第三节 单元电路原理与故障

一、透视装置与诊视床的工作原理与常见故障

（一）透视装置的工作原理

透视原理：发射X射线的装置为X线透视机，此机器主机由发射端和接收端组成，发射端发射X射线，穿透物体后，由接收端接收X射线，并且处理成图像。

（二）诊视床的工作原理

1．一般诊视床

一般诊视床是进行透视和点片摄影的专用机械装置。

（1）诊视床的结构：由床体、点片架、点片架平衡装置、动力系统等几部分构成。

（2）诊视床的功能：

①床体回转功能。床身可在-15°至+90°之间电动回转，并可停止在任意位置，以满足不同角度的投照需要。

②床面移动功能。床面可电动移动，水平位时一般可向头侧深处50～100cm移动，向足端深处20～50cm移动。

③点片架移动功能。点片架可手动上下、左右、前后三维移动。通过电磁锁止器，点片架可锁止在任何需要的位置。

2．双支点滑块式诊视床

其床身回转有两个支点，0°～90°范围内床身绕第一支点回转，回转中心与扇形齿轮的转动中心重合，着力点与支点之间的距离短，因而回转速度快（3.9°/s）。负角度范围内，床身绕第二支点回转，床身回转中心与扇形齿轮转动中心不重合，着力点与支点间的距离增大，因而回转速度变慢（1.56°/s）。双支点滑块式诊视床在0°～90°范围内回转速度快，提高了工作效率；负角度范围内回转速度慢，有利于造影检查时缓慢改变体位。同时因支点的变更，负角度可扩大到-30°，更适于椎管造影、盆腔造影等特殊造影检查的需要。

（三）透视装置与诊视床的常见故障

透视装置的常见故障多发生在有关电路中，其现象是产生的X线微弱或无X线产生。应根据具体电路进行具体分析，方能找出故障所在。

诊视床的常见故障是床面或床身不能完成有关的动作。故障多发生在动力部分及传动部分。动力部分故障经常发生在其控制电路中。

二、适时摄影装置的工作原理与常见故障

（一）适时摄影装置的工作原理

适时摄影装置是在透视过程中能适时记录有诊断价值的病变影像的摄影装置，又称点片装置或胃肠摄影装置。

适时摄影装置具备透视和适时摄影两种功能，是把透视中认为病灶最具有代表性的时刻和方位抓拍下来，以便会诊和日后对照使用。该装置适当地安排在透视观察媒体（如荧光屏）的位置，使其能与X线管保持准直并联动，一起做二维扫描。装置本身还能单独做压迫向动作，装置的送片系统与透视互不影响。

准备摄影时，应迅速将胶片送入曝光区，即透视观察介质的前方，并与透视视野同中心，这样，就范围来讲透视所见即所拍。因胃肠道是蠕动器官，某些病灶仅在瞬间表现出来，要求从透视到摄影的转换时间尽量短。从摄影角度，透视对摄影起定位和病灶观察作用；从透视角度，摄影是透视的记录手段。因此，适时摄影装置就是透视和摄影这两种功能的有机组合体。

（二）适时摄影装置的常见故障

适时摄影装置的常见故障发生在送片系统或摄影时无X线产生。其原因多是有关控制开关失灵或相应电器元件损坏，机械装置有时也发生故障。

三、电源电路的工作原理与常见故障

（一）电源电路的工作原理

1．电源电压的选择

X线机都采用自耦变压器作电源的总输入，输入电压一般小型X线机采用220V，而中型X线机多设计成既适用于220V，也适用于380V。在安装中，一旦确认用哪一种电源电压供电后，X线机自耦变压器的电源输入电路接线必须做相应的改动。

当电源电压选用380V供电时，应与自耦变压器的0V相接；当电源电压选用220V供电时，应与自耦变压器的70V相接。

2．电源电压的调节

在实际工作中，电源电压要随供电线路负荷的变化而发生相应的波动。为此，在自耦变压器的输入端都设有电源电压调节器，当外界电压波动时随时进行调整。

自耦变压器的输出端有多种电压值的输出头，其中也有额定电压的固定抽头。而各抽头间的电压值，仍遵守变比规律。因此，当外界电源电压波动时，只要调节碳轮的位置来改变自耦变压器输入端与输出端的匝数比，其输出端的电压就能保持额定电压值。

（二）电源电路的常见故障

电源电路的结构较为简单，多数故障是由于断路或接触不良而造成的。故障一般可分为自耦变压器得电回路故障和电源接触器得电回路故障。

1．自耦变压器得电回路故障

熔断器断路、电源接触器的触点接触不良或开路、接线松脱或接触不良等。

2．电源接触器得电回路故障

电源接触器线圈断路、“通”按钮或“断”按钮故障、电源接触器自锁触点接触不良或开路、接线松脱或接触不良等。

有时自耦变压器本身或连在自耦变压器上的其他电路发生短路，也会引起电源的熔断器熔断。

四、X线管灯丝加热电路的工作原理与常见故障

（一）X线管灯丝加热电路的工作原理

灯丝加热电路是为X线管灯丝提供加热电源的电路，可实现电流的调节，因此又称为mA调节电路。

当曝光时间一定时，X线的量由管电流的大小来决定，其关系流程如下所示：

灯丝加热电压Uf增大→灯丝温度上升→发射电子数量增多→管电流Ia增大→X线量增大。

由以上流程可知，管电流的调节可通过改变灯丝变压器初级电压来实现。在实际电路中，多采用在初级电路中串联电位器的方法来改变灯丝加热温度，达到控制管电流大小的目的。

X线机在使用大mA时，X线管灯丝加热电压接近极限值，灯丝电子的发射处在特性曲线近于垂直部分，很小的电压变化就会引起很大的发射率变化。因此，在灯丝加热电路中都设有谐振式磁饱和稳压器，以满足X线管灯丝加热电源的严格要求。

在实际工作中，由于空间电荷的影响，在一定范围内会导致管电流随管电压的增高而增大，致使X线的质和量不能严格分开调节，为解决这一问题，在灯丝初级电路中须设置空间电荷补偿装置。

（二）X线管灯丝加热电路的常见故障

X线管灯丝加热电路常见故障以连通电源后X线管灯丝不亮为多见，当小焦点电路断路时，小焦点灯丝不亮，当大焦点电路断路时，大焦点灯丝不亮。公用线断路，大、小焦点灯丝都亮，但亮度较暗，不能正常发射电子。根据电路结构，按照先查初级、后查次级的程序进行检查，以确定故障在控制台内还是在控制台外的高压发生器、高压电缆以及高压电缆的插头插座或管头部分。一般故障可分为：①透视灯丝加热回路故障；②摄影灯丝加热回路故障；③透视摄影灯丝加热电路公用部分电路故障。

五、X线管安全保护电路的工作原理与常见故障

（一）容量保护电路的工作原理

X线管容量保护电路由信号输入电路和开关电路两部分组成，如图1-14所示。

信号输入电路由控制电路（千伏信号）变压器B11次级、管电流选择器XK1-200、降压电阻R307～R316和时间选择器XK2-200组成。由于B11的初级与摄影高压初级并联，且随摄影管电压改变而改变，其次级输出电压的大小就反映了摄影管电压的高低。此电压又通过XK1-200、R307～R306和XK2-200加到BG311整流桥进行整流后，变为直流信号电压，因此该直流信号电压必然受电压（kV）、电流（mA）和曝光时间（s）三个参量的联合控制，也反映了三个参量之间的制约关系。由于开关电路设计的导通电压为定值UA=9V，因此只要三个参量中任何一个参量超出预定的额定值，都将使信号电压大于临界导通电压，使开关电路导通，推动过载保护继电器J2工作，将在控制电路中的常闭触点打开，曝光不能进行，起到一次性容量保护作用。

开关电路由三极管BG305和BG304组成，其工作电压由BG601、C601、R301和BG301组成的整流稳压电路供给。该电压又经R302、BG306二次稳压，作为三极管BG305发射极的基准电位UB=7.9V，由于BG306的稳压值为6.5V，且具有正的温度系数，在温度升高时，会使BG305基准电压升高，故串联具有负温度系数的二极管BG307、BG308作温度补偿以保证基准电压的稳定。BG309是为防止J2的反电动势对BG304的冲击。R305是限流电阻，防止瞬时较大的干扰电压输入开关电路。

开机后，开关电路电源接通，信号输入电路有信号电压输入。当所选择的摄影条件（kV、mA、s）在容量保护的范围内时，输入信号电压经过BG301整流、C301滤波后由R306输出的直流信号电压较低，三极管BG305基极电位低于发射极电位，BG305因发射结反向偏置而截止，继电器J2线圈因电路不通而不能工作，其设在控制电路中的常闭触点闭合，保证了摄影预备继电器JC5能够工作，曝光可以进行。

当所选择的摄影条件超过允许的容量范围时，输入信号电压提高，使R306上输出的直流信号电压增大，BG305基极电位高于发射极电位，BG305导通，BG304基极电位下降，导通，J2工作，控制电路的常闭触点断开，JC5得电切断，JC5不能工作，曝光不能正常进行。同时过载指示灯亮，指示选择条件过载。

BG601（+）→R301→BG302→BG303→BG304→J2线圈→BG601（-）

（二）旋转阳极启动延时保护电路的工作原理

旋转阳极的转动装置是基于单相异步电动机的原理，在旋转阳极X线管阳极端装有与阳极靶面同轴的转子组件，该铜管及其组件类似鼠笼转子，在靠近阳极端的玻璃外壁上装有由铁芯和绕组组成的定子，这样就构成了单相异步电动机。定子由硅钢片制成的圆环形铁芯及两绕组构成，两绕组分别称为启动绕组和运转绕组，两绕组的空间几何角度为90°，以便产生旋转磁场，使阳极转动。一般情况下，启动绕组和运转绕组是由同一单相电源供电的。为使两个绕组中的电流在时间上有一个相位差，在启动绕组中串接了一个电容进行移相，该电容称为剖相（分相）电容。启动绕组中串入了电容后，还加大了启动转矩，电容量越大，启动转矩就越大。

（三）X线管安全保护电路的常见故障

1．容量保护电路故障

采样信号不能精确反映kV、mA、s等相关数值，执行电路工作不正常以及容量保护继电器线圈断路、触点接触不良等。

2．定子绕组的故障

定子绕组是由启动线圈和运转线圈组成的，封装于X线管内。绕组的三根引出线经高压发生器端盖上的接线柱与控制台的启动电路相连。出现的故障多为开路或短路。开路是由于接线断开所致。短路有两种情况：X线管管套上的定子线圈接线柱对地局部短路或绝缘破坏而短路。

3．剖相电容的故障

（1）电容击穿或开路，旋转磁场就不能产生足够的启动力矩，使阳极不能正常转动。

（2）电容漏电后启动电流和运转电流都将变小，使启动运转力矩减小，X线管转速降低。转速降低表现不明显，但对X线管有较大威胁，所以在工作中若发现旋转阳极转速有明显降低，摩擦声变大，定子断电后的自转时间明显缩短，应对电容进行检查。