X線機高壓發生器的調試

戴丹，王魏，戴競，郭永平，徐月萍，高建全，張春潮，葉踐

總后衛生部藥品儀器檢驗所，北京100071

X線機高壓發生器的調試

戴丹，王魏，戴競，郭永平，徐月萍，高建全，張春潮，葉踐

總后衛生部藥品儀器檢驗所，北京100071

隨著X射線檢查的廣泛運用，以及人們對健康的重視程度逐漸提高，接受X射線檢查的人越來越多。本文結合X線機構造原理，簡單論述X射線高壓發生器部分的調試工作。

X線機；調試；EMC；電磁兼容

1 X射線的產生原理

X射線的產生原理是通過高壓發生器將輸入的380V交流電整流為直流，再通過逆變放大至幾萬伏特乃至幾十萬伏特，然后加至X線管球兩側，管球陰極端燈絲通過幾萬伏的壓差加熱產生大量電子，電子以極高的速度撞擊管球的陽極靶面，產生輻射，部分動能轉換成了X射線。工作原理圖，見圖1。這些X射線具有很強的穿透能力，并且在穿透不同物體后又有不同程度的衰減。這種射線穿透人體后，可以通過探測器檢測到不同衰減后的射線來實現醫學影像成像目的。因此，高壓發生器是X線機必不可少的重要組成部分，它的參數調試直接關系到圖像的質量。

本文簡述X線機的高壓發生器出廠后的調試工作，包括曝光時間、管球電流以及管球電壓這3個最基本的發生器參數，還有現在比較常見的電磁兼容（EMC）干擾的問題。

2 X線機高壓發生器的調試

2.1 管電流的檢測與調整

管電流的大小直接影響了攝片時膠片的感光量。所以新裝的、放置時間過長以及經過相關電路檢修的X線機，必須對管電流進行重新檢測和調整,才能投入使用。管電流測試的常用儀表是磁電式直流mA表和介入式mA表，現多用后者。

導致管電流不準的直接因素是高壓發生器提供給管球的電壓和管球陰極燈絲的電流不準。當通過mAs表檢測到實際管電流與設定值不一致時，首先應該檢查發生器的高壓油箱與X線管球的連接電纜是否接實。因為高壓電纜上傳輸的電壓通常上萬伏，所以電纜兩側的接觸端口必須保證足夠的絕緣，防止高壓放電。由于長期的放置，可能導致水汽進入電纜的插口，所以在連接電纜時，應該將硅脂均勻涂抹在插頭處防止水汽滲透，并且連接牢靠。其次，要打開管球的燈絲蓋，通過手閘一檔（燈絲預熱），來檢查大小燈絲狀態是否良好。燈絲狀態良好的情況下，如果問題仍然存在，可以通過旋轉發生器內燈絲板的電位器，來改變CPU板內部程序中設定的管電流與燈絲值輸出的函數關系，來保證管電流的準確度。

2.2 管電壓的檢測與調整

在X線機中,為了保證預示管電壓的準確度，廠家在機器出廠時應該對其作嚴格地調整，實際管電壓應在誤差允許范圍之內。但是，使用單位的電源條件，如電源容量、電源電阻等，可能與在廠家調整時不一致，若不作調整直接投入使用，容易導致設定值與實際值不符，直接影響到X線診斷效果，所以，新機安裝或更換電源時，均需對管電壓進行調整，使實際管電壓在允許誤差范圍內。生產及專門檢修單位有調整管電壓的各種專用測試設備（介入式kV表）,在一定電源條件下，可對各檔mA值的kV預示作細致調整(調整kV補償電阻)，其調整校準的數據比較準確。而一般用戶不具備這樣的條件，通常只需根據廠方所提供的說明書,對照相應mA值和kV下的空載電壓是否與所給數據一致。

當管電壓不準時，和管電流一樣，首先需要檢查高壓電纜的連接是否牢靠，這是影響管電壓最重要的原因之一。而影響管電壓最常見的因素則是使用單位的電源穩定性。由于目前X線機發生器普遍都是采用閉環控制電路，所以即便電源電壓與廠家的不一致，都可以通過反饋信號進行調整，能得到設定的管電壓值。但是如果電源總不穩定，在產生高電壓時，電源有強烈變化，不僅會影響拍片的質量，也會對發生器和管球造成嚴重損壞。所以X線機的電源必須穩定，如果通過檢測，發現電源存在不穩定因素，應盡快進行調整，改變電源線路或者增加穩壓電源。

2.3 電磁兼容問題

隨著科學技術的迅速發展，現代各種電子、電氣、信息設備的數量和種類越來越多，性能越來越先進，EMC問題在X線機領域中日漸凸顯。這種EMC問題既體現在X射線機工作過程中，其他儀器的電磁場對發生器的影響也體現在X線機的輻射對于其他儀器的影響。在這種情況下，要保證發生器可以正常工作，就需要考慮在各種復雜的電磁環境中，管電壓，管電流和曝光時間是不是還能準確無誤。如果周圍有強烈的干擾，出廠時完好的X線機可能在使用單位地點無法正常工作或者發生器強烈的電磁輻射而干擾了高壓發生器旁邊其他儀器的靈敏度。

如果發生器周圍確實存在EMC問題，可以考慮以下解決方案：

（1）在發生器的機箱上，為防止電磁場從各部分的連接處的細縫泄露，可以在細縫上安裝導電襯墊或者縮短螺釘間距，即增加連接螺釘數量，減小螺釘間距，使縫隙長度相應減小。

（2）在箱體上開設的通風孔處覆蓋金屬絲網，或者用穿孔金屬板作通風孔以防止電磁場從通風孔處進行干擾，對于頻率較高的發生器，可以使用截止波導式通風窗，它擁有較高的屏蔽性能，對空氣阻力小，工作可靠穩定。

（3）在電源線的入口處安裝濾波器，保證濾波器屏蔽罩必須與機箱壁板有連續而良好的電接觸，使其不破壞機箱的屏蔽。

（4）接地問題在電磁兼容性設計中也是一個極其重要的問題，正確的接地方法可以減少或避免電路間的互相干擾。根據不同的電路可用不同的接地方法。通常組合單元電路接地有串聯一點接地、并聯一點接地和多點接地3種方式。整機接地方式也是保障產品電磁兼容性的主要措施之一。由于其功能不同，故電路差別甚大，接地狀況也不大相同。一般常用的方法是：將模擬電路、數字電路、機殼分開，各自獨立接地，避免相互間的干擾，最后三地合一接入大地，這種方式較好地抑制了電磁噪聲，減少了數字信號和模擬信號之間的干擾。

3 總結

本文在開頭介紹了X射線的基本工作原理，后面結合了其工作原理簡述了X射線機高壓發生器出廠后的一些測試過程以及相關問題的處理方法，包括管電流，管電壓和EMC問題。作為醫學影像設備的重要手段之一，我們應該盡可能使拍片或者透視過程在一個安全有效的前提條件下進行。

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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

作者郵箱：danydd@126.com

戴丹，工程師。