徐光明 黑龍江省甘南縣人民醫(yī)院 (甘南 162100)

X射線管的工作原理及常見故障分析

徐光明 黑龍江省甘南縣人民醫(yī)院 (甘南 162100)

介紹 了 X 射 線管的工作原理，歸納總結(jié)了X線球管故障分析和排除常見方法。

X射線管 原理 故障

1. X射線管工作原理

X射線管實際上就是一只在高電壓下工作的真空二極管，它有兩個電極：一個是用于發(fā)射電子的燈絲，作為陰極，另一個是用于接受電子轟擊的靶材，作為陽極，它們被密封在高真空的玻璃或陶瓷外殼內(nèi)。按照產(chǎn)生電子的方式,X射線管可分為充氣管和真空管兩類；根據(jù)密封材質(zhì)不同，可分為玻璃管、陶瓷管和金屬陶瓷管；根據(jù)用途不同，可分為醫(yī)療X射線管和工業(yè)X射線管；根據(jù)密封方式不同，可分為開放式X射線管即在使用過程中需要不斷抽真空，密閉式X射線管即生產(chǎn)X射線管時抽真空到一定程度后立即密封，使用過程中無需再次抽真空。X射線管供電部分至少包含有一個使燈絲加熱的低壓電源和一個給兩極施加高電壓的高壓發(fā)生器。當鎢絲通過足夠的電流使其產(chǎn)生電子云，且有足夠的電壓（千伏等級）加在陽極和陰極間，使得電子云被拉往陽極。此時電子以高能高速的狀態(tài)撞擊鎢靶，高速電子到達靶面，運動突然受到阻止，其動能的一小部分便轉(zhuǎn)化為輻射能，以X射線的形式放出，以這種形式產(chǎn)生的輻射稱為軔致輻射。改變燈絲電流的大小可以改變燈絲的溫度和電子的發(fā)射量，從而改變管電流和X射線強度的大小。改變X光管激發(fā)電位或選用不同的靶材可以改變?nèi)肷鋁射線的能量或在不同能量處的強度。由于受高能電子轟擊，X射線管工作時溫度很高，需要對陽極靶材進行強制冷卻。雖然X射線管產(chǎn)生X射線的能量效率十分低下，但是在目前，X射線管依然是最實用的X射線發(fā)生器件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于X射線類儀器。目前醫(yī)療用途主要分為診斷用X射線管和治療用X射線管。

2. X射線管的常見故障分析

故障一：旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)子的故障

（1）現(xiàn)象

① 電路正常，但轉(zhuǎn)速明顯下降；靜轉(zhuǎn)時間短；曝光時陽極不轉(zhuǎn)動；② 曝光時，管電流劇增，電源保險絲熔斷；陽極靶面某點被熔化。

（2）分析

長期工作后導致軸承磨損變形及間隙改變，固體潤滑劑分子結(jié)構(gòu)也會改變。

故障二：X射線管陽極靶面損壞

（1）現(xiàn)象

① X射線輸出量顯著下降，X射線膠片感光度不足；② 由于陽極金屬被高溫蒸發(fā)，可見玻璃壁鍍有薄薄的金屬層；③ 通過放大鏡，可見靶面有龜裂、裂紋及熔蝕等現(xiàn)象；④ 焦點嚴重熔化時濺落的金屬鎢可能使X射線管爆裂損壞。

（2）分析

① 過負荷使用。有兩種可能：一種是過載保護電路失靈使一次曝光過載；另一種是多次曝光，造成累積性過載而熔化蒸發(fā)；② 旋轉(zhuǎn)陽極X射線管轉(zhuǎn)子卡死或啟動保護電路出現(xiàn)故障，在陽極不轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)速過低的情況下曝光，導致陽極靶面瞬間熔化蒸發(fā)；③ 散熱不良。如散熱體與陽極銅體接觸不夠緊密或油垢過多。

故障三：X射線管燈絲開路（1）現(xiàn)象

① 曝光時無X射線產(chǎn)生，毫安表無指示；②通過X射線管窗口可見燈絲不亮；③ 測量X射線管燈絲，阻值為無窮大。

（2）分析

① X射線管燈絲電壓過高，燒斷燈絲；② X射線管真空度被破壞，大量的進氣使燈絲通電后迅速氧化燒斷。

故障四：攝影沒有X線產(chǎn)生的故障（1）現(xiàn)象

① 攝影也沒有X線產(chǎn)生。

（2）分析

①若攝影也沒有X線產(chǎn)生，則一般先去判斷高壓是否能夠正常送至球管，直接在剛接燈泡處測量電壓即可。以北京萬東為例，一般高壓變壓器初次級電壓比為3:1000，當然注意機器事先預留下的空間。該空間主要由于電源、自耦變壓器等存在著內(nèi)阻，曝光時損耗加大，從而導致的輸入電壓等下降的現(xiàn)象，該損耗與毫安選擇有關(guān)，毫安越大，損耗越大，則空載檢測電壓也應(yīng)該越高。

所以，當維修人員測量出的電壓超出3:1000以外的一定范圍內(nèi)數(shù)值也屬于正常，該超出數(shù)值與毫安選擇有關(guān)，毫安越大，此數(shù)值也越大。由此可判斷高壓初級電路是否有問題。器械（上海）有限公司生物材料與產(chǎn)品、冠脈產(chǎn)品資深總監(jiān)姜洪焱開講，題為“從心血管金屬支架到生物可降解支架”。同樣有關(guān)支架問題的演講還有 Bose ElectroForce Systems集團心血管設(shè)備和工程。材料工程業(yè)務(wù)部經(jīng)理Lito M ejia的“支架高周疲勞測試新進展”。其余3個演講網(wǎng)羅醫(yī)療設(shè)備制造業(yè)的所有相關(guān)話題，并與為期兩天的論壇緊密相連。

商業(yè)配對計劃

MEDTEC China 2012的另一項增值服務(wù)是商貿(mào)配對計劃，此計劃將為MEDTEC的參展商與相關(guān)協(xié)會員提供聯(lián)系紐帶。作為MEDTEC China多年的合作伙伴，上海浦東醫(yī)療器械貿(mào)易行業(yè)協(xié)會（MDTA）與中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會外科植入物專業(yè)委員會（CNIMPLANT）將向其會員發(fā)送電子新聞稿，并附有“商貿(mào)配對需求表”的鏈接。有興趣的會員可以通過此鏈接填寫“商貿(mào)配對需求表”，完成調(diào)查問卷，選擇一至三家有意向進行面對面洽談的M EDTEC參展商，并提交需求表即可。主辦方將為雙方安排一對一的洽談時間。一旦會面時間確定，雙方都將收到相應(yīng)通知，主辦方也將在展會期間在現(xiàn)場開辟一塊“商貿(mào)配對洽談”區(qū)域。主辦方的此項計劃必定會成為MEDTEC China 2012的展會亮點之一，為參展商與潛在買家提供全新業(yè)務(wù)聯(lián)系紐帶。

X ray Work ing Princip le and Fau lt Analysis

XU Guang-m ing
Heilongjiang Gannan People's Hospital (Gannan 162100)

1006-6586(2012)09-0062-02

文獻標識碼：

2012-08-02