医用诊断X线球管
第二章医用诊断x线球管
（三）玻璃壳 作用是用来支撑阴阳两极和保持管内真空 度。多采用耐高温、绝缘强度高膨胀系数小的钼玻璃制成。
因钼玻璃与铜的膨胀系数不同，不宜直接焊接，其间镶 接一个与钼玻璃膨胀系数相近的铁、镍合金圈，以避免因温 度变化使玻璃破裂和漏气。有的X线管还将X线射出口处的 玻璃加以研磨，使其略薄，以减少玻璃对X线的吸收。
第二章 医用诊断X线球管
★X线产生的条件
●电子源 ●靶 ●形成高速电子流 高真空和高压 ★X线管 功能:将接受的电能转换为X线能和热能 按结构分类:固定阳极和旋转阳极
第一节 固定阳极X线管
一、构造和作用
特点：高真空度 电子由热阴极发射 X线量和 质可任意调节
组成：阳极、阴极、玻璃壳
优点：结构简单、价格低 缺点：焦点尺寸大、瞬时负载功率小
（二）阴极 作用：作用是发射热电子和聚焦，使打在靶面上的电子 束具有一定的形状和大小，形成X线的焦点。 结构： ★灯丝：由钨制成，绕成螺管状，作用是发射电子。为了 适应同一个X线管不同使用功率的要求，一般装配有长短两 根灯丝，形成双焦点X线管。阴极具有三根引线，其中一根 为公用丝，其余为大小灯丝的另一根引线。
★集射罩 作用是对灯丝发射电子进行聚焦。 当灯丝发射大量电子后，接通高压时，电子将以高速飞 向阳极。由于电子之间相互排斥作用，致使电子呈散射状， 特别是在阳极电压较低的情况下，散射更为显著。为了能使 电子集中成束飞向阳极，将灯丝装入一个用镍或铁镍合金等 制成的长方形罩中，即集聚罩。集聚罩与灯丝的一端相接， 从而获得与灯丝相同的负电位，并借其几何形状，迫使电子 成束状飞向阳极，达到聚焦的目的。
（一）阳极 作用：吸引电子、加速电子二次电子和散射线、阻止高 速电子运动而产生X线，同时产生的热量传导或辐射出去。 结构： ★阳极头：包括靶面和铜体 靶面材料应选用高熔点、蒸发率低，且X线发射率较高的 钨制成(钨的熔点为337℃)。但钨的导热率小，可通过真空 熔焊的方法把钨焊接在无氧铜体上，以便具有良好的散热能 力。
医用诊断X射线机球管技术参数
主要供医学诊断X射线机配套使用XD57-20、40/125主要用途：主要供医学诊断X射线机配套使用一、技术参数最高工作管电压(kV) (125)灯丝特性（V）·············· Ifmax=5.5A时，Uf=7-9v（小）··············· Ifmax=5.5A时，Uf=12-14v（大）靶材···················· W靶面角······················ 12.5°直径··················· 78mm转速······················· 2800(50Hz)固有滤过(mmAl) ·················0.8-1.2重量(≤kg)·················1.65焦点标称值·················0.6/1.2最大功率(0.1秒)(kW) ·············· 20/40阳极热容量··················110（150kHU）最大连续功率·················· 500(W)注1：灯丝加热电源的频率为0～25kHz。
X线管
（2）阳极热容量近于零（0兆球管），即
使在最大负荷条件下，球管也可即时冷却。
可行快速不间断曝光。
（3）阳极和内置球管组件要比常规球管小 得多，球管寿命大大延长，成本降低。
a
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四、特殊X线管
（一）三极X线管
1、结构
阳极与阴极之间再加一个控制栅极 通过脉冲控制栅极上负电位或负脉冲电压的 通断，控制X线的快速导通与截止。
a
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2、偏转线圈
目的：使电子束打到阳极适当的位置，轰击靶 面而产生X线，形成飞焦点。
原理：由于采用先进的电磁控制系统进行X线 聚焦，即在偏转线圈上加Байду номын сангаас一定的控制信号， 达到改变焦点位置的目的，实现飞焦点。
作用：高速电子均匀轰击阳极靶面，有效焦点 面增大，球管功率得到大幅提升。
a
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3、电子束控金属球管的优点
（3）（标称）有效焦点一般用 容许长× 容许宽 标注
a
8
（标称）有效焦点的容许值变化范围
标称（mm） 容许宽（mm） 容许长（mm）
0.6
0.6~0.9
0.9~1.3
0.8
0.8~1.2
1.1~1.6
1.0
1.0~1.4
1.3~1.8
1.2
1.2~1.7
1.7~2.4
a
9
4、有效焦点同成像质量的关系
kV增大， S有稍小（克服电子斥力） mA增大， S有明显增大（增加热电子）
焦点增涨：
kV一定，mA增大， S有明显增加（低 压时较明显）
a
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二、 旋转阳极X线管
医用X线球管技术参数
ROK-T125-2/30
ROK-T125-2/50
ROK-T125-12/30
ROK-T125-12/50
ROK-T125-30/50
英国MACHLETT公司X射线管
旋转阳极X射线管
DYNAMAX-20
DYNAMAX-20-125
DYNAMAX-25
DYNAMAX-40
DYNAMAX-HD40
型号
生产厂家
阳极形式
阳极倾角(o)
焦点尺寸（mm）
最高管电压
灯丝规格（V-A）
外形尺寸（mm）
灯丝接线标记（大中、小）
用途
大
小
大
小
长度
直径
XD1-3/90
沪杭
固
19
≤3*3
100
6-5.2
7-4.5
165
50
30mAX线机用
XD2-1.4/76
XD2-1/7.5
沪杭
固
19
22
≤1.9
85
75
2.8-2.7
DYNAMAX-50-69E
DYNAMAX-HD-50A
DYNAMAX-HD-50B
DYNAMAX-HD-50C
DYNAMAX-HD-50D
DYNAMAX-HD-51A
DYNAMAX-HD-51B
DYNAMAX-HD-51C
DYNAMAX-HD-51D
DYNAMAX-SUPER-50-67A
DYNAMAX-SUPER-50-67B
DYNAMAX-46
DYNAMAX-48
DYNAMAX-49
DYNAMAX-50-40
X线球管原理及球管的应用
X线球管原理及球管的应用诊断用X线球管X线球管是X线机的主要组成部分之一，是产生X线的元件，其作用是将电能转化为X线。
自1895年伦琴发现X线以来，X线球管逐步向功率大、焦点小和专用化方向发展，其结构不断改进，先后出现了固定阳极、旋转阳极以及各种特殊X线管。
本章主要介绍诊断用X线管的基本结构、特性、参数及相关知识，并简要介绍了各种特殊X线管和X线管的焦点，为正确使用X线管打下基础。
第一节固定阳极X线球管一、球管结构固定阳极X线球管是诊断用X线管中最简单的一种，其结构主要由阳极、阴极和玻璃壳三部分组成。
（一）阳极阳极的主要作用是阻挡高速运动的电子流而产生X线，同时将曝光时产生的热量辐射或传导出去；其次是吸收二次电子和散乱射线。
固定阳极X线球管的阳极结构由阳极头、阳极帽、玻璃圈和阳极柄四部分组成。
1．阳极头它由靶面和阳极体组成。
靶面的作用是承受高速运动的电子流轰击，产生X 线（曝光）。
但由于曝光时，只有不到1%的电子流动能转换为X线能，其余均转化为热能，所以曝光时，靶面将产生大量的热量而使其工作温度很高。
又由于辐射的X线强度与靶面材料的原子序数成正比，所以X线管的靶面材料一般都选用钨（Z=74），故称为钨靶。
钨的特点是熔点高（3370℃），蒸发率低，原子序数大，又有一定的机械强度。
但钨的导热率小，受电子轰击后产生的热量不能很快地传导出去，故常把厚度为1.5～3mm的钨靶面用真空熔焊的方法焊接到导热率较大的无氧铜制成的阳极体上。
这样制成的阳极头不但辐射X线的效率高，而且具有良好的散热性能。
固定阳极X线球管的靶面静止不动，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，所以固定阳极X线管的功率是有限的。
2．阳极帽它又称阳极罩或反跳罩，由含钨粉的无氧铜制成，依靠螺纹固定到阳极头上，其主要作用是吸收二次电子和散乱射线。
阳极帽上有两个圆口：头部圆口面对阴极，是高速运动的电子流轰击靶面的通道；侧下部圆口向外，是X线的辐射通道，有的X线球管在此圆口处加上了一层金属铍片，以吸收软X线，降低病人皮肤剂量。
医用诊断X射线机球管技术参数
主要供医学诊断X射线机配套使用XD57-20、40/125主要用途：主要供医学诊断X射线机配套使用一、技术参数最高工作管电压(kV) (125)灯丝特性（V）·············· Ifmax=5.5A时，Uf=7-9v（小）··············· Ifmax=5.5A时，Uf=12-14v（大）靶材···················· W靶面角······················ 12.5°直径··················· 78mm转速······················· 2800(50Hz)固有滤过(mmAl) ·················0.8-1.2重量(≤kg)·················1.65焦点标称值·················0.6/1.2最大功率(0.1秒)(kW) ·············· 20/40阳极热容量··················110（150kHU）最大连续功率·················· 500(W)注1：灯丝加热电源的频率为0～25kHz。
优质医学诊断用X线管
2、灯丝发射特性曲线： • 是指在一定管电压下，管电流与灯丝加
热电流的关系。
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二、构造参数
• X线管的结构所决定的非电性能参数。有： • 阳极靶面倾角 • 有效焦点尺寸 • 旋转阳极转速 • 绝缘方式 • 最大允许工作温度等。
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三、电参数
• X线管电性能的规格数据。有： • 灯丝加热电压、加热电流 • 最高管电压 • 最大允许功率 • 热容量等。
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工作情况：
• 转子转速：低速管约2700r/min， 8500r/min。必须达到额定转速方可施加 高压，因此实际应用中有曝光延时、保 护电路。
• 制动：曝光后为防止轴承磨损及避开共 振转速，要对转子制动。
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三、轴承与转轴
• 结构：为避免阳极过多的热量传递到轴 承，阳极端的转轴外径较细或用管状， 以减少热传导。
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• 结构：除阳极外，其它与固定阳极X线管 相同。阳极由靶面、转轴、轴承和转子 组成。
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一、靶盘与靶面
• 结构：靶盘为直径70~150mm之间的单凸 状圆盘，中心固定在转轴上，转轴的一 端与转子相连，靶面有一定倾斜角。
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• 材料：铼钨合金靶面，钼或石墨靶基。 钼基铼钨合金复合靶，石墨基铼钨合金 复合靶。铼钨合金靶面晶粒变细，抗热 胀性能提高，再结晶温度上升，龟裂减 少。
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4、应用： • X线电影摄影、X线电视、电容充放电X
线机等。
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三、软X线管
1、铍窗： • 铍原子序数为4，对X线吸收性能低于玻
璃，固有滤过小，软X线极易通过，但病 人皮肤吸收剂量也加大。
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2、钼靶：
• 阳极靶材料一般由钼或铑制成。软组织 摄影的最适宜X线波长为0.09~0.06nm。 钼靶摄影主要是利用钼靶辐射的特征X线， 一般要用0.03mm的钼片滤除波长小于 0.063nm的硬X线，同时波长大于0.07nm 的软X线由钼靶本身吸收。
医用X射线管的检验及注意事项
医用X射线管的检验及注意事项X射线管是X射线机中的主要元件,是一个高真空器件。
现在所使用的热阴极电子X射线管,其基本原理是利用阴极的热发射电子束在高压电场的作用下高速飞向阳极靶面,靶面受电子轰击,产生X线。
医用X线管,按用途可分为诊断用X 射线管和治疗用x射线管。
两种X射线管的原理基本一致,易震裂,存放时间较长时,各电极可能有自然出气现象,使用前必须对它进行仔细的检查和实验。
1 外观检验首先检查外包装,看有无损伤和缺陷,然后再检查管壁内部有无不正常现象。
1.1 检查玻璃管壁有无气泡、水线、划伤、裂纹及不正常的颜色等要求气泡的直径小于1 mm;不允许有水线;划痕深度用指甲划过时不应有感觉;不许有裂纹;玻璃管壁的颜色应一致。
1.2 检查阴极接线、灯丝、锈痕、污物、结构等要求阴极接线正确;灯丝位置端正,周围无异常颜色,通电能亮;阴极没有锈痕和污物;阴极结构无松动现象。
1.3 检查阴极位置是否正确,察看光洁度、靶面色度、锈痕、污物等要求阳极位置正确;阳极表面光洁无尖端凸起;靶面光洁无裂痕;旋转阳极,转速应达到规定标准,轴承摩擦不应有沙哑声;靶面角度应正确,阳极体不应有锈痕和污物。
1.4 灯丝的检查检查灯丝的结构有无缺陷,察看灯丝是否弯曲,是否与集射罩短路等。
要求灯丝结构无缺陷,无弯曲,在做强X线试验前要作灯丝加热试验。
试验时一般用电瓶供电,或用低压交流电供电。
试验时加热电压和电流不宜过高,如果X线管存在严重漏气,灯丝会立即烧毁。
1.5 管内检查管内不应有异物。
1.6 真空程度的检查X线管只有在高度真空情况下才能正常工作。
一般在1.33~0.67 kPa以上,高的在1.33~0.93 kPa检查真空度有两种方法:第一种是高频法,利用高频脉冲法(超短波或高频发生器)判断管内真空度是否良好。
用超短波做试验时,将管子置于超短波两电极之间通电,若管子发生辉光,说明管子漏气了,辉光的浓淡表示漏气的严重程度,若大量漏气则无辉光产生,通电后灯丝易烧毁。
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又称聚焦槽或者集射罩，铁或者镍制成，形成电位分布，在靶面上形成焦点 (主焦点、副焦点)双峰分布 （
（三）玻璃壳 主要是钼组硬质玻璃制成（熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小），真空度 10-6mmHg
旋转阳极X线球管
特点：可以制成小焦点，提高瞬时功率 构成：与固定阳极X线管的主要区别在于阳极结构（靶面、转子、转轴、 轴承套座、玻璃圈)
医用诊断X线管
梁国庆
固定阳极X线管
特点：真空度高、灯丝发射电子、X线质和量可以调节 构成：阳极、阴极、玻璃壳
一、阳极
构成：阳极头、阳极帽、玻璃圈、阳极柄 （一）阳极头 靶面：钨，熔点高、蒸汽压低、蒸发少、原子序数大 （二）阳极柄 与阳极头相连，浸在油中，散热 （三）阳极帽： 无氧铜制成；吸收二次电子二次电子减少50-60% 二次电子的危害：降低玻璃的真空度；再次轰击靶面形成散射线，降低成 像质量 （四）玻璃圈:阳极与玻璃壳的过渡部分，膨胀系数好
栅控X线管（三极X线管）
特点：在普通X线管的阴极和阳极之间加上一个控制栅极 工作原理：栅极上加一相对灯丝而言一定大小的负电位或者负脉冲电压 构造：普通X线管再加上栅极 用途：快速电影摄影
X线管规格
结构参数：靶面倾角、焦点尺寸、固有滤过当量、冷却方式、旋转阳极转速 电参数：最高管电压KV 最大管电流MA 最长曝光时间 X线管的容量：增大焦点面积、减小靶面倾角、增加转速、增大焦点轨道半径、 减小电压纹波系数 X线管的表成功率： XD4—2.9/100 小焦点2KW；大焦点9W；最大管电压100KV
轴承套座抗热性能好（400度）、表面黑化增加热辐射、固体润滑剂减少 磨损 尽量减少空转，增加刹车电路
大功率X线管
特点：增加靶面直径、减小靶面角度、高速旋转、必须有热交换装 置（水冷、油冷）， 主要用于DSA、数字胃肠机。
软X线管
特点：X线窗的固有过滤小、低KV大Ma、小焦点 构造 1、铍窗：对X线的吸收性能低于玻璃，可以输出大剂量的软X线 2、钼靶：辐射出0.6-0.9波长的特征X线 3、过滤片:钼片，可以对X线的波普进行过滤
二、阴极
构成：灯丝、阴极头、阴极套、玻璃芯柱 （一）灯丝 钨制成，发射电子、高熔点、蒸汽压低、延展性好易加工成螺管状 灯丝温度随着加热电压的升高而升高，升高到一定程度，稍有升高，灯丝易 损，在调节使用时要注意 灯丝加热电压一般为5-10V；电流3-6A 一般是双焦点X线管，大焦点、小焦点源自（二）阴极头一、靶面
倾斜角度：10-18度 纯钨靶：热膨胀性差，易龟裂和结晶，X线输出强度下降 铼钨复合靶：曝光两万次后纯钨靶下降到55%、铼钨复合靶下降到87%
二、转子
原理n=120f/P，n转速、f电源频率、P定子极数（一般为2极） 转子静转时间：切断定子线圈转子空转的时间。低于30秒，说明球管损 坏 高速旋转管必须在5000-7000转时制动，否则容易引起共振损坏球管