X线机高压发生器的调试

戴丹，王魏，戴竞，郭永平，徐月萍，高建全，张春潮，叶践

总后卫生部药品仪器检验所，北京100071

X线机高压发生器的调试

戴丹，王魏，戴竞，郭永平，徐月萍，高建全，张春潮，叶践

总后卫生部药品仪器检验所，北京100071

随着X射线检查的广泛运用，以及人们对健康的重视程度逐渐提高，接受X射线检查的人越来越多。本文结合X线机构造原理，简单论述X射线高压发生器部分的调试工作。

X线机；调试；EMC；电磁兼容

1 X射线的产生原理

X射线的产生原理是通过高压发生器将输入的380V交流电整流为直流，再通过逆变放大至几万伏特乃至几十万伏特，然后加至X线管球两侧，管球阴极端灯丝通过几万伏的压差加热产生大量电子，电子以极高的速度撞击管球的阳极靶面，产生辐射，部分动能转换成了X射线。工作原理图，见图1。这些X射线具有很强的穿透能力，并且在穿透不同物体后又有不同程度的衰减。这种射线穿透人体后，可以通过探测器检测到不同衰减后的射线来实现医学影像成像目的。因此，高压发生器是X线机必不可少的重要组成部分，它的参数调试直接关系到图像的质量。

本文简述X线机的高压发生器出厂后的调试工作，包括曝光时间、管球电流以及管球电压这3个最基本的发生器参数，还有现在比较常见的电磁兼容（EMC）干扰的问题。

2 X线机高压发生器的调试

2.1 管电流的检测与调整

管电流的大小直接影响了摄片时胶片的感光量。所以新装的、放置时间过长以及经过相关电路检修的X线机，必须对管电流进行重新检测和调整,才能投入使用。管电流测试的常用仪表是磁电式直流mA表和介入式mA表，现多用后者。

导致管电流不准的直接因素是高压发生器提供给管球的电压和管球阴极灯丝的电流不准。当通过mAs表检测到实际管电流与设定值不一致时，首先应该检查发生器的高压油箱与X线管球的连接电缆是否接实。因为高压电缆上传输的电压通常上万伏，所以电缆两侧的接触端口必须保证足够的绝缘，防止高压放电。由于长期的放置，可能导致水汽进入电缆的插口，所以在连接电缆时，应该将硅脂均匀涂抹在插头处防止水汽渗透，并且连接牢靠。其次，要打开管球的灯丝盖，通过手闸一档（灯丝预热），来检查大小灯丝状态是否良好。灯丝状态良好的情况下，如果问题仍然存在，可以通过旋转发生器内灯丝板的电位器，来改变CPU板内部程序中设定的管电流与灯丝值输出的函数关系，来保证管电流的准确度。

2.2 管电压的检测与调整

在X线机中,为了保证预示管电压的准确度，厂家在机器出厂时应该对其作严格地调整，实际管电压应在误差允许范围之内。但是，使用单位的电源条件，如电源容量、电源电阻等，可能与在厂家调整时不一致，若不作调整直接投入使用，容易导致设定值与实际值不符，直接影响到X线诊断效果，所以，新机安装或更换电源时，均需对管电压进行调整，使实际管电压在允许误差范围内。生产及专门检修单位有调整管电压的各种专用测试设备（介入式kV表）,在一定电源条件下，可对各档mA值的kV预示作细致调整(调整kV补偿电阻)，其调整校准的数据比较准确。而一般用户不具备这样的条件，通常只需根据厂方所提供的说明书,对照相应mA值和kV下的空载电压是否与所给数据一致。

当管电压不准时，和管电流一样，首先需要检查高压电缆的连接是否牢靠，这是影响管电压最重要的原因之一。而影响管电压最常见的因素则是使用单位的电源稳定性。由于目前X线机发生器普遍都是采用闭环控制电路，所以即便电源电压与厂家的不一致，都可以通过反馈信号进行调整，能得到设定的管电压值。但是如果电源总不稳定，在产生高电压时，电源有强烈变化，不仅会影响拍片的质量，也会对发生器和管球造成严重损坏。所以X线机的电源必须稳定，如果通过检测，发现电源存在不稳定因素，应尽快进行调整，改变电源线路或者增加稳压电源。

2.3 电磁兼容问题

随着科学技术的迅速发展，现代各种电子、电气、信息设备的数量和种类越来越多，性能越来越先进，EMC问题在X线机领域中日渐凸显。这种EMC问题既体现在X射线机工作过程中，其他仪器的电磁场对发生器的影响也体现在X线机的辐射对于其他仪器的影响。在这种情况下，要保证发生器可以正常工作，就需要考虑在各种复杂的电磁环境中，管电压，管电流和曝光时间是不是还能准确无误。如果周围有强烈的干扰，出厂时完好的X线机可能在使用单位地点无法正常工作或者发生器强烈的电磁辐射而干扰了高压发生器旁边其他仪器的灵敏度。

如果发生器周围确实存在EMC问题，可以考虑以下解决方案：

（1）在发生器的机箱上，为防止电磁场从各部分的连接处的细缝泄露，可以在细缝上安装导电衬垫或者缩短螺钉间距，即增加连接螺钉数量，减小螺钉间距，使缝隙长度相应减小。

（2）在箱体上开设的通风孔处覆盖金属丝网，或者用穿孔金属板作通风孔以防止电磁场从通风孔处进行干扰，对于频率较高的发生器，可以使用截止波导式通风窗，它拥有较高的屏蔽性能，对空气阻力小，工作可靠稳定。

（3）在电源线的入口处安装滤波器，保证滤波器屏蔽罩必须与机箱壁板有连续而良好的电接触，使其不破坏机箱的屏蔽。

（4）接地问题在电磁兼容性设计中也是一个极其重要的问题，正确的接地方法可以减少或避免电路间的互相干扰。根据不同的电路可用不同的接地方法。通常组合单元电路接地有串联一点接地、并联一点接地和多点接地3种方式。整机接地方式也是保障产品电磁兼容性的主要措施之一。由于其功能不同，故电路差别甚大，接地状况也不大相同。一般常用的方法是：将模拟电路、数字电路、机壳分开，各自独立接地，避免相互间的干扰，最后三地合一接入大地，这种方式较好地抑制了电磁噪声，减少了数字信号和模拟信号之间的干扰。

3 总结

本文在开头介绍了X射线的基本工作原理，后面结合了其工作原理简述了X射线机高压发生器出厂后的一些测试过程以及相关问题的处理方法，包括管电流，管电压和EMC问题。作为医学影像设备的重要手段之一，我们应该尽可能使拍片或者透视过程在一个安全有效的前提条件下进行。

[1] 李世怀.改装数字化X线机DR摄影及应用[J].医疗卫生装备,2006,27(1):27,91-92.

[2] 谌家喜,许鹏,周荷琴,等.DR系统高压发生器的一种控制方案[J].中国医疗器械杂志,2006,30(2):111-113.

[3] 洪国慧.高压发生器结构展示台设计方案[J].实用医技杂志,2007,(25):3462-3463.

[4] 曹新志,卢光明,聂聪,等.GE AMX-4 Plus移动X射线机的数字化X射线摄影改造[J].生物医学工程与临床,2010,27(6):82-84.

[5] 王秀彬.CT机X射线高频高压发生器的研究[J].CT理论与应用研究,2005,14(3):51-53.

The Debugging of X-ray High Voltage Generator

DAI Dan, WANG Wei,DAI Jing, GUO Yong-ping,XU Yue-ping, GAO Jian-quan,ZHANG Chun-chao, YE Jian
Institute for Drug and Instrument Control of PLA, Beijing 100071, China

With wide use of the X-ray examination and the improvement of people’s attention on health,more people have accepted the X-ray examination. Based on the structure and principle of X-ray machine, this paper expounds on the debugging of the X-ray high voltage generator.

X-ray machine; debugging; EMC; electromagnetic compatibility

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.041

1674-1633(2012)05-0117-02

2011-11-03

作者邮箱：danydd@126.com

戴丹，工程师。