X射线管的工作原理及常见故障分析

徐光明 黑龙江省甘南县人民医院 (甘南 162100)

X射线管的工作原理及常见故障分析

徐光明 黑龙江省甘南县人民医院 (甘南 162100)

介绍 了 X 射 线管的工作原理，归纳总结了X线球管故障分析和排除常见方法。

X射线管 原理 故障

1. X射线管工作原理

X射线管实际上就是一只在高电压下工作的真空二极管，它有两个电极：一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极，它们被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。按照产生电子的方式,X射线管可分为充气管和真空管两类；根据密封材质不同，可分为玻璃管、陶瓷管和金属陶瓷管；根据用途不同，可分为医疗X射线管和工业X射线管；根据密封方式不同，可分为开放式X射线管即在使用过程中需要不断抽真空，密闭式X射线管即生产X射线管时抽真空到一定程度后立即密封，使用过程中无需再次抽真空。X射线管供电部分至少包含有一个使灯丝加热的低压电源和一个给两极施加高电压的高压发生器。当钨丝通过足够的电流使其产生电子云，且有足够的电压（千伏等级）加在阳极和阴极间，使得电子云被拉往阳极。此时电子以高能高速的状态撞击钨靶，高速电子到达靶面，运动突然受到阻止，其动能的一小部分便转化为辐射能，以X射线的形式放出，以这种形式产生的辐射称为轫致辐射。改变灯丝电流的大小可以改变灯丝的温度和电子的发射量，从而改变管电流和X射线强度的大小。改变X光管激发电位或选用不同的靶材可以改变入射X射线的能量或在不同能量处的强度。由于受高能电子轰击，X射线管工作时温度很高，需要对阳极靶材进行强制冷却。虽然X射线管产生X射线的能量效率十分低下，但是在目前，X射线管依然是最实用的X射线发生器件，已经广泛应用于X射线类仪器。目前医疗用途主要分为诊断用X射线管和治疗用X射线管。

2. X射线管的常见故障分析

故障一：旋转阳极转子的故障

（1）现象

① 电路正常，但转速明显下降；静转时间短；曝光时阳极不转动；② 曝光时，管电流剧增，电源保险丝熔断；阳极靶面某点被熔化。

（2）分析

长期工作后导致轴承磨损变形及间隙改变，固体润滑剂分子结构也会改变。

故障二：X射线管阳极靶面损坏

（1）现象

① X射线输出量显著下降，X射线胶片感光度不足；② 由于阳极金属被高温蒸发，可见玻璃壁镀有薄薄的金属层；③ 通过放大镜，可见靶面有龟裂、裂纹及熔蚀等现象；④ 焦点严重熔化时溅落的金属钨可能使X射线管爆裂损坏。

（2）分析

① 过负荷使用。有两种可能：一种是过载保护电路失灵使一次曝光过载；另一种是多次曝光，造成累积性过载而熔化蒸发；② 旋转阳极X射线管转子卡死或启动保护电路出现故障，在阳极不转动或转速过低的情况下曝光，导致阳极靶面瞬间熔化蒸发；③ 散热不良。如散热体与阳极铜体接触不够紧密或油垢过多。

故障三：X射线管灯丝开路（1）现象

① 曝光时无X射线产生，毫安表无指示；②通过X射线管窗口可见灯丝不亮；③ 测量X射线管灯丝，阻值为无穷大。

（2）分析

① X射线管灯丝电压过高，烧断灯丝；② X射线管真空度被破坏，大量的进气使灯丝通电后迅速氧化烧断。

故障四：摄影没有X线产生的故障（1）现象

① 摄影也没有X线产生。

（2）分析

①若摄影也没有X线产生，则一般先去判断高压是否能够正常送至球管，直接在刚接灯泡处测量电压即可。以北京万东为例，一般高压变压器初次级电压比为3:1000，当然注意机器事先预留下的空间。该空间主要由于电源、自耦变压器等存在着内阻，曝光时损耗加大，从而导致的输入电压等下降的现象，该损耗与毫安选择有关，毫安越大，损耗越大，则空载检测电压也应该越高。

所以，当维修人员测量出的电压超出3:1000以外的一定范围内数值也属于正常，该超出数值与毫安选择有关，毫安越大，此数值也越大。由此可判断高压初级电路是否有问题。器械（上海）有限公司生物材料与产品、冠脉产品资深总监姜洪焱开讲，题为“从心血管金属支架到生物可降解支架”。同样有关支架问题的演讲还有 Bose ElectroForce Systems集团心血管设备和工程。材料工程业务部经理Lito M ejia的“支架高周疲劳测试新进展”。其余3个演讲网罗医疗设备制造业的所有相关话题，并与为期两天的论坛紧密相连。

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MEDTEC China 2012的另一项增值服务是商贸配对计划，此计划将为MEDTEC的参展商与相关协会员提供联系纽带。作为MEDTEC China多年的合作伙伴，上海浦东医疗器械贸易行业协会（MDTA）与中国医疗器械行业协会外科植入物专业委员会（CNIMPLANT）将向其会员发送电子新闻稿，并附有“商贸配对需求表”的链接。有兴趣的会员可以通过此链接填写“商贸配对需求表”，完成调查问卷，选择一至三家有意向进行面对面洽谈的M EDTEC参展商，并提交需求表即可。主办方将为双方安排一对一的洽谈时间。一旦会面时间确定，双方都将收到相应通知，主办方也将在展会期间在现场开辟一块“商贸配对洽谈”区域。主办方的此项计划必定会成为MEDTEC China 2012的展会亮点之一，为参展商与潜在买家提供全新业务联系纽带。

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

文献标识码：

2012-08-02