X射線實時成像系統常見故障及檢修方法

巫偉

摘 要：隨著我國科學技術的進步，人們對于X射線的開發研究也越來越成熟。它被廣泛的運用到醫療，工業，航空以及無損檢測當中。但是，目前來說，X射線在實時成像方面還存在著一定的缺陷。本文主要介紹了X射線實時成像系統常常會遇到的故障以及解決的方法，給以后X射線技術的發展提供了寶貴的參考價值。

關鍵詞：X射線；實時成像；常見故障；檢修

X射線成像具有操作簡單和結果直觀優勢，是企業中最常用的無損檢測方法。但是，X射線實時成像技術的應用在國外已經比較成熟，在中國近幾年才開始應用，相關的技術經驗還不是很成熟，技術標準仍然缺乏，而且使用X射線檢測成本高，而且檢測的圖像不能進行動態調整，這些因素也嚴重影響著該系統的推廣應用。與傳統攝影比較，X射線實時成像的探測原理發生了很大的變化。傳統的照相方法是通過處理膠片上的X射線敏感部分，根據膠片的灰度來確定零件的質量，形成的圖像是靜態的且不可調整的。但是X射線實時成像系統主要是X射線通過穿越零件內部再由圖像增強器、電荷耦合器件攝像系統和電腦轉換成數字圖像，這樣形成的圖像是動態可調的，如電壓和電流都是實時可調的參數，同時計算機可以改變動態圖像的對比度等，以獲得最佳的靜態圖像。所以說，X射線實時成像系統有著自身獨特的優勢，值得我們繼續研究推廣。

1 X射線實時成像系統原理

X射線實時成像系統是由三大部分組成，分別是X射線源（X射線機），圖像處理與分析系統以及X射線接收轉換裝置，與其他的檢測技術相同，X射線實時成像技術需要硬件和軟件設備作為支撐，形成完整的檢測系統，稱為X射線實時成像系統。該系統利用X射線機或者加速器等當作射線源，X射線通過被檢測物體之后發生衰減，通過接收/轉換裝置來接收和轉換為數字信號或模擬信號，利用半導體的傳感器技術、信息處理技術和計算機圖像的處理技術將圖像顯示在顯示屏幕上，依靠計算機程序來進行評估，最后將圖像數據存儲在存儲介質中。X射線實時成像系統主要用于金屬焊縫、非金屬或金屬器件無損檢測等。

2 X射線實時成像系統常出現的故障

2.1 高壓發生器及控制器出現故障

如果這一部分出現問題，最簡單的解決方法是利用新的電路板，然后用示波器和萬用表進行檢查。如果安全電路發生報警，首先需要確定外圍線路是否存在問題（如報警電路、門回路、冷卻水電路、電壓以及電流等），然后檢測高壓發生器的繼電器回路，將蛤蜊，放大以及控制板上信號都進行檢測是否正常，利用所檢測的信號情況來確定故障位置，然后將出現問題的控制板單獨檢測。例如，德國有一家設備的X射線無法正常啟動，檢查顯示射線的管頭、高壓電纜、高壓發生器和安全電路都處于正常狀態，6塊控制板可以正常工作，最終檢查出是在控制板前端有一個二極管被燒毀。但是如果故障發生在高壓發生器處，盡量不要自己處理，因為高壓發生器對裝配環境要求比較高，所用的絕緣材料以及真空條件也比較特殊，一般情況下在工廠是沒有辦法處理的。

2.2 外圍回路出現故障

外圍回路中常見故障主要有水循環故障、電源故障、外圍報警燈以及安全門連鎖故障。出現這種故障時，往往只需根據報警信號對相關電路進行維修即可。但是有時候開機不能發出射線，造成安全回路指示燈不亮。這時候，要先檢查電路是否按要求進行了閉合，限位開關壓合是否到位，然后檢查照明報警電路是否正常，冷卻水循環是否運行，以及水流是否充足等。例如，一個YXLON設備射線無法啟動，安全回路指示燈熄滅，檢查結果發現燈光報警系統中有一個燈泡被燒壞，這也是造成這次故障的原因。電源出現故障通常是比較罕見的，但如果發生之后它們可能很難修復或造成嚴重的后果。比如說電源電壓過高，就有可能燒壞線路，而電壓過低又可能會導致斷路器、繼電器等線圈不能吸合，導致射線機不能夠正常啟動。比如說，一個YXLON射線機，報警信號顯示安全電路出現故障，檢查所有回路發現并沒有故障存在，但是射線卻無法正常啟動，最終檢測設備輸入電壓時發現電壓太低，當配入一個穩壓器之后射線正常啟動。

2.3 X 射線管頭故障

X射線管頭的故障主要有燈絲發生短路，射線管頭漏電等。比如說射線機開啟之后沒有管頭電流或者高壓，應該將射線機的高壓電纜從高壓發生器上拆卸下來，然后利用萬用表測量出兩個焦點和公共底線間的電阻值，在正常運行情況下這兩者間是通的（大約有1歐姆的電阻），如果是電纜出現了故障，那么萬用表是顯示不出阻值的。但檢測出電纜正常時，那么可以考慮故障點發生在射線管頭處，比如說燈絲發生斷路等。如果發生爬電現象，控制器會出現射線高壓瞬時下降的情況，電壓在控制器作用下再次升高。這時，射線機需要立即停止射線的發射，然后拆除射線機高壓電纜，檢查爬電狀態。如果絕緣體出現輕微的碳化，可以使用細砂紙進行打磨，重新涂抹絕緣硅脂，然后將其安裝壓緊，但是當炭化情況比較嚴重時，需要重新更換絕緣體。當出現低電壓爬電時，很難檢查出所出現的問題，可以利用示波器來監測X射線的管電流。如果x射線機的電流突然增加，說明高壓電纜或高壓管頭燈絲電路連接有問題。例如：飛利浦公司在2001年初曾出現設備高壓升不上去的故障，檢查控制系統以及射線管頭等一些外圍部分并未檢測出故障，最后驗證事高壓發生器與高壓電纜護套的連接出現問題，該情況可能是由于絕緣體的老化。

3 部分重要部件維護

X射線實時成像系統的關鍵部件包括了電纜高壓、高壓發生器、圖像增強器以及射線管頭。其中，圖像增強器以及高壓發生器主要是靠除塵來進行維護的，射線管頭主要是依靠定期的更換高壓絕緣脂維護。高壓電纜的連接有兩種：普通法蘭螺釘連接和快速安裝法蘭連接。法蘭向高壓電纜施加一定壓力，使得絕緣體間無縫隙，不會發生漏電現象。絕緣體間表面涂抹上高壓硅脂能夠起到更好的絕緣性。法蘭向電纜提供壓力，一個是直接依靠法蘭連接，另外一個是利用彈簧傳到絕緣體上。如果采用直接連接的方式，需要每次進行拆卸重安裝時，根據廠家提供數據，重新調整好壓力間隙，達到密封的目的，這樣會需要大量的硅脂。一般帶有彈簧的高壓電纜變形比較小，所以不需要太多的硅脂。目前來看，X射線機都需要定期更換硅脂，以免因硅脂缺少造成絕緣性能下降，從而造成漏電設備事故。當更換高壓硅脂需要拆卸螺絲的時候，在保證不觸碰到絕緣體情況下再將電纜頭取出來，同時要注意避免損壞絕緣體。另外，電纜頭處的金屬環需要用無塵紙將其擦凈，從絕緣體由上向下擦掉原來的硅脂。然后均勻地涂上硅脂，清洗后再次擦拭。帶有彈簧的電纜，在硅脂的管口擠出大約5厘米左右的量從縱向和橫向方向均勻的涂在絕緣體上，當手指無明顯凹凸感的時候涂抹停止；無調壓彈簧的電纜，約多出1 / 3量即可。更換硅脂后，將電纜頭安到X射線的管頭上，然后將螺釘擰緊。在更換硅脂時需要注意：不要觸碰高壓電纜觸頭，否則會出現射線機不能發射的現象。不得使用有機溶劑清洗電纜，以免腐蝕到絕緣體。拆卸前，請確保高壓發生器的電已經完全放電。我們都知道，X射線機的使用對環境有著極高的要求，所以需要及時的清除粉塵，減少靜電對整個系統的影響，從而提高系統的使用壽命。

4 結論

目前，X射線實時成像技術在我國已經成為很多領域不可缺少的一部分，受到了很多企業的歡迎。但是相比于國外，我國的X射線技術還相對有些落后，在運用的過程當中還存在著一些問題。因此，我們需要重點分析X射線實時成像系統經常會出現的故障，在使用前認真檢查排除故障，及時遇到故障時也能夠及時的解決問題。這有這樣才能夠充分的發揮X射線實時成像技術的優勢。

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