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2、应用
由于脉冲电源无机械运动的惯性，因此三极
X线管能实现快速断续X线摄影。
通过调节栅极负偏压，可以控制电子聚焦面 积，得到微焦点，实现放大摄影。
3、特性
（1）灯丝发射特性 栅极负电位阻碍电子流运动，三极X线管的
产生并输出X射线 X线机的心脏
诊断用X线管：
– 透视、摄影 – 焦点小，功率大、散热器散热
治疗用X线管：
– 浅表治疗、深层治疗 – 大焦点、长时间曝光、风冷水冷或油冷
一、固定阳极X线管
（一）构造和作用
由阳极、阴极和玻璃壳组成
1、阳极 由阳极头、阳极罩、阳极柄组成 作用：产生X线、散热、吸收二次电子 和散射线
三点一线
有效焦点的尺寸同kV和mA有关：
kV增大， S有稍小（克服电子斥力） mA增大， S有明显增大（增加热电子）
焦点增涨： kV一定，mA增大， S有明显增加（低
压时较明显）
（一）旋转阳极X线管的特性
1、特点： 偏阴极、阳极靶面高速旋转
2、优点： 功率大、焦点小
（二）旋转阳极X线管的组成
2、阴极 由灯丝、阴极头、阴极套、玻璃芯柱组 成 作用：发射电子、对电子聚焦
3、玻璃壳 作用：支撑阴阳两极、保持管内真空度
（二）X线管的焦点
1、实际焦点：电子轰击在靶面上的面积
2、有效焦点：实际焦点在X线投照方向上的 投影
3、标称（有效）焦点： X线投照方向 ⊥ X线管轴 时的有效
焦点
（1）X线投照方向 ⊥ X线管轴垂直 时，靶面与X线投
（1）阳极直接冷却，且冷却效率极高（5 MHU/min），阳极上不再有热积累。
（2）阳极热容量近于零（0兆球管），即
使在最大负荷条件下，球管也可即时冷却。
可行快速不间断曝光。
（3）阳极和内置球管组件要比常规球管小 得多，球管寿命大大延长，成本降低。
四、特殊X线管
（一）三极X线管
1、结构
阳极与阴极之间再加一个控制栅极 通过脉冲控制栅极上负电位或负脉冲电压的 通断，控制X线的快速导通与截止。
第四章 医用诊断X线球管
主要内容
1、X线管的作用和分类 2、固定阳极球管的结构、特点和功能 3、旋转阳极球管的结构、特点和功能 4、衡量X线管的主要参数：功率、焦点 5、大功率X线管的实现 6、特殊X线管的结构特点和应用 7、X线管的基本特性 8、X线强度的空间分布特点和实际运用 9、瞬时负载曲线 10、热容量的一般表示方式：HU 11、X线管的检验和使用
阳极制动：减少空转磨损
高速管－避开临界转速 低速管－通过静转时间反映轴承磨损度
轴承：耐热合金钢制成，耐高温 轴承的润滑：固体润滑材料，二硫化钼、银、铅 需配有启动、延时、降压、制动、保护电路
（三）X线球管散热方式
1、固定阳极X线管：热传导
2、旋转阳极X线管：热辐射
－黑化转子表面，增大热辐射 －曝光间隔较长，保证热辐射
三、大功率X线管
共性：
靶面直径大（120mm） d↗ P↗ 转速高 n↗ P↗
靶角小（9°～14°）
– S有一定时，Q↘， S实↗ ，P ↗
与热交换器配合使用 油冷
－－ 用于大负载短时间曝光
（一）金属陶瓷大功率X线管
1、金属外壳代替玻璃外壳：加大强度 2、陶瓷电极支座：提高绝缘性能 3、液态金属代替轴承：增加热传导，提高冷却能力 4、热容量达5.2MHU以上，且能在1秒内快速启动
2、偏转线圈
目的：使电子束打到阳极适当的位置，轰击靶 面而产生X线，形成飞焦点。
原理：由于采用先进的电磁控制系统进行X线 聚焦，即在偏转线圈上加上一定的控制信号， 达到改变焦点位置的目的，实现飞焦点。
作用：高速电子均匀轰击阳极靶面，有效焦点 面增大，球管功率得到大幅提升。
3、电子束控金属球管的优点
矩形分布
高斯分布
（理想情况）
6、焦点的方向性
（1）焦点尺寸同投影方向有关
由于X线呈锥形辐射，故
投影方位愈靠近阳极，Q角愈小，有效焦点愈小； 愈靠近阴极，Q角愈大，有效焦点愈大。
（2）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，故应使 X线中心线对准 影像中心
即保持实际焦点中心、X线输出窗中心、投影中心
9
（标称）有效焦点的容许值变化范 围
4、有效焦点同成像质量的关系
有效焦点
有效焦点
A
B
物体
A
胶片
A1
B1
A1 A2
半影
*有效焦点越小，图像清晰度越高
B
B1 B2
半影
5、X线辐射强度分布 对成像质量的影响
（1）医学诊断用 X线管的焦点一 般是双峰分布
（2）高斯分布影 像分辨率最高
双峰分布
（实际wk.baidu.com况）
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
（四）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地
大大提高球管的寿命和散热速度， 提高热容量。
（五）电子束控金属球管
又称Straton球管，由SIMENS公司发明
1、结构原理
阳极和阴极固定在旋转轴上，直接浸泡在绝缘油中； 球管工作时，马达带动整个球管旋转； 阳极直接背靠在管壁上，故极易散热； 冷却油通过进出循环将热量直接带走 。
照方向的夹角Q称为阳极倾角/靶角。
（2）有效焦点S有、实际焦点S实和阳极倾角Q的关系： a、S有=S实×sin Q b、S有一定时，Q越小， S实越大，热容量P越大 c、为减少几何模糊，要求S有尽量小
（3）（标称）有效焦点一般用 容许长× 容许宽 标注
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
1、组成：阳极、（偏）阴极和玻璃壳
2、阳极：靶面、转子、轴承和定子
3、镶在钼基或石墨基上的铼钨合金靶：
（1）晶粒细，抗热胀性好，再结晶温度高，不易 龟裂
（2）X线辐射率下降较慢 （3）热容量大大提高
－－－－取代纯钨靶
4、旋转阳极X线管各要素
启动原理：类似单相异步（鼠笼式）电动机
转子转速：n=120f/p f↗，n↗ 功率：P=K（nd ）1/2 n↗，P↗（中频机）
－－用于连续摄影、断层摄影、电影摄影等
（二）CT用X线管
1、特点： 功率极大，阳极在短时间内将积聚巨大的热量
2、解决： 靶面：大直径、厚钼基或石墨基、小靶角 轴承及润滑剂：提出了更高的要求，并外加散热 系统。
3、飞焦点： 加入偏转磁场，电子轰击靶面位置动态可控
（三）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管
由于脉冲电源无机械运动的惯性，因此三极
X线管能实现快速断续X线摄影。
通过调节栅极负偏压，可以控制电子聚焦面 积，得到微焦点，实现放大摄影。
3、特性
（1）灯丝发射特性 栅极负电位阻碍电子流运动，三极X线管的
产生并输出X射线 X线机的心脏
诊断用X线管：
– 透视、摄影 – 焦点小，功率大、散热器散热
治疗用X线管：
– 浅表治疗、深层治疗 – 大焦点、长时间曝光、风冷水冷或油冷
一、固定阳极X线管
（一）构造和作用
由阳极、阴极和玻璃壳组成
1、阳极 由阳极头、阳极罩、阳极柄组成 作用：产生X线、散热、吸收二次电子 和散射线
三点一线
有效焦点的尺寸同kV和mA有关：
kV增大， S有稍小（克服电子斥力） mA增大， S有明显增大（增加热电子）
焦点增涨： kV一定，mA增大， S有明显增加（低
压时较明显）
（一）旋转阳极X线管的特性
1、特点： 偏阴极、阳极靶面高速旋转
2、优点： 功率大、焦点小
（二）旋转阳极X线管的组成
2、阴极 由灯丝、阴极头、阴极套、玻璃芯柱组 成 作用：发射电子、对电子聚焦
3、玻璃壳 作用：支撑阴阳两极、保持管内真空度
（二）X线管的焦点
1、实际焦点：电子轰击在靶面上的面积
2、有效焦点：实际焦点在X线投照方向上的 投影
3、标称（有效）焦点： X线投照方向 ⊥ X线管轴 时的有效
焦点
（1）X线投照方向 ⊥ X线管轴垂直 时，靶面与X线投
（1）阳极直接冷却，且冷却效率极高（5 MHU/min），阳极上不再有热积累。
（2）阳极热容量近于零（0兆球管），即
使在最大负荷条件下，球管也可即时冷却。
可行快速不间断曝光。
（3）阳极和内置球管组件要比常规球管小 得多，球管寿命大大延长，成本降低。
四、特殊X线管
（一）三极X线管
1、结构
阳极与阴极之间再加一个控制栅极 通过脉冲控制栅极上负电位或负脉冲电压的 通断，控制X线的快速导通与截止。
第四章 医用诊断X线球管
主要内容
1、X线管的作用和分类 2、固定阳极球管的结构、特点和功能 3、旋转阳极球管的结构、特点和功能 4、衡量X线管的主要参数：功率、焦点 5、大功率X线管的实现 6、特殊X线管的结构特点和应用 7、X线管的基本特性 8、X线强度的空间分布特点和实际运用 9、瞬时负载曲线 10、热容量的一般表示方式：HU 11、X线管的检验和使用
阳极制动：减少空转磨损
高速管－避开临界转速 低速管－通过静转时间反映轴承磨损度
轴承：耐热合金钢制成，耐高温 轴承的润滑：固体润滑材料，二硫化钼、银、铅 需配有启动、延时、降压、制动、保护电路
（三）X线球管散热方式
1、固定阳极X线管：热传导
2、旋转阳极X线管：热辐射
－黑化转子表面，增大热辐射 －曝光间隔较长，保证热辐射
三、大功率X线管
共性：
靶面直径大（120mm） d↗ P↗ 转速高 n↗ P↗
靶角小（9°～14°）
– S有一定时，Q↘， S实↗ ，P ↗
与热交换器配合使用 油冷
－－ 用于大负载短时间曝光
（一）金属陶瓷大功率X线管
1、金属外壳代替玻璃外壳：加大强度 2、陶瓷电极支座：提高绝缘性能 3、液态金属代替轴承：增加热传导，提高冷却能力 4、热容量达5.2MHU以上，且能在1秒内快速启动
2、偏转线圈
目的：使电子束打到阳极适当的位置，轰击靶 面而产生X线，形成飞焦点。
原理：由于采用先进的电磁控制系统进行X线 聚焦，即在偏转线圈上加上一定的控制信号， 达到改变焦点位置的目的，实现飞焦点。
作用：高速电子均匀轰击阳极靶面，有效焦点 面增大，球管功率得到大幅提升。
3、电子束控金属球管的优点
矩形分布
高斯分布
（理想情况）
6、焦点的方向性
（1）焦点尺寸同投影方向有关
由于X线呈锥形辐射，故
投影方位愈靠近阳极，Q角愈小，有效焦点愈小； 愈靠近阴极，Q角愈大，有效焦点愈大。
（2）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，故应使 X线中心线对准 影像中心
即保持实际焦点中心、X线输出窗中心、投影中心
9
（标称）有效焦点的容许值变化范 围
4、有效焦点同成像质量的关系
有效焦点
有效焦点
A
B
物体
A
胶片
A1
B1
A1 A2
半影
*有效焦点越小，图像清晰度越高
B
B1 B2
半影
5、X线辐射强度分布 对成像质量的影响
（1）医学诊断用 X线管的焦点一 般是双峰分布
（2）高斯分布影 像分辨率最高
双峰分布
（实际wk.baidu.com况）
的寿命和散热速度大大提高，热容量提高。
（四）单极X线管
采用单极设计：阴极接负高压，而阳极 和球管的金属外壳接地
大大提高球管的寿命和散热速度， 提高热容量。
（五）电子束控金属球管
又称Straton球管，由SIMENS公司发明
1、结构原理
阳极和阴极固定在旋转轴上，直接浸泡在绝缘油中； 球管工作时，马达带动整个球管旋转； 阳极直接背靠在管壁上，故极易散热； 冷却油通过进出循环将热量直接带走 。
照方向的夹角Q称为阳极倾角/靶角。
（2）有效焦点S有、实际焦点S实和阳极倾角Q的关系： a、S有=S实×sin Q b、S有一定时，Q越小， S实越大，热容量P越大 c、为减少几何模糊，要求S有尽量小
（3）（标称）有效焦点一般用 容许长× 容许宽 标注
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
1、组成：阳极、（偏）阴极和玻璃壳
2、阳极：靶面、转子、轴承和定子
3、镶在钼基或石墨基上的铼钨合金靶：
（1）晶粒细，抗热胀性好，再结晶温度高，不易 龟裂
（2）X线辐射率下降较慢 （3）热容量大大提高
－－－－取代纯钨靶
4、旋转阳极X线管各要素
启动原理：类似单相异步（鼠笼式）电动机
转子转速：n=120f/p f↗，n↗ 功率：P=K（nd ）1/2 n↗，P↗（中频机）
－－用于连续摄影、断层摄影、电影摄影等
（二）CT用X线管
1、特点： 功率极大，阳极在短时间内将积聚巨大的热量
2、解决： 靶面：大直径、厚钼基或石墨基、小靶角 轴承及润滑剂：提出了更高的要求，并外加散热 系统。
3、飞焦点： 加入偏转磁场，电子轰击靶面位置动态可控
（三）双轴承X线管
双轴承设计： 提高旋转阳极的转速及牢固程度，球管