第三節 單元電路原理與故障

一、透視裝置與診視床的工作原理與常見故障

（一）透視裝置的工作原理

透視原理：發射X射線的裝置為X線透視機，此機器主機由發射端和接收端組成，發射端發射X射線，穿透物體后，由接收端接收X射線，并且處理成圖像。

（二）診視床的工作原理

1．一般診視床

一般診視床是進行透視和點片攝影的專用機械裝置。

（1）診視床的結構：由床體、點片架、點片架平衡裝置、動力系統等幾部分構成。

（2）診視床的功能：

①床體回轉功能。床身可在-15°至+90°之間電動回轉，并可停止在任意位置，以滿足不同角度的投照需要。

②床面移動功能。床面可電動移動，水平位時一般可向頭側深處50～100cm移動，向足端深處20～50cm移動。

③點片架移動功能。點片架可手動上下、左右、前后三維移動。通過電磁鎖止器，點片架可鎖止在任何需要的位置。

2．雙支點滑塊式診視床

其床身回轉有兩個支點，0°～90°范圍內床身繞第一支點回轉，回轉中心與扇形齒輪的轉動中心重合，著力點與支點之間的距離短，因而回轉速度快（3.9°/s）。負角度范圍內，床身繞第二支點回轉，床身回轉中心與扇形齒輪轉動中心不重合，著力點與支點間的距離增大，因而回轉速度變慢（1.56°/s）。雙支點滑塊式診視床在0°～90°范圍內回轉速度快，提高了工作效率；負角度范圍內回轉速度慢，有利于造影檢查時緩慢改變體位。同時因支點的變更，負角度可擴大到-30°，更適于椎管造影、盆腔造影等特殊造影檢查的需要。

（三）透視裝置與診視床的常見故障

透視裝置的常見故障多發生在有關電路中，其現象是產生的X線微弱或無X線產生。應根據具體電路進行具體分析，方能找出故障所在。

診視床的常見故障是床面或床身不能完成有關的動作。故障多發生在動力部分及傳動部分。動力部分故障經常發生在其控制電路中。

二、適時攝影裝置的工作原理與常見故障

（一）適時攝影裝置的工作原理

適時攝影裝置是在透視過程中能適時記錄有診斷價值的病變影像的攝影裝置，又稱點片裝置或胃腸攝影裝置。

適時攝影裝置具備透視和適時攝影兩種功能，是把透視中認為病灶最具有代表性的時刻和方位抓拍下來，以便會診和日后對照使用。該裝置適當地安排在透視觀察媒體（如熒光屏）的位置，使其能與X線管保持準直并聯動，一起做二維掃描。裝置本身還能單獨做壓迫向動作，裝置的送片系統與透視互不影響。

準備攝影時，應迅速將膠片送入曝光區，即透視觀察介質的前方，并與透視視野同中心，這樣，就范圍來講透視所見即所拍。因胃腸道是蠕動器官，某些病灶僅在瞬間表現出來，要求從透視到攝影的轉換時間盡量短。從攝影角度，透視對攝影起定位和病灶觀察作用；從透視角度，攝影是透視的記錄手段。因此，適時攝影裝置就是透視和攝影這兩種功能的有機組合體。

（二）適時攝影裝置的常見故障

適時攝影裝置的常見故障發生在送片系統或攝影時無X線產生。其原因多是有關控制開關失靈或相應電器元件損壞，機械裝置有時也發生故障。

三、電源電路的工作原理與常見故障

（一）電源電路的工作原理

1．電源電壓的選擇

X線機都采用自耦變壓器作電源的總輸入，輸入電壓一般小型X線機采用220V，而中型X線機多設計成既適用于220V，也適用于380V。在安裝中，一旦確認用哪一種電源電壓供電后，X線機自耦變壓器的電源輸入電路接線必須做相應的改動。

當電源電壓選用380V供電時，應與自耦變壓器的0V相接；當電源電壓選用220V供電時，應與自耦變壓器的70V相接。

2．電源電壓的調節

在實際工作中，電源電壓要隨供電線路負荷的變化而發生相應的波動。為此，在自耦變壓器的輸入端都設有電源電壓調節器，當外界電壓波動時隨時進行調整。

自耦變壓器的輸出端有多種電壓值的輸出頭，其中也有額定電壓的固定抽頭。而各抽頭間的電壓值，仍遵守變比規律。因此，當外界電源電壓波動時，只要調節碳輪的位置來改變自耦變壓器輸入端與輸出端的匝數比，其輸出端的電壓就能保持額定電壓值。

（二）電源電路的常見故障

電源電路的結構較為簡單，多數故障是由于斷路或接觸不良而造成的。故障一般可分為自耦變壓器得電回路故障和電源接觸器得電回路故障。

1．自耦變壓器得電回路故障

熔斷器斷路、電源接觸器的觸點接觸不良或開路、接線松脫或接觸不良等。

2．電源接觸器得電回路故障

電源接觸器線圈斷路、“通”按鈕或“斷”按鈕故障、電源接觸器自鎖觸點接觸不良或開路、接線松脫或接觸不良等。

有時自耦變壓器本身或連在自耦變壓器上的其他電路發生短路，也會引起電源的熔斷器熔斷。

四、X線管燈絲加熱電路的工作原理與常見故障

（一）X線管燈絲加熱電路的工作原理

燈絲加熱電路是為X線管燈絲提供加熱電源的電路，可實現電流的調節，因此又稱為mA調節電路。

當曝光時間一定時，X線的量由管電流的大小來決定，其關系流程如下所示：

燈絲加熱電壓Uf增大→燈絲溫度上升→發射電子數量增多→管電流Ia增大→X線量增大。

由以上流程可知，管電流的調節可通過改變燈絲變壓器初級電壓來實現。在實際電路中，多采用在初級電路中串聯電位器的方法來改變燈絲加熱溫度，達到控制管電流大小的目的。

X線機在使用大mA時，X線管燈絲加熱電壓接近極限值，燈絲電子的發射處在特性曲線近于垂直部分，很小的電壓變化就會引起很大的發射率變化。因此，在燈絲加熱電路中都設有諧振式磁飽和穩壓器，以滿足X線管燈絲加熱電源的嚴格要求。

在實際工作中，由于空間電荷的影響，在一定范圍內會導致管電流隨管電壓的增高而增大，致使X線的質和量不能嚴格分開調節，為解決這一問題，在燈絲初級電路中須設置空間電荷補償裝置。

（二）X線管燈絲加熱電路的常見故障

X線管燈絲加熱電路常見故障以連通電源后X線管燈絲不亮為多見，當小焦點電路斷路時，小焦點燈絲不亮，當大焦點電路斷路時，大焦點燈絲不亮。公用線斷路，大、小焦點燈絲都亮，但亮度較暗，不能正常發射電子。根據電路結構，按照先查初級、后查次級的程序進行檢查，以確定故障在控制臺內還是在控制臺外的高壓發生器、高壓電纜以及高壓電纜的插頭插座或管頭部分。一般故障可分為：①透視燈絲加熱回路故障；②攝影燈絲加熱回路故障；③透視攝影燈絲加熱電路公用部分電路故障。

五、X線管安全保護電路的工作原理與常見故障

（一）容量保護電路的工作原理

X線管容量保護電路由信號輸入電路和開關電路兩部分組成，如圖1-14所示。

信號輸入電路由控制電路（千伏信號）變壓器B11次級、管電流選擇器XK1-200、降壓電阻R307～R316和時間選擇器XK2-200組成。由于B11的初級與攝影高壓初級并聯，且隨攝影管電壓改變而改變，其次級輸出電壓的大小就反映了攝影管電壓的高低。此電壓又通過XK1-200、R307～R306和XK2-200加到BG311整流橋進行整流后，變為直流信號電壓，因此該直流信號電壓必然受電壓（kV）、電流（mA）和曝光時間（s）三個參量的聯合控制，也反映了三個參量之間的制約關系。由于開關電路設計的導通電壓為定值UA=9V，因此只要三個參量中任何一個參量超出預定的額定值，都將使信號電壓大于臨界導通電壓，使開關電路導通，推動過載保護繼電器J2工作，將在控制電路中的常閉觸點打開，曝光不能進行，起到一次性容量保護作用。

開關電路由三極管BG305和BG304組成，其工作電壓由BG601、C601、R301和BG301組成的整流穩壓電路供給。該電壓又經R302、BG306二次穩壓，作為三極管BG305發射極的基準電位UB=7.9V，由于BG306的穩壓值為6.5V，且具有正的溫度系數，在溫度升高時，會使BG305基準電壓升高，故串聯具有負溫度系數的二極管BG307、BG308作溫度補償以保證基準電壓的穩定。BG309是為防止J2的反電動勢對BG304的沖擊。R305是限流電阻，防止瞬時較大的干擾電壓輸入開關電路。

開機后，開關電路電源接通，信號輸入電路有信號電壓輸入。當所選擇的攝影條件（kV、mA、s）在容量保護的范圍內時，輸入信號電壓經過BG301整流、C301濾波后由R306輸出的直流信號電壓較低，三極管BG305基極電位低于發射極電位，BG305因發射結反向偏置而截止，繼電器J2線圈因電路不通而不能工作，其設在控制電路中的常閉觸點閉合，保證了攝影預備繼電器JC5能夠工作，曝光可以進行。

當所選擇的攝影條件超過允許的容量范圍時，輸入信號電壓提高，使R306上輸出的直流信號電壓增大，BG305基極電位高于發射極電位，BG305導通，BG304基極電位下降，導通，J2工作，控制電路的常閉觸點斷開，JC5得電切斷，JC5不能工作，曝光不能正常進行。同時過載指示燈亮，指示選擇條件過載。

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

（二）旋轉陽極啟動延時保護電路的工作原理

旋轉陽極的轉動裝置是基于單相異步電動機的原理，在旋轉陽極X線管陽極端裝有與陽極靶面同軸的轉子組件，該銅管及其組件類似鼠籠轉子，在靠近陽極端的玻璃外壁上裝有由鐵芯和繞組組成的定子，這樣就構成了單相異步電動機。定子由硅鋼片制成的圓環形鐵芯及兩繞組構成，兩繞組分別稱為啟動繞組和運轉繞組，兩繞組的空間幾何角度為90°，以便產生旋轉磁場，使陽極轉動。一般情況下，啟動繞組和運轉繞組是由同一單相電源供電的。為使兩個繞組中的電流在時間上有一個相位差，在啟動繞組中串接了一個電容進行移相，該電容稱為剖相（分相）電容。啟動繞組中串入了電容后，還加大了啟動轉矩，電容量越大，啟動轉矩就越大。

（三）X線管安全保護電路的常見故障

1．容量保護電路故障

采樣信號不能精確反映kV、mA、s等相關數值，執行電路工作不正常以及容量保護繼電器線圈斷路、觸點接觸不良等。

2．定子繞組的故障

定子繞組是由啟動線圈和運轉線圈組成的，封裝于X線管內。繞組的三根引出線經高壓發生器端蓋上的接線柱與控制臺的啟動電路相連。出現的故障多為開路或短路。開路是由于接線斷開所致。短路有兩種情況：X線管管套上的定子線圈接線柱對地局部短路或絕緣破壞而短路。

3．剖相電容的故障

（1）電容擊穿或開路，旋轉磁場就不能產生足夠的啟動力矩，使陽極不能正常轉動。

（2）電容漏電后啟動電流和運轉電流都將變小，使啟動運轉力矩減小，X線管轉速降低。轉速降低表現不明顯，但對X線管有較大威脅，所以在工作中若發現旋轉陽極轉速有明顯降低，摩擦聲變大，定子斷電后的自轉時間明顯縮短，應對電容進行檢查。