双焦点X线管需要的灯丝变压器个数是?
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发布时间：2022-05-21 02:59
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时间：2023-10-12 15:07
一、结构
固定阳极X线管是诊断用X线管中最简单的一种，如图3-1所示，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。
固定阳极X线管的阳极结构
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。
高速运动的电子流轰击靶面时，会有少量的电子从靶面反射和释放出来，这部分电子称为二次电子。二次电子有害无益，其能量较大（约为原来的99%），轰击到玻璃壳壁上，将使玻璃壳温度升高而释放气体，降低管真空度或使玻璃壳击穿；二次电子再次被阳极吸引轰击到靶面上时，由于没有经过聚焦，将辐射出非焦点散射X线，使X线影像质量降低；二次电子还会附着在玻璃壁上，造成整个管壁电位分布极不均匀，产生纵向应力，易致玻璃壁损坏。
阳极帽罩在靶面的四周，与阳极同电位，故它可以吸收50%～60%的二次电子，并可吸收一部分散 乱X线，从而保护X线管和提高影像质量。
3．玻璃圈 它是阳极和玻璃壳的过渡连接部分，由4J29膨胀合金（镍29%，钴17%，余为铁）圈与玻璃喇叭两部分封焊而成。其中，玻璃端与玻璃壳封接，膨胀合金端与阳极头焊接在一起。
4．阳极柄 它由无氧铜制成，呈圆柱体状且横截面较大，与阳极头的铜体相连，是阳极引出管外的部分。它的管外部分浸在变压器油中，通过与油之间的热传导，将靶面的热量传导出去，从而提高了阳极的散热速率。
（二）阴极
阴极的作用是发射电子并使电子流聚焦，使轰击在靶面上的电子流具有一定的大小、形状。其结构主要由灯丝、阴极头、阴极套和玻璃芯柱等四部分组成，
固定阳极X线管的阴极结构
1．灯丝 它的作用是发射电子。灯丝由钨制成，因为钨在高温下有一定的电子发射能力、熔点较高、延展性好、便于拉丝成形、抗力性好、且在强电场下不易变形等特点。诊断用X线管的灯丝都绕成小螺线管状。
灯丝电压一般为交流5～10V、50Hz，灯丝电流一般为2～9A，3～6A的占多数。灯丝通电后，温度逐渐上升，到一定温度（约2100K）后开始发射电子。灯丝发射电子与温度之间的关系（灯丝电子发射特性曲线），如图3-4所示。对于给定的灯丝，在一定围，灯丝电压越高，灯丝温度也越高，发射电子的数量就越大。从图中可以看出：①调节灯丝的加热电压即可改变灯丝发射的电子数量；②灯丝温度与发射电子的数量关系是呈指数的非线性关系。因此，调试X线机的管电流（mA）值时，要当心，特别是在调整大mA档时要小幅调整，以免灯丝烧断而损坏X线管；另外，更换X线管时，必须按照新换X线管的灯丝加热参数、仔细调整灯丝加热电路，使各mA档数值准确。
灯丝电子发射特性曲线
一般情况下，灯丝点燃时间越长，工作温度越高，钨的蒸发越快，灯丝寿命越短。如果灯丝电流比额定值升高5%，灯丝寿命则缩短一倍，如图3-5所示。实际工作中是按照管电流需要来确定灯丝加热温度的，因此只能靠缩短灯丝的点燃时间来延长灯丝的寿命。
X线管灯丝加热和寿命关系曲线
另外，功率较大的X线管为了协调不同功率与焦点的关系，阴极装有两根长短和粗细都不同的灯丝，长的灯丝加热电压高，发射电流大，形成大焦点；短的灯丝加热电压低，发射电流小，形成小焦点，这种X线管称为双焦点X线管，其阴极一般有三根引线，一根为公用线，其余两根分别为大、小焦点灯丝的引线。
双焦点阴极结构
2．阴极头 它又称聚焦槽、聚焦罩或集射罩。它由纯镍或铁镍合金制成长方形槽，其作用是对灯丝发射的电子进行聚焦。灯丝发射的大量电子，在电场的作用下，高速飞向阳极，但由于电子之间相互排斥，致使电子流呈散射状。为使电子聚焦成束状飞向阳极，将灯丝装入被加工成圆弧直槽或阶梯直槽的阴极头，灯丝的一端与其相联，两者获得相同的负电位，借其几何形状，形成一定的电位分布曲线，迫使电子呈一定形状和尺寸飞向阳极，达到聚焦的目的。在自整流X线机中，负半周时，聚焦罩还可以吸收二次电子，以保护灯丝和玻璃壳的安全。
（三）玻璃壳
玻璃壳又称管壳，用来固定，支撑阴、阳两极并保持管的真空度，通常采用熔点高、绝缘强度大、膨胀系数小的钼组硬质玻璃（如国产DM-305）制成。由于钼组玻璃壳与阴、阳两极的金属膨胀系数不同，两者不宜直接焊接，故在铜体上镶有含54%铁、29%镍、17%钴的合金圈作为中间过渡体，再将玻璃壳焊接在合金圈上，使合金圈与硬质玻璃膨胀系数相近，以避免因温度变化而造成结合部的玻璃出现裂缝或碎裂。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。
为防止X线管管气体放电，保证阴极发射的电子能畅通无阻挡地高速飞向阳极，管的真空度应保持在133.3?/span>10-7Pa(10-7mmHg)以下；另外，装入管的所有零件都必须经过严格清洗去油和彻底除气（通常采用高频真空加热抽气）。
固定阳极X线管的主要缺点是：焦点尺寸大、瞬时负载功率小。目前，在医用诊断X线机中，固定阳极X线管已多被旋转阳极X线管取代。但固定阳极X线管结构简单、价格低，在小型X线机、治疗X线机（阳极循环冷却）等装置中仍被采用。
第一节（二） 固定阳极X线管焦点
二、X线管的焦点
在X线成像系统中，对X线成像质量影响最大的因素之一就是X线管的焦点。因此，实际工作中对X线管的焦点要求比较严格。
（一）实际焦点
实际焦点是指灯丝发射的电子经聚焦后在靶面上的瞬间轰击面积。目前，医学诊断用X线管的灯丝均绕成螺管状，灯丝发射的电子经聚焦后，以细长方形轰击在靶面上，形成细长方形的焦点，故称为线焦点。
实际焦点的大小（一般指宽度），主要取决于聚焦罩的形状、宽度和深度。实际焦点越大（受轰击的靶面积越大，可承受的功率值相应增加），X线管的容量就越大，曝光时间就可以缩短。我国生产的X线管大多数采用单槽或阶梯槽结构，聚焦罩及其电位分布，
电子轨迹
在电场作用下，实际焦点面上的电子密度分布不同，其X线辐射强度的分布呈单峰、双峰甚至多峰型。在同样焦点尺寸的情况下，焦点*辐射强度越强（呈高斯分布），其影像分辨力越高；其次为矩形分布；最差为双峰分布。医学诊断用X线管的焦点一般是双峰分布。
X线辐射强度分布
（二）有效焦点
有效焦点亦称为作用焦点，是指实际焦点在X线投照方向上的投影。实际焦点在垂直于X线管长轴方向的投影，称为标称焦点。有效焦点的标称值为一无量纲的数值，但目前，有效焦点的标注方法仍用习惯标注法，如：2.0mm?/span>2.0mm、1.0mm?/span>1.0mm或0.3mm?/span>0.3mm等。但X线管特性参数表中标注的焦点为标称焦点。
实际焦点与有效焦点
有效焦点与实际焦点之间的关系。设实际焦点宽度为a，长度为b，则投影后的长度为b ，宽度不变，即：
有效焦点=实际焦点?/span>
式中：θ表示阳极靶面与X线投照方向的夹角。
当投照方向与X线管长轴垂直时，θ角称为靶角或阳极倾角，一般为7o～20o。靶角是一个与容量和X线辐射强度的分布密切相关的重要参数。例如，有一个靶角为19o的固定阳极X线管，实际焦点长为5.5mm，宽为1.8mm。根据上式可以计算出有效焦点的长是：5.5?/span> ≈5.5?/span>0.33=1.8mm，其宽度不变，即有效焦点近似为1.8mm?/span>1.8mm的正方形。
X线成像时，为减小几何模糊而获得清晰的影像，要求有效焦点越小越好。减小有效焦点面积可通过减小靶角来实现，但靶角太小，由于X线辐射强度分布的变化，投照方向的X线量将大量减少，所以靶角要合适，一般固定阳极X线管的靶角为15啊?/span>20啊R部梢酝ü 跣∈导式沟忝婊 约跣∮行Ы沟忝婊 导式沟忝婊 跣『螅 ?/span>200W/mm2的*，X线管的容量也将随之减小。
（三）有效焦点与成像质量
有效焦点尺寸越小，影像清晰度就越高。
焦点与影像清晰度的关系
当有效焦点为点光源时，图像的边界分明，几何模糊小，影像清晰度高；有效焦点越大，图像边界上的半影也越大，几何模糊大，影像清晰度降低。减小有效焦点，势必减小实际焦点，X线管的功率随之减小，曝光时间需增加，这将会引起运动模糊。由此可见，减小焦点面积以减小几何模糊、改善影像清晰度和增大X线管的功率以缩短曝光时间、减小运动模糊是一对矛盾。固定阳极X线管常采用双焦点的办法来折中几何模糊和运动模糊之间的矛盾；另一更有效的方法是采用旋转阳极X线管。
（四）焦点的方位性
由于X线呈锥形辐射，所以在照射野不同方向上投影的有效焦点不同。由图可见，投影方位愈靠近阳极，有效焦点尺寸愈小；愈靠近阴极，则有效焦点尺寸愈大（宽度不变）。而且，若投影方向偏离管轴线和电子入射方向组成的平面，有效焦点的形状还会出现失真。因此，使用时应注意保持实际焦点中心、X线输出窗中心与投影中心三点一线，即X线中心线应对准影像中心。
焦点方位特性
（五）焦点增涨
当管电流增大时，电子数量增多，由于电子之间库仑力斥力的作用，使焦点尺寸出现增大的现象，称为焦点增涨。用针孔照相法拍摄的焦点像。由图可见，管电压（kV）一定时，随着管电流的增大、焦点增涨的程度变大。管电压的变化对焦点增涨大小的影响远较管电流的变化影响小，但管电压的变化将改变电位分布曲线，使主、副焦点的形成发生变化，一般情况下，对小焦点增涨影响较大。
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时间：2023-10-12 15:07
1、 结构 灯丝变压器由铁心、初级绕组和次级绕组组成。
(1) 铁心:一般用涂漆硅钢片以交错叠片的方法制成口字型或C字形，有的铁心还将有绕组的一臂叠成阶梯形。
(2) 初级绕组:因流过初级绕组的电流很小，故采用的导线直径很细，一般用线径为0.19~0.93mm的漆包线，分数层绕在用黄蜡绸或绝缘纸包好的阶梯形臂上，层间用绝缘纸绝缘，总匝数为1000匝左右。初级绕组可直接绕在经绝缘后的铁心上，或绕在绝缘筒上再套在铁心外面。
(3) 次级绕组:因次级绕组流过的电流较大，多用直径为2mm左右的沙包或玻璃丝包圆铜线，分几层绕制，总匝数多为数十匝。初、次级之间用绝缘强度较高的剧情圆通作绝缘材料。
2、 特点 灯丝变压器的次级绕组与x线管的阴极相连，当x线管工作时，灯丝变压器次级绕组的电位与阴极伏高压等电位，这就要求灯丝变压器初、次级间具有良好的绝缘，绝缘程度不能低于高压变压器最高输出电压的一半。
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时间：2023-10-12 15:07
阴极有灯丝，阳极有靶物质
灯丝两端可以加电压，通过电流，发射大量电子
（这就是灯丝加热电压和加热电流）
此时在阴极阳极之间加一个高电压，从而电子在强电场作用下高速飞向阳极，轰击之后产生射线
（两极之间的加速电压就是 管电压，电子加速后的束流就是 管电流）
这一偶然发现使伦琴感到兴奋，他把其它的研究工作搁置下来，专心致志地研究X射线的性质。经过几周的紧张工作，他发现了下例事实:
（1）X射线除了能引起氰亚铂酸钡发荧光外，还能引起许多其它化学制品发荧光。
（2）X射线能穿透许多普通光所不能穿透的物质；特别是能直接穿过肌肉但却不能透过骨胳，伦琴把手放在阴极射线管和荧光屏之间，就能在荧光屏上看到他的手骨。
（3）X射线沿直线运行，与带电粒子不同，X射线不会因磁场的作用而发生偏移。
