模块一 X射线机
X射线管的阳极特性是指在一定的阴极灯丝电流下，管电流与 管电压的关系。从图中可以看到，最初管电流随着管电压的升 高而增加，但当管电压达到一定值以后，管电流趋于饱和。当 X射线管施加的管电压较低时，为了得到较大的管电流，只能 采用更大的灯丝电流，但实际上灯丝电流也只能在一定范围内 调整，这也就限定了低管电压下可使用的最大管电流
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波纹陶瓷X射线管结构示意图
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四、X射线机的基本结构
1.高压部分
X射机的高压部分包括X射线管、高压发生 器(高压变压器、灯丝变压器、高压整流管和高 压电容)及高压电缆等。
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2．冷却部分 常采用的冷却方式可粗略地分为三种：油循环冷却、水循环冷
却和辐射散热冷却。 用油绝缘的便携式X射线机常采用自冷方式。移动X射线机多采
射线管的灯丝加热电路和整流加热电路→接通高压电路。 在实际的X射线机电路中，还必须包括一系列其他电路，其中
至少包括高压调整电路、灯丝加热调整电路、曝光时间控制电路和 保护电路与装置。
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从阴极飞出的高速电子撞击阳极靶时会产生二次电子，二次电子可集 聚在X射线管的管壳内壁上成为表面电荷，形成一定电位，对飞向阳 极的电子束产生不良影响，阳极罩就是用来吸收高速电子撞击阳极靶 时产生的二次电子。阳极罩的另一作用是吸收一部分散乱射线。阳极 罩常用铜制造，在朝向阴极方向有一小孔，阴极发射的电子从这个小 孔进入，撞击阳极靶；阳极罩的侧面也有一个小孔，常用原子序数很 低的几毫米厚的薄铍板覆盖，称为窗口，阳极靶产生的X射线从此窗 口辐射出来。
第二章 射线检测的设备和器材
内容导入：射线检测的设备和器材主要有射线机、射 线照相胶片和一些辅助器材设备等。通过本章的学习， 应掌握射线机的基本原理、结构及简单故障排除；了 解射线照相胶片的构造、特点、性能及对性能的影响 因素；了射线检测的辅助设备、器材等。
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一、X射线机的种类和特点
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阴极是X射线管中发射电子的部位，它由灯丝和一定形状的金属 电极－聚焦杯（阴极头）构成。灯丝发射电子的能力随灯丝温度， 也就是灯丝的加热电流而改变，当灯丝温度增高时，发射电子的能 力也增大。由于钨的熔点高（3370℃），且蒸发率低，所以工业探 伤用X射线管的灯丝采用钨制造。灯丝的主要形状有圆形、线形、 矩形等，灯丝的形状、尺寸及聚焦杯的形状、尺寸，与灯丝的相对 位置等，都直接影响X射线管的焦点。可通过调节灯丝变压器的电 压改变灯丝电流进而调节灯丝温度，过高的灯丝电流将会烧毁灯丝。 X射线管的阴极特性是指在一定管电压下，管电流与灯丝电流之间 的关系。如图所示是X射线管的阴极特性曲线。
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2.按X射线机的使用性能分类
X射线机可分划分为：定向X射线机、周向X射线机和管道爬行器。 （1）定向X射线机。这是一种普及型、使用最多的X射线机，其机头 产生的X射线辐射方向为40°左右的圆锥角，一般用于定向单张摄片。 （2）周向X射线机。产生的X射线束向360°方向辐射，主要用于大 口径管道和容器环焊缝摄片。 （3）管道爬行器。为了解决很长的管道环焊缝摄片而设计生产的一 种装在爬行装置上的X射线机，该机在管道内爬行时，用一根长电缆 提供电力和传输控制信号，利用焊缝外放置的一个小同位素射线源 确定位置，使X射线机在管道内爬行到预定位置进行摄片。
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X射线管的管壳封出一个高真空腔体，并在腔内封装阳极和阴极。 管内的真空度应达到1.33×（103～105）Pa。管壳必须具有足够 高的机械强度和电绝缘强度。工业射线检测常用的X射线管的管壳 主要采用玻璃与金属或陶瓷与金属制造。采用玻璃与金属制造管壳 的X射线管称为玻璃X射线管。采用陶瓷与金属造做管壳的X射线管 分为两类，一类是金属陶瓷X射线管，另一类是波纹陶瓷X射线管。
1.按X射线机的结构分类
（1）便携式X射线机。采用组合式射线发生器，其X射线管、高压发生 器、冷却系统共同安装在一个机壳中，也简单地称为射线发生器 （2）移动式X射线机。由分立的各个部分组成，但它们共同安装在一个 小车上。 （3）固定式X射线机。采用结构完善、功能强的分立射线发生器、高压 发生器、冷却系统和控制系统，射线发生器与高压发生器之间采用高压 电缆连接，高压电缆的长度一般为2m。其体积大、重量也大，不便移动， 因此固定安装在X射线机房内
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3．其他分类方法
X射线机的其他分类方法也很多，例如按照X射线机的工作电压 可分为恒压X射线机和脉冲X射线机；按照加在X射线管上的电压脉 冲频率可分为恒频X射线机和变频X射线机；按照所使用的X射线管 可分为玻璃管X射线机和陶瓷管X射线机；按照X射线管焦点尺寸可 分为微焦点、小焦点和常规焦点X射线机等。目前较多采用的分类方 法是按照结构进行分类。
用循环油外冷方式。 固定式X射线机采用油循环系统。 用六氟化硫(SF6)气体作绝缘介质的便携式X射线机主要应用辐
射散热冷却。
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3、控制和保护部分 X射线机的控制和保护系统主要包括基本电路、电压和电流调
整部分、冷却和时间等的控制部分、保护装置等。 X射线机电路接通的基本步骤是：接通电源和冷却系统→接通X
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二、X射线管 X射线管是X射线机的核心部件，熟悉它的内部结构和技术性能，
有助于探伤人员正确使用和操作X射线检测设备，延长其使用寿命。 主要由阳极(即金属靶)、阴极(即灯丝)和保持其真空度的玻璃外壳构 成。
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阳极是产生X射线的部位，主要由阳极体、阳极靶和阳极罩组成。 阳极体为具有高热传导性的金属电极，其作用是支承阳极靶，并将阳极 靶上产生的热量传送出去，避免靶面烧毁。 阳极靶的作用是承受高速电子的撞击，产生X射线。 对工业射线照相检测用的X射线管，其阳极靶采用钨制造。阳极靶的表 面应磨成镜面，并与X射线管轴成一定角度，靶面与管轴垂线所成的角度 常称为靶面角。阳极靶可以采用不同的结构，以产生不同的辐射。