲電壓的辦法將毫安調(diào)原來的數(shù)調(diào)整燈絲加熱電壓固然可將毫安提升到原來的數(shù)值，但由于以下兩個(gè)原因一般不可這樣作。第一可能造成瞬間過載，半波整流電源中直流毫安表指出的電流值如果和全波中的相等，那么半波中的電流峰值幾乎為全波中的電流峰出兩倍，這樣可能在瞬間內(nèi)超出X線管的使用規(guī)格而使靶面損壞。第二燈絲加熱電壓可能超過額定值而使燈絲蒸發(fā)較快扇;在半波整流時(shí)，高壓變壓器次級(jí)線圈中增加了直流成份，內(nèi)產(chǎn)生了直流磁通，工作時(shí)可使初級(jí)產(chǎn)生強(qiáng)大的交使繼電器的接點(diǎn)燒壞。

于高壓引線碰地，或因引線太近，高壓部件擊穿等而使極性相反的高壓兩端不經(jīng)負(fù)載(即X線管)直接連通即為高壓短路。

高壓短路時(shí)將釋放巨大的電能即高壓變壓器的初級(jí)將產(chǎn)生超出正常值的巨大電流由此引起一系列的異常現(xiàn)象，電源變壓器和高壓變壓器發(fā)出很大的嗡聲，電源繼電器不能維持工作而使機(jī)器斷電，若短路持續(xù)時(shí)間較久可使保險(xiǎn)絲爆斷，除了接地的高壓線包和其引線對地短路以外其余短路故障幾乎都使事安表指針有不正常，全波整瞄的指針到滿度，自整流式的指針將振動(dòng)不穩(wěn)。高壓電纜擊穿時(shí)將產(chǎn)生二種按殊啟氣迷，插頭插座擊穿且留下打火爬行痕跡，一般均有特殊的放電聲，有時(shí)還可能看到煙霧和閃光。

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毫安測量電路中有哪些常見故障?

毫安測量電路中的故障一般不影響X線的產(chǎn)生，故障常見于整流器和毫安表內(nèi)。整流器一般是四管橋式的，常見故障是管子擊穿，一般話來，一只管子擊穿則毫安值近于半數(shù)，兩只管子同時(shí)擊穿毫安值趨近于零。表內(nèi)故障主要是分流電阻斷路和表頭線圈斷線。其中若照片時(shí)指數(shù)為零透視時(shí)指數(shù)偏高則分流電阻中數(shù)值較大的電阻斷路;若透視和照片指針都沖到滿度則分流電阻中數(shù)值較的電阻斷路。表頭線圈斷線則表指針始終指零。

對四管全波整流式X線機(jī)主要有以下幾種原因，第一高臨短路。第二電容電流抵償接反。第三X線管燈絲加熱電壓舊高。第四毫安表內(nèi)分流電阻斷路;對于自整流式X線機(jī)則有后兩條成立。

X線機(jī)曝光不止是一種很危險(xiǎn)的故障，很容易超出X線陪的使用規(guī)格而使靶面損壞。出現(xiàn)這種故障的原因主要有：限向器失靈、手開關(guān)損壞和繼電器接點(diǎn)粘住或鐵心接觸面存在臨垢致使斷電后鐵心仍能維持不掉等，由此可見，這種故障陡一種失控現(xiàn)象，出現(xiàn)后只有當(dāng)即關(guān)閉機(jī)器或迅速拉下電源侗方能避免機(jī)器損壞

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整流管、X線管充氣后為什么燈絲發(fā)暗?

整流管和X線管均為高度真空部件，這種狀態(tài)除了保證單向?qū)щ娦院碗娮邮鴷惩o阻以外，還使燈絲所產(chǎn)生的熱量不能通過氣體對流方式而失散，但是，在亢氣情況下，雖然加熱電壓依舊不變，熱量卻可以通過管內(nèi)氣體的對流傳到管壁，使燈絲溫度降低而發(fā)暗。工作中可依據(jù)燈絲的亮度判斷管子的真空度。最后，若管子在絕緣油內(nèi)碎裂，燈絲浸在油內(nèi)則通電時(shí)燈絲內(nèi)的加熱電流雖然不變(由于處在冷油內(nèi)甚至司能增大)也無一絲光亮，所以，只要肯定加熱正常而燈絲不亮則管子很可能是碎了。

X線機(jī)對電源頻率有十分嚴(yán)格的要求，即高不能超過赫茲，低不能少于49赫茲，否則機(jī)器不能正常工作。

若頻率太高，機(jī)器中的電感元件鐵心發(fā)熱較多，影響絕緣強(qiáng)度，而且對裝有磁飽和穩(wěn)壓器的X線機(jī)將使毫安加大造成過載，嚴(yán)重時(shí)電壓將滑不下來，工作時(shí)容易使X線管靶面損壞;

若頻率太低，則電感元件中的線圈發(fā)熱較多，同樣影響絕緣強(qiáng)度，對裝有磁飽和穩(wěn)壓器的X線機(jī)將使毫安下降，嚴(yán)重時(shí)畦壓調(diào)不上去，電動(dòng)床啟動(dòng)不起來。

可見，X線機(jī)對電源頻率的要求比一般電器要嚴(yán)格更多，工作中不能忽視，特別是自備電源的單位，一定要保證電源頻率在機(jī)器的要求范圍內(nèi)，否則不僅可能影響工作而上可能損壞機(jī)器。

電源的容量是由額定電壓和額定電流的乘積決定的，中額定電流是根據(jù)電源內(nèi)部發(fā)熱量和散熱條件等因素確定的，對于電力變壓器而言則發(fā)熱量主要是銅阻損耗和渦流損耗轉(zhuǎn)化的，銅阻越大則在一定的散熱條件下所確定的額定流即越少，因而電源的容量也越少，反之，電源容量越少明鋼阻越大，當(dāng)內(nèi)阻超過X線機(jī)的要求時(shí)便由于電源內(nèi)部降太大而使X線機(jī)不能正常工作，特別是在大毫安工作時(shí)影響尤為顯著。對發(fā)電機(jī)而言，當(dāng)容量少時(shí)配套的動(dòng)力機(jī)功率電少，在大電流工作時(shí)由于瞬間負(fù)載加大動(dòng)力機(jī)立即減速因而使電源頻率降低，進(jìn)一步影響X線機(jī)不能正常工作。可見，不論是變壓器還是發(fā)電機(jī)容量越大對工作越有利。