X线管的构造原理 联系客服

发布时间 : 星期二 文章X线管的构造原理更新完毕开始阅读564bcfa35fbfc77da369b10c

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、阳两极并保持管内的真空度,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线管管内气体放电,保证阴极发射的电子能畅通无阻挡地高速飞向阳极,管内的真空度应保持在133.3?/span>10-7Pa(10-7mmHg)以下;另外,装入管内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,焦点中央辐射强度越强(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的限制,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,