医学影像设备学 第四章 高压发生装置.ppt

第四章 高压发生装置 1.作用 ① 把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，再经整流，为X线管提供产生X线所需的直流高压（kV）； ② 把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低，为X线管灯丝提供加热电压； ③ 如配有两只以上X线管，还要完成kV和灯丝加热电压的切换。 2.构成 高压发生装置由高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸、高压插头和插座等高压元器件构成 第一节 高压变压器 一、特点： （1）高压变压器次级中心点接地：采用两个次级绕组同相串联，中心点接地的方式。 （2）变压比小：次级输出的交流电压很高：诊断X线机kV为30～150kV，治疗X线机kV可达200～300kV或更高。 （3）设计容量小于最高输出容量： 1/3~1/5 （4）体积小、重量轻： 二、结构 1．铁心： 2．初级绕组 匝数较少，电压一般在500V以下，中型以上诊断用X线机摄影可达上百安培。初级绕组的直流电阻一般在1欧姆以下。 3．次级绕组 它通过的一般在1000mA以下。次级绕组总匝数在数万到数十万匝之间，输出的交流电压很高 ，诊断X线机高压变压器都采用两个次级绕组同相串联，次级中心点接地的方式，这样可使高压变压器的绝缘要求降低一半。 4.中心点接地 ①可获得与大地相同的零电位，可使高压变压器的绝缘要求降低一半，构成高压变压器的各种材料的耐压要求降低一半． ② 由于次级中心点电位为零，可以把mA表串接在次级中心点处，安装在控制台上 三、工作原理 1．变压比 2．能量守恒 P1=U1I1 P2=U2I2 U1I1=U2I2 3．匝数计算 U=4.44×10-8fNBS ４．空载电流 当高压变压器空载时，初级绕组中有一很小的电流I0流过，该电流称为空载电流。 四、过渡过程 暂态电流：高压变压器在电源电压零相位时接通 ，会产生很大的暂态电流 ． 突波电压：如果高压变压器在电源电压最大时，即相位角为９０°时接通，由于磁通的变化从零开始，因此没有暂态电流。但是在高压变压器的次级却产生正常值1.5倍的脉冲电压 2．暂态电流的影响 由于X线机的曝光动作频繁且高压变压器通电时间短，若不采取措施防止暂态电流，则每次曝光的开始，将由于暂态电流过大而使kV降低，进而影响X线的输出。另外，过大的暂态电流将使高压器件的绝缘强度下降而容易被击穿、损坏。 3．减少暂态电流的措施 ：①高压变压器的接通时刻与前一次曝光的最后一个脉冲反相 ②曝光时间为偶数个脉冲时，并且是在电源电压零相位时将高压变压器接通 ． ③曝光前将高压变压器直流预磁，曝光时高压变压器反相接通 ． 第二节 高压元器件一、灯丝变压器 （一）结构 1．铁心 2．初级绕组;流过电流很小，导线直径很细 3．次级绕组 :电流较大，直径较粗 （二）特点 （1）次级绕组电位很高：灯丝变压器次级绕组的一端与高压变压器次级绕组的一端相连，当高压变压器工作时，灯丝变压器次级绕组电位很高，这就要求初、次级间具有良好的绝缘，绝缘强度不能低于高压变压器最高输出电压的一半。 （2）变压比大：灯丝变压器初级电压在100～220V之间，次级电压在5～12V之间，功率在100W左右。 （3）次级电流较大 二、高压整流器 它是由许多单晶硅做成的二极管以银丝串联而成，外壳一般采用环氧树脂。 它具有体积小、机械强度高、绝缘性能好、寿命长、性能稳定、正向电压降小和使用时无须灯丝加热等优点 三、高压电缆、高压插头与插座 （一）高压电缆 （二）高压插头与插座 各部分构造和作用如下： 1．导电芯线 ：除传送X线管的kV外，阴极侧电缆还传送X线管灯丝加热电流。 2．高压绝缘层 ：它的主要作用是使芯线的高电压与地之间绝缘 3．半导体层 ：使接触不良处不能形成高压静电场，从而防止了高压静电场引起的不良影响。 4．金属屏蔽层：一旦高压电缆击穿，导电芯线的高压便与金属屏蔽层短路，而金属屏蔽层通过固定环接地，从而保护操作者和病人的安全。 5．保护层 ：加强对高压电缆的机械保护，减少外部损伤，并能防止有害气体、油污和紫外线对高压电缆的危害。 内半导体层：它的作用是使芯线与高压绝缘层间的静电场分布均匀。因为三条芯线不同轴，故电场分布不均匀，在凸起的地方，单位面积电荷密度增大，容易引起电缆击穿；借助内半导体层， 四、高压交换闸 变压器产生的高压必须经过交换装置分别送到不同用途的X线管上，这种交换装置称为高压交换闸 五、变压器油 性能 （1）电介质强度（绝缘强度）高 （2）燃烧点高：要求在150℃～160℃。 （3）闪燃点高：要求在135℃～150℃。 （4）导热系数高： （5）化学性能稳定 ( 6）粘度低