射线检测培训第二章.pptx

1、射线检测培训射线检测培训第二章第二章 射线检测的射线检测的 设备和器材设备和器材2.12.1、X X射线机射线机2.1.1 X2.1.1 X射线机种类和特点射线机种类和特点 1 1、X X射线机的分类射线机的分类 （1 1）.按结构划分：按结构划分：、携带式、携带式X X射线机：射线机：由控制箱和由控制箱和X X射线柜（又称机头）组成，其高射线柜（又称机头）组成，其高压部分（包括压部分（包括X X射线管、高压变压器、灯丝变压器射线管、高压变压器、灯丝变压器等）都装在机头内。这种设备管电压较低，管电流等）都装在机头内。这种设备管电压较低，管电流较小，但其体积小、重量轻、适合于高空、野外检较小，但

2、其体积小、重量轻、适合于高空、野外检验。验。234、移动式、移动式X X射线机射线机 移动式移动式X X射线机的射线机的X X射线管与高压发生器分开，射线管与高压发生器分开，一般由机头、高压发生器、控制箱和冷却装置以及一般由机头、高压发生器、控制箱和冷却装置以及高低压连接电缆组成。管电压和管电流较大，但体高低压连接电缆组成。管电压和管电流较大，但体积和重量较大，在固定的射线透照间使用。积和重量较大，在固定的射线透照间使用。562 2）、按使用性能划分）、按使用性能划分 、定向、定向X X射线机：射线束呈大约圆锥角发射线机：射线束呈大约圆锥角发射，一般用于定向单张拍片。射，一般用于定向单张拍片。

3、、周向、周向X X射线机：射线束呈一定角度发射，射线机：射线束呈一定角度发射，主要用于大口径管件和环焊缝的全景照相。主要用于大口径管件和环焊缝的全景照相。、管道爬行器：在长距离管道内爬行，对、管道爬行器：在长距离管道内爬行，对管道环焊缝进行全景照相。管道环焊缝进行全景照相。789 、软、软X X射线机：一般为射线机：一般为60KV60KV以下的以下的X X射线机，射线机，用于检测轻合金或非金属材料的细微缺陷。用于检测轻合金或非金属材料的细微缺陷。、微焦点、微焦点X X射线机：焦点尺寸极小，约为射线机：焦点尺寸极小，约为1/101/100mm1/101/100mm数量级，主要用于放大射线照相，数

4、量级，主要用于放大射线照相，检查微小裂纹、半导体元件、生物细胞、化工复合检查微小裂纹、半导体元件、生物细胞、化工复合材料、植物种子等内部结构。材料、植物种子等内部结构。、脉冲、脉冲X X射线机：它是一种闪光照相装置，射线机：它是一种闪光照相装置，主要用于对物体内部的动态过程进行照相。主要用于对物体内部的动态过程进行照相。103 3）、按工作频率分类：）、按工作频率分类：、工频、工频X X射线机：频率射线机：频率5060Hz5060Hz。、变频、变频X X射线机：频率射线机：频率300800Hz300800Hz。、恒频、恒频X X射线机：频率射线机：频率200Hz200Hz。（4 4）.按绝缘介

5、质种类分类：按绝缘介质种类分类：、油绝缘、油绝缘X X射线机：用变压器油作为绝缘射线机：用变压器油作为绝缘介质。介质。、气体绝缘、气体绝缘X X射线机：用气体作为绝缘介射线机：用气体作为绝缘介质。质。11（5 5）.按冷却方式分类：按冷却方式分类：、辐射散热式、辐射散热式X X射线机：实心阳极伸出管射线机：实心阳极伸出管壳外与散热片相连，通过散热片把热量辐射掉。壳外与散热片相连，通过散热片把热量辐射掉。、强制循环冷却、强制循环冷却X X射线机：在空心阳极中射线机：在空心阳极中通油或水将阳极热量带走。通油或水将阳极热量带走。2 2、携带式、携带式X X射线机的技术进展（略）射线机的技术进展（略）

6、12 2.1.2 2.1.2 X X射线管：射线管：X X射线管是射线管是X X射线机的核心部射线机的核心部件。其作用是发生件。其作用是发生X X射线。射线。131 1、X X射线管的结构和种类射线管的结构和种类 、普通、普通X X射线管的结构：射线管的结构：X X射线管由阴极、射线管由阴极、阳极和管壳三部分组成。阳极和管壳三部分组成。、阴极：阴极的作用是发射电子和聚焦电、阴极：阴极的作用是发射电子和聚焦电子。它由灯丝和阴极头组成。子。它由灯丝和阴极头组成。14灯丝灯丝用钨丝绕成平面螺旋形或螺旋管形，通电用钨丝绕成平面螺旋形或螺旋管形，通电加热后发射电子。加热后发射电子。阴极头阴极头用铜制成杯

7、形槽或条形槽，分别用铜制成杯形槽或条形槽，分别将平面螺旋形和条形灯丝放入槽中，阴极头上的电将平面螺旋形和条形灯丝放入槽中，阴极头上的电场使电子聚集成一束飞向阳极。场使电子聚集成一束飞向阳极。、阳极：、阳极：阳极的作用是接阳极的作用是接 受电子轰击产生受电子轰击产生 X X射线。射线。阳极由阳极阳极由阳极 靶、阳极体和阳靶、阳极体和阳 极罩组成。极罩组成。15 阳极阳极靶靶用原子序数大、熔点高的材料（钨）用原子序数大、熔点高的材料（钨）制成，嵌入阳极体，接受电子轰击产生制成，嵌入阳极体，接受电子轰击产生X X射线。射线。阳极阳极体体用导热率大的无氧铜制成，其作用导热率大的无氧铜制成，其作用是支承

8、靶面，并传送靶上的热量。用是支承靶面，并传送靶上的热量。阳极阳极罩罩用无氧铜制成，罩在阳极体上，用无氧铜制成，罩在阳极体上，用于吸收电子轰击靶时产生的二次电子和一部分散用于吸收电子轰击靶时产生的二次电子和一部分散乱射线。乱射线。X X射线管的冷却方式有三种：射线管的冷却方式有三种：a a、辐射散热式：用于携带式、辐射散热式：用于携带式X X射线机。射线机。b b、冲油冷却式：用于移动式、冲油冷却式：用于移动式X X射线机。射线机。161718 c c、旋转阳极自然冷却：用于医用、旋转阳极自然冷却：用于医用X X射线机。射线机。、管壳：普通、管壳：普通X X射线管的管壳用耐高温的射线管的管壳用耐

9、高温的玻璃制成，其作用是支承电极并提供电绝缘，保持玻璃制成，其作用是支承电极并提供电绝缘，保持X X射线管的真空度。射线管的真空度。、金属陶瓷管、金属陶瓷管 金属或陶瓷代替玻璃制作射线管壳，这样的金属或陶瓷代替玻璃制作射线管壳，这样的X X射线管叫做金属陶瓷射线管。与玻璃管相比，它射线管叫做金属陶瓷射线管。与玻璃管相比，它具有以下优点：具有以下优点：、尺寸小，重量轻；、尺寸小，重量轻；、机械强度高，耐冲击和震动，不易破碎；、机械强度高，耐冲击和震动，不易破碎；、真空度高，输出稳定；真空度高，输出稳定；、容易焊装铍窗。、容易焊装铍窗。1920、特殊用途、特殊用途X X射线管射线管 、周向辐射、周

10、向辐射X X射线管：射线管：射线束呈一定角度射线束呈一定角度36003600度发射，一次曝光可度发射，一次曝光可完成大口径管件环焊缝的透照，因而大大提高工作完成大口径管件环焊缝的透照，因而大大提高工作效率。效率。周向射线管分平靶和锥靶两种，其中平靶容周向射线管分平靶和锥靶两种，其中平靶容易制造，散热条件好，使用最多，但其中心射束与易制造，散热条件好，使用最多，但其中心射束与管轴线有一定倾角，对环焊缝纵向裂纹检出有一定管轴线有一定倾角，对环焊缝纵向裂纹检出有一定影响。影响。2122 、小焦点、小焦点X X射线管射线管 通过圆筒式聚焦将灯丝发射的电子聚成很细通过圆筒式聚焦将灯丝发射的电子聚成很细的

11、一束，可获得小于的一束，可获得小于0.1mm0.1mm的微小焦点。在射线实的微小焦点。在射线实时成像检测技术中为提高灵敏度，通常采用放大透时成像检测技术中为提高灵敏度，通常采用放大透 照布置，这就需要采用小焦点照布置，这就需要采用小焦点X X射线管，焦点尺寸射线管，焦点尺寸越小，可采用的放大倍数越大。越小，可采用的放大倍数越大。、棒阳极、棒阳极X X射线管射线管 X X射线管的阳极做成棒状，可伸入小直径筒射线管的阳极做成棒状，可伸入小直径筒内对环焊缝进行周向曝光。内对环焊缝进行周向曝光。232 2、X X射线管的技术特性射线管的技术特性 、阴极特性和阳极特性：、阴极特性和阳极特性：、阴极特性、

12、阴极特性是指在一定的管电压下饱和管电流密是指在一定的管电压下饱和管电流密度和灯丝温度之间的关系，管电流随灯丝温度增高呈指数关度和灯丝温度之间的关系，管电流随灯丝温度增高呈指数关系增大。系增大。、阳极特性、阳极特性是指管电压与管电流之间的关系，管是指管电压与管电流之间的关系，管电压较低时，管电流随管电压增加而增大，当管电压增加到电压较低时，管电流随管电压增加而增大，当管电压增加到一定程度后，管电流趋于饱和而不再增大，因此一定程度后，管电流趋于饱和而不再增大，因此X X射线管的射线管的管电压和管电流可以相互独立进行调节。管电压和管电流可以相互独立进行调节。、X X射线管的管电压：射线管的管电压：X

13、 X射线管的管电压是指它的峰值电压，以射线管的管电压是指它的峰值电压，以KVPKVP表示。表示。管电压越高，穿透力越大，在一定范围内，管电压与穿透厚管电压越高，穿透力越大，在一定范围内，管电压与穿透厚度大约成线性关系。度大约成线性关系。2425、X X射线管的焦点：射线管的焦点：实际焦点实际焦点阳极靶上受电子轰击的部分叫做阳极靶上受电子轰击的部分叫做实际焦点。实际焦点。有效焦点有效焦点实际焦点在垂直于管轴线方向上实际焦点在垂直于管轴线方向上的投影叫的投影叫 做有效焦点。做有效焦点。2627 焦点的形状和尺寸取决于灯丝的形状和尺寸。焦点的形状和尺寸取决于灯丝的形状和尺寸。焦点大，有利于散热；焦点

14、小，照相清晰度好，灵焦点大，有利于散热；焦点小，照相清晰度好，灵敏度高。敏度高。有效有效焦点尺寸可按针孔法测量，其原理如图所焦点尺寸可按针孔法测量，其原理如图所示。针孔板材料用示。针孔板材料用钨钨、碳化钨、铂铱合金、碳化钨、铂铱合金、金金铂合金或钽。铂合金或钽。计算公式为：计算公式为：28、辐射场的分布：、辐射场的分布：由于由于X X射线管阳极靶与管轴线呈射线管阳极靶与管轴线呈2020度的倾角，度的倾角，因此发射的因此发射的X X射线束有射线束有4040度左右的立体角，度左右的立体角，X X射线场强度分布射线场强度分布 沿轴线方向沿轴线方向X X射线射线 强度随角度不同而有一强度随角度不同而有

15、一 定的差异。定的差异。沿轴线方向的射线沿轴线方向的射线 强度分布如图所示。强度分布如图所示。从图中可以看出，从图中可以看出，偏阴极侧强度较高，偏阴极侧强度较高，29但由于阴极侧含较多的软射线成分，所以照相时阴但由于阴极侧含较多的软射线成分，所以照相时阴极侧的底片黑度也不会比阳极侧更黑。极侧的底片黑度也不会比阳极侧更黑。、X X射线管的真空度：射线管的真空度：X X射线管必须在高真空度（射线管必须在高真空度（10-6mmHg10-6mmHg）才能）才能正常工作。当射线管中存在气体时，一方面会使灯正常工作。当射线管中存在气体时，一方面会使灯丝氧化甚至烧毁，另一方面高速电子与气体分子相丝氧化甚至烧

16、毁，另一方面高速电子与气体分子相撞使气体分子电离，导致管电流大幅度波动甚至无撞使气体分子电离，导致管电流大幅度波动甚至无法工作。法工作。、X X射线管的寿命：射线管的寿命：X X射线管的寿命是指正常使用的射线管的寿命是指正常使用的X X射线管灯射线管灯丝发射能力逐渐降低而失去功能、射线辐射剂量率丝发射能力逐渐降低而失去功能、射线辐射剂量率降至初始值的降至初始值的80%80%。玻璃管一般为。玻璃管一般为400500400500小时，金小时，金属陶瓷管一般为属陶瓷管一般为10001000小时。小时。30 为了为了保证保证X X射线管的使用寿命，主要措施包括射线管的使用寿命，主要措施包括以下几条：以下几条：、送高压前，灯丝必须预热、活化；、送高压前，灯丝必须预热、活化；、使用负荷应控制在最高管电压的、使用负荷应控制在最高管电压的90%90%以以内；内；、使用过程一定保证阳极的冷却，工作周、使用过程一定保证阳极的冷却，工作周期设置为期设置为1 1比比1 1；、严格按说明书要求进行训机。、严格按说明书要求进行训机。312.1.3 2.1.3 高压发生电路：高压发生电路：高压发生电路是高压发生电路