CT球管的結(jié)構(gòu)以及故障原因與維修措施

鄭明亮

摘 要：在臨床診斷工作中，CT機(jī)作為一項儀器設(shè)備，對于內(nèi)臟、心腦血管甚至全身的檢查具有重要的作用。但是，由于CT機(jī)連續(xù)工作時間較長，損耗比較大，因此容易出現(xiàn)故障，尤其是核心部件球管。因此，如何在使用的過程中進(jìn)行故障維修，以及了解一定的日常保養(yǎng)方法，是操作與維修人員必須掌握的技能。文章首先介紹了CT球管的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后分析了常見的故障及維修方法，最后提出一些維護(hù)保養(yǎng)的措施。

關(guān)鍵詞：CT球管；結(jié)構(gòu)；故障原因；維修方法

CT，即計算機(jī)體層攝影，是對人體內(nèi)部的組織器官進(jìn)行影像化的主要手段，主要由掃描裝置和計算機(jī)系統(tǒng)組成。其中，掃描裝置由X線束發(fā)生器、球管、探測器（接收、檢測X線）組成，是整個CT機(jī)的核心部位。了解球管的結(jié)構(gòu)原理，掌握正確的使用方法，能夠處理小的故障并且精心養(yǎng)護(hù)，是提高工作質(zhì)量、延長使用壽命的有效途徑。以下作者對此提出個人觀點(diǎn)。

1 CT球管概述

1.1 CT球管的結(jié)構(gòu)

CT球管主要由管芯、管套、絕緣油、散熱器、附屬配件組成。這其中，核心部分是管芯，分為陰極和陽極。管芯的制造具有復(fù)雜的工藝，在世界范圍而言，只有不多的廠家能夠生產(chǎn)功率較大的管芯。在CT機(jī)上應(yīng)用的管芯是旋轉(zhuǎn)陽極管芯，主要由軸承、靶面、轉(zhuǎn)子組成。這種管芯的特點(diǎn)是，能夠在小的焦點(diǎn)下，使用更大的電流來工作運(yùn)行。眾所周知，金屬能夠傳導(dǎo)熱量，同時也具有熱阻力，管芯工作在小焦點(diǎn)、大電流的條件下，會在靶面產(chǎn)生高溫。電子束的轟擊位置如果是處于變化中的，變點(diǎn)環(huán)就能夠在電流更大的情況下工作，靶面產(chǎn)生的熱量就有時間向金屬內(nèi)部傳導(dǎo)，曝光時的功率能夠達(dá)到100KW以上。這其中，99%的功率轉(zhuǎn)化為熱能，1%的功率轉(zhuǎn)化為X射線，熱能留在陽極上。因此，對于管芯來說，散熱非常重要。

1.2 CT球管的工作原理

CT球管的本質(zhì)是一個高度真空的陰極射線二極管，能夠產(chǎn)生X線。它的工作過程可以簡單描述為：陰極燈絲在12V電流下被加熱，產(chǎn)生自由電子并不斷聚集。此時將高電壓（40-150KV）作用在陰陽兩極，由于電勢差很大，就會在強(qiáng)電場下使自由電子束由陰極向陽極撞擊，同時產(chǎn)生能量交換，將1%的電能轉(zhuǎn)化為X線，由窗口進(jìn)行發(fā)射。其余99%轉(zhuǎn)化為熱能進(jìn)行散熱。

2 CT球管的故障和維修措施

2.1 燈絲開路、半開路

故障表現(xiàn)：掃描時有高壓，但無管電流電壓不穩(wěn)定。故障原因：對X線管的陰極燈絲進(jìn)行加熱，有電子發(fā)射能力時，在兩極加載正向電壓就會有電流通過。因此如果掃描時有電壓、無管電流、燈絲供電正常，一般可斷定為燈絲開路。維修措施：測量燈絲電阻，測量的電阻值應(yīng)該小于2Ω。若燈絲斷開，開機(jī)時、進(jìn)行JEDI generator heater測試時會有燈絲開路的提示。另外需要注意，燈絲如果處于半開路的狀態(tài)，就會導(dǎo)致通電時開路、斷電時連通，需要多次測量，防止誤判。

2.2 管芯真空度下降

故障表現(xiàn)：啟動掃描時會出現(xiàn)過載報警。故障原因：第一，金屬靶面汽化或損傷，導(dǎo)致真空度降低；第二，由于球管長時間不用導(dǎo)致氣體滲入，或者管芯玻殼有裂紋導(dǎo)致油滲入，高溫碳化后產(chǎn)生油氣，致使真空度下降。故障判定：一旦出現(xiàn)這種情況，掃描時就會出現(xiàn)XG FAIL的報警信號；在進(jìn)行g(shù)enerator test的No load測試時，不卸高壓電纜的情況下40kV就會導(dǎo)致陰陽極打火。維修措施：直接更換球管。

2.3 旋轉(zhuǎn)陽極無法運(yùn)行

故障表現(xiàn)：CT機(jī)無法執(zhí)行掃描指令，出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)陽極報警。故障原因：第一，旋轉(zhuǎn)陽極定子線圈損壞，如出現(xiàn)短路或開路；第二，旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)子卡死；第三，軸承磨損導(dǎo)致間隙過大，在通電的情況下磁場分布不均導(dǎo)致吸死。故障判定：進(jìn)行g(shù)enerator test中的rotor測試，仔細(xì)聽球管的運(yùn)行、加速、剎車的聲音，測量兩相線包電壓，同時根據(jù)報錯代碼來綜合分析判定。

2.4 油循環(huán)停止、球管溫度過高

故障表現(xiàn)：管套內(nèi)部溫度過高，管殼出現(xiàn)溫度報警，甚至工作終止，當(dāng)溫度下降后又能夠繼續(xù)工作運(yùn)行。故障原因：當(dāng)CT球管工作運(yùn)行時，靶面上會產(chǎn)生很多熱量，在冷卻油的循環(huán)系統(tǒng)，以及風(fēng)扇散開油溫的幫助下，從而確保工作的連續(xù)性、穩(wěn)定性。如果油循環(huán)故障，或者風(fēng)扇不能散開油溫，就會造成以上故障。

2.5 球管漏油

故障原因：密封件損壞。維修措施：找出密封件的損壞之處，對其進(jìn)行修補(bǔ)或更換。

2.6 套管高壓打火

故障表現(xiàn)：工作運(yùn)行中止，顯示過載報警，掃描工作正常但重建圖像有干擾線。故障原因：第一，布線的位置不合理，高壓線和外殼距離比較近；第二，絕緣油的質(zhì)量差，或者出現(xiàn)碳化現(xiàn)象；第三，管套內(nèi)部有殘余氣體，或出現(xiàn)漏油情況引起放電。維修措施：換油，然后再抽真空。

3 CT球管的日常保養(yǎng)

CT球管在長期工作運(yùn)行中，其一，陽極蒸發(fā)的金屬會附著在管壁上；其二，陰極燈絲逐漸變細(xì)導(dǎo)致阻力增大，會降低發(fā)射電子的能力；其三，球管曝光的次數(shù)也有限制，一般在10-20萬次之間。如果日常保養(yǎng)工作做得好，就能夠延長球管的壽命。

3.1 日常保養(yǎng)

第一，定期檢查油循環(huán)是否正常，清除散熱片上的灰塵。第二，定期檢測電源的狀態(tài)，看電源的相位是否穩(wěn)定，測量地線的阻值，檢查接地線是否良好接地，電壓在額定電壓的±15%以內(nèi)。第三，保證高壓電纜和球管良好接觸，確保電纜插頭硅墊和高壓硅脂完好無損，接觸零部件沒有雜質(zhì)。第四，定期查看各種工作參數(shù)，例如電流值、管電壓、曝光時間等。另外，校正過載保護(hù)裝置，使其在正常負(fù)荷內(nèi)運(yùn)行，不要超出散熱比率和熱容量。第五，制訂維修計劃，維修記錄和故障排除都要建立檔案保存。

3.2 預(yù)防措施

第一，掃描工作停止5小時以上，對球管進(jìn)行預(yù)熱后再掃描，能夠延長使用壽命。第二，不要采用長時間連續(xù)掃描的形式，保證每次掃描之間有一定的間隔時間，使球管冷卻之后再進(jìn)行下一次掃描。第三，球管老化之后，根據(jù)實(shí)際使用情況調(diào)整掃描參數(shù)，重新建立參數(shù)表。第四，在儀器操作時注重檢查冷卻系統(tǒng)，如果出現(xiàn)問題或故障，及時排除。

4 結(jié)束語

如何提高醫(yī)院的服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效的管理，就要從小事入手。CT機(jī)的球管價格昂貴，定期更換占據(jù)了整臺設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的大部分費(fèi)用。因此，操作與維修人員在掌握球管結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，能夠處理常見的故障，掌握一定的維修保養(yǎng)技術(shù)，既延長了設(shè)備的使用壽命，也降低了管理費(fèi)用，因此意義重大。

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