【正文】 第二章 射線檢測的設(shè)備和器材 射線檢測 第二章 射線檢測設(shè)備及器材 ? 第一節(jié) X射線機(jī) ? 第二節(jié) γ射線機(jī) ? 第三節(jié) 射線膠片 ? 第四節(jié) 射線照相的輔助器材 第一節(jié) X射線機(jī) ? 一、 X射線機(jī)的分類、特點(diǎn)及發(fā)展 ? 二、 X射線管 ? 三 、 X射線機(jī)的電器原理 ? 四 、 X射線機(jī)的使用注意事項(xiàng) ? 第一節(jié) X射線機(jī) ? 一、 X射線機(jī)的分類和發(fā)展 ? X射線按能量高低分為： ? 普通 X射線機(jī) ―― 管電壓 ≤500KV； ? 高能 X射線機(jī) ―― 能量 ≥1Mev ? 普通 X射線機(jī)的分類： （ 1）按結(jié)構(gòu)分 攜帶式 X射線機(jī) ：管電壓 ≤300KV 電流 ≤5mA 結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕、適用高空和野外作業(yè)。 移動式 X射線機(jī) ： 管電壓可達(dá) 500KV 電流較大可達(dá)數(shù)十 mA 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積和重量大、適用固定或半固定使用 （ 2）按輻射場分 定向 X射線機(jī) ： 40176。左右圓錐角定向輻射、適用定向單張拍片。 周向 X射線機(jī) ：（平靶、錐靶） 360 176。周向輻射、適用環(huán)焊縫周向曝光。 定向玻璃 定向陶瓷 周向 X射線機(jī) 周向平靶 周向錐靶 （ 3）按絕緣介質(zhì)分 油絕緣 ―― 主要在移動 X射線機(jī)采用（一般用 25號或 45號（指凝結(jié)溫度 25度）變壓器油， ，耐 壓 50KV 氣絕緣 ―― 主要在攜帶式 X射線機(jī)采用 (用高純度、壓力在 ～ SF6氣體 ) （ 4）按工作頻率分 ? 工頻（ 50－ 60Hz） ―― 油絕緣 X機(jī) ? 變頻（ 170－ 400 Hz） ―― 氣絕緣 X機(jī) ? 恒頻（約 200 Hz） ―― 氣絕緣 X機(jī) ? 高頻 （ 1～ 100KHZ）比利時 ICM ? 恒壓 比利時 ICM 德國依克斯朗 ? 穿透能力：恒壓 ＞高頻 ＞變頻、恒頻 工頻 （同管電壓、管電流） ? 攜帶式 X射線機(jī)的歷史和發(fā)展方向 歷史： … 發(fā)展方向： （ 1）機(jī)頭小型化、輕量化 （ 2）向高頻、恒壓方向發(fā)展 ? 高能 X射線機(jī)的分類 ? （ 1）電子感應(yīng)加速器 ? （ 2）電子直線加速器 ? （ 3）電子回旋加速器 ? 二、 X射線管 ? X射線管的分類： ? （ 1）按外殼材料分：玻璃管和陶瓷管； ? （ 2）按射線輻射場分： 定向管（定向玻璃管、定向陶瓷管） 周向管（錐靶和平靶） 平靶散熱效果好，拍片時焊縫投影傾斜，縱向裂紋可能漏檢。 ? （ 3）按特殊使用性能分為微焦點(diǎn)管、棒陽極管、軟 X射線管、脈沖 X射線管、旋轉(zhuǎn)陽極 X射線管。 ? X射線管的結(jié)構(gòu) （ 1）陰極：由燈絲和陰極罩組成 燈絲： 作用 ―― 發(fā)射電子 材料 ―― 鎢絲（發(fā)射效率高，不易損壞） 形狀 ―― 圓焦點(diǎn)（盤香形）；線焦點(diǎn)（螺管形） 陰極罩： 作用 ―― 聚集電子 材料 ―― 銅 定向 X射線管的結(jié)構(gòu) 陰極 電子束 陽極 靶 X射線 X射線管結(jié)構(gòu)示意圖 外殼 周向錐靶 X射線管的結(jié)構(gòu) 陰極 電子束 陽極 靶 X射線 X射線管結(jié)構(gòu)示意圖 外殼 周向平靶 X射線管的結(jié)構(gòu) 陰極 電子束 陽極 靶 X射線 X射線管結(jié)構(gòu)示意圖 外殼 （ 2）陽極：由陽極靶、陽極體和陽極罩組成 陽極靶： ? 作用 ―― 接受高速電子的轟擊，動能約 1％轉(zhuǎn)換為 X射線（產(chǎn)生效率 η=KiZV）， 99％轉(zhuǎn)化為熱能。 ? 材料 ―― 鎢 熔點(diǎn)高（ 3387 176。C） 原子序數(shù)大（ Z=74）轉(zhuǎn)換效率高，鉬熔點(diǎn)（ 2600 176。 C） 原子序數(shù)（ Z=42） 標(biāo)識譜－軟 X射線（利用的是它的標(biāo)識譜） 陽極體： ? 作用 ―― 支撐靶面、傳送靶上的熱量。 ? 材料 ―― 無氧銅（導(dǎo)熱率高） 陽極罩： ? 作用 ―― 吸收‘散亂射線’和‘二次電子’（轟擊陽極靶產(chǎn)生） ? 材料 ―― 通常用鋼、鎢（提高吸收散亂射線效率），安裝鈹窗口（可透過更多的軟 X射線） （ 3）陽極的冷卻方式： 輻射散熱： ―― 用于攜帶式 X射線機(jī) 沖油冷卻：用于移動式 X射線機(jī) 旋轉(zhuǎn)陽極冷卻 ―― 用于大電流醫(yī)療用 X射線機(jī) （ 4）外殼 作用 ―― 保持真空度 材料 ―― 耐高溫的石英玻璃或陶瓷 金屬陶瓷管的優(yōu)點(diǎn)：抗震性強(qiáng)，不易破碎；真空度高，電性能好，管子壽命長；容易焊接鈹窗口；對 250Kv以上的管子，尺寸可以比玻璃管小得多。 mmH g76 10~10 ?? ? X射線管的技術(shù)性能 （ 1）陰極特性： 定義：燈絲溫度與管電流（飽和電流密度）的關(guān)系 特點(diǎn)：管電流隨燈絲溫度升高（發(fā)射電子的數(shù)量增多）而增大。 燈絲溫度 管電流 陰極特性曲線 （ 2）陽極特性： 定義：管電壓與管電流的關(guān)系 特點(diǎn)：由于 X射線管工作在飽和區(qū)，因此要改變管電流只有改變燈絲的加熱電流（即燈絲溫度或燈絲兩端的電壓） 結(jié)論： X射線管的管電壓和管電流可以獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié) 管電壓 KV 管電流 mA 3A燈絲電流 5A燈絲電流 陽極特性曲線 （ 3） X射線管的管電壓 定義 ―― 指峰值電壓（ KVp）表示 特點(diǎn) ―― 穿透能力與管電壓有近似直線關(guān)系 （ 4） X射線管的焦點(diǎn) 實(shí)際焦點(diǎn) ―― 陽極靶被電子轟擊的部分（焦點(diǎn)大，散熱好；焦點(diǎn)小，幾何不清析度高。） 有效焦點(diǎn) ―― 實(shí)際焦點(diǎn)垂直于管軸線上的正投影 說明書描述的是有效焦點(diǎn)。 表示方法： 圓焦點(diǎn) ―― 直徑； 長方焦點(diǎn) ―― 長寬 X射線管的焦點(diǎn)： （ 5）輻射場強(qiáng)度的分布 陰極側(cè)強(qiáng)度比陽極側(cè)強(qiáng)， 30 176。輻射角最強(qiáng)。 陰極側(cè)軟射線成分多，照相黑度和陽極側(cè)差不多。 30 176。 角度 相對強(qiáng)度 40 176。 20 176。 10 176。 0 176。 95 104 100 80 31 不同角度上 X射線的強(qiáng)度分布 （ 6） X射線管的真空度 訓(xùn)機(jī)目的： 提高 X管真空度，穩(wěn)定工作。 訓(xùn)機(jī)方法： 低 mA ；從低 KV逐漸升到高 KV. 為什么訓(xùn)機(jī)能提高真空度？ X射線管工作時管內(nèi)存在吸氣和放氣兩個過程，一是，高速運(yùn)動的電子與 X光管內(nèi)的空氣分子碰撞，使其電離，電離形成的正、負(fù)離子在加速電場中分別向陰陽極移動而被吸收，稱為吸氣過程；另一過程是，隨著溫度的提高，管子內(nèi)壁吸附的氣體被逐步地釋放出來，稱為放氣過程。吸氣過程使真空度提高，放氣過程使真空度降低，當(dāng)兩個過程達(dá)到平衡時，就決定了 X管的真空度。 mmH g76 10~10 ?? （ 7） X射線管的壽命 定義 :X射線管輻射劑量率降為初始值的 80％的時限（由于燈絲發(fā)射電子的能力降低）。 玻璃管 壽命 ~400小時 陶瓷管 壽命 ~1000小時 比利時 ICMX光管的壽命達(dá) 8000小時以上。 時間（小時） 壽命 T E0 80%E0 輻射劑量率 延長 X射線管使用壽命的有效措施： （ 1）、送高壓前燈絲預(yù)熱活化 （ 2）、盡量避免長時間滿負(fù)荷使用，最高管電壓控制在 90％以內(nèi) （ 3）、使用中保證陽極及時冷卻，如采用 1：1工作方式等 （ 4）、嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行訓(xùn)機(jī) ? 三 、 X射線機(jī)的電器原理 射 線 發(fā) 生 器 操作箱 ~220v 接地 電纜線 X射線 ? 變頻充氣 X射線探傷機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖 整流調(diào)壓 逆變 /斬波 觸發(fā)、計(jì)時、保護(hù)等控制單元 濾 波 1 2 8 6 4 5 7 9 10 3 ～ 220v KV取樣 mA取樣 T 20A 2A 高 壓 包 X 光 管 控制箱 ? 9芯快速插頭的線號： 5－高壓初級 4－機(jī)頭風(fēng)機(jī) 8－ mA取樣線 6－溫度繼電器 9－地線 7－與 1或 4號線－指示紅燈 2－空 ? X射線機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ? 高壓部分： X射線管、高壓發(fā)生器（高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓整流管和高壓電容）、高壓電纜。 ? 冷卻部分：油冷、氣冷。 ? 保護(hù)部分：