GB T 12079-1989 X射线管光电性能测试方法.pdf

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1、中华人民共和国国家标准x Measurements of the photoelectrlc propertles for X -ray tubes 1 宇盟内容与适用范围本标准规定了X射线管的光学参数和电参数的测试方法，并规定本标准适用于各种类型的X射线营。X射线管测试规范和采用的具体测试方法，应在详细规范中加以2 泪|试条件2.1 测试设备GB 12079一试条件的。2. 1. 1 X射线管电气测试用的各种设备应符合电气设备的规定标准，每台设备应有使用说明书、电路图、仪表校验卡及有关技术资料。2. 1. 2 X射线管阳极与阴极接点之间的绝缘电阻应大于5000MQ。2. 1. 3 测试设备应

2、满足被测管的冷却要求，X射线管冷却有Id.下方式z2. 1. 3.1 自然冷却:X射线管附近不应有任何隔板屏蔽以及会引起X射线管过热的其他零部件。若被测管封闭在箱体内，则箱体上必须有通风孔。2. 1. 3.2 强制风冷z若在测试标准或产品标准中没有专门规定冷却方法时，则气流应沿X射线管轴向流过，冷却系统必须有测量气体流速、流量的仪器，其散热条件应符合详细规范的规定。2.1.3.3 强制水冷z对强制水冷的X射线管，应装有水的循环系统和测量进水温度及水流量的仪器，其散热条件应符合详细规范厢且。2. 1. 3.4 自然油冷z其散热条件应符合产品标准的规定。2. 1. 3.5 强制油冷z对强制油冷的X

3、射线营，应装有袖的循环系统和测量进油温度及油流量的仪器F其散热条件应符合详细规范的规定。油的绝缘强度不应低于35kV/2.5m m。2. 1. 4 测量灯丝特性时，应使连接管子同管座之间的导线以及连接电压表与管座之间的导线电阻足够小，使其在导线上的压降不超过标准规定值的0.2%。2. 1. 5 当灯丝用交流供电时，电源的非线性失真系数如影响到测量灯丝电压的精度V，-V2一整流元件GB 12079一B 被测管B , R. I I R, C .C ( mA飞|CII C R. 一 R. V. A V. E二A V. A A B A A B A - V 图5恒倍压电路y t-v.一整流元件，R ,

4、-R.一限流电阻，c一倍压电容注2虚线连接时，左边电路为单端恒倍压电路。直流输出波纹系数应小于5% 阳极电压为200kV以下时，阳极接地可采用单端恒倍压电路，阳极电压为200kV- 400 kV时，采用中心接地对称恒倍压电路。被测管B R. R, | B V, V. mA 一- A A A . A , A B A A B 图6脉动倍压电路R , - R 2一限流元件，V , -V2一整流元件注s虚线连接时，右边的电路为单端阳极接地脉动倍压电路。R C R B 栅位电麟V, 被测管一-A A GB 12079一V. A R C A R mA 图7电容放电电路用于栅控X射线管V I - V 2一整

5、流元件，R一限流电阻，c一储能电容器被测售A v -图8灯丝特性注g电压表内阻值应保证流经电压表之电流小于iiIf经灯丝电流的1%。A B B 说明:a. X射线管阳极电压的测量，图1-7仅画出了2.2.1.1所述的测试方法，所用的测量仪表为交流电压表。b. 2.2.1.2所述的用分压器、示披器等仪器测量X射线管阳极电压的测量电路如图9。-分tke器广1 被l.Y 测，管、，.、RI (a) 电路 图9阳极电分压器+ ,. . 、E (b)中心接地电路电路GB 12079一C.图1-7中灯丝电流表如位于高后由电表指示，此时整个测量系统的精度，应可靠绝缘或可采用耐高压的电流互感器引出经放大足2.

6、1.7条的规定。2.3 2.3.1 在测试X射线管时，各电极电压应按下列阳厅世理Z灯丝电压，栅极电压，阳极电压。电极电压的断开应与接通时的相反顺序进行踊问叫I!I1I.11。2.3.2 测试强制冷却的X射线管时，应先接通冷却系统，方可加上各极电压，测试完毕时，应先断开各极电压。如无规定时，至少3mi n后方可断开冷却系统。2.3.3 旋转阳板X射线管在阳极加高压前，一般应使阳极靶转速达到正常射线管时，如没有说明栅极与灯丝间施加电压，则认为栅极与灯丝同电位。2.3.4 测试应在GB2421 (电工电子产品基本环境试验规程总则规定的正常试验条件下进行。2.3.5 在最高工作营电压，最高反峰压和超电

7、压试验前，允许对管子进行训练老珊，。3 X 灯的测试3. 1 定义灯丝特性是指X射线管灯丝电流与灯丝电压的关系。3.2 原理图见图8。3.3 测试方法加人详细规范中规腔的灯丝电流，待电表4 X射线管最高工休管电压的测试4.1 定义后，读出相对应的灯丝电压值。高工作管电压是指X射线管在规定的工作条件下，加在阳极与阴极之间所允许的最高正向阳极电。4.2 原理图见图1-7中符合详细规范规定的任何一种。4.3 测试方法加人按详细规范规定的灯丝电流电压)，经规定的预热时司后，加上最高工作营电压的一半，灯丝电流电ffi)，使阳极电流达到产品标准规定的数值。然后以不大于10kV/s的速度升寸高工作营电压，与

8、此同时调节灯丝电流(电压)，保持阳极电流不变，并维持详细规范中规腔的时间。注g采用自整流电路时，X射线管所受之反向峰值电压不能超过详细规范所规定的最高反向峰值电压。5 X射线管最高反向峰值电压的测试5.1 定义高反向峰值电压居旨X射线电压。5.2 原理图见图1。5.8 阳极电流下，阳极和阴极之间允许承高反向加入按详细规范规定的灯丝电流(电压)，经规定的预热时间后，加人最高反向峰值电压的一半，调节灯丝电流电压)，使阳极电流达到详细规范规定的数值，然后以不大于10kV/ s的速度升至最高反向峰值电压，与此同时调节灯丝电流(电压)，保持阳极电流不变，并维持详细规范中规定的时间。8 X射线管超电压的测

9、试.1 定义超电压是指在规定的阳极电电压。8.1 电原理见图1-7中8. 测试方法GB 12071 间下，在X射线管阳极和阴极之间加上的超电压系的任何一种。加人按详细规范灯丝电流电压)，经规定的预热时间后，加人坦电压值的一半，调节灯丝电流使阳极电流达到详电流电压)，保持阳极电的数值不大于10kV/8的速度升至规定值，与此同时，调节灯丝变，并维持详细规范中规定的JIJo 注，采用自整流线路时，X射线管所受到的反向峰值电压不应超过最高反向峰值电压.7 X射线发7.1 定义灯丝指X射线管在给定电压条件下，阳极电流与灯丝电流电压的关系。7.2 原理图见图1-7中符合详7.8 测试方法范规定的任何一种。

10、将高压时间腔制器调在某一时间上E，调节灯丝电流电压至某一值，加上给定的管电压，如电压在加载时下跌，则应提高管电压，再次加载，直至管电压在加载时仍符合给定的数值，并读取相应之阳极电流值。用同样方法可测出在一组给定管电压下的一组)l.=f(/r)曲线。注I1)某一时间是指该时间下所施加能量小于管子允许加鸭山阳&.1 X 用极定性的测试1.1 定义阳极电流稳定性是指X射线管在规定的工作条件下，并在规定的时间内，阳植电流最大变动量与其起始阳极电流之1.2 原理图见图1-7中符合详细规范规定酌任何一种。1.8测试方法加上按详细规范规定的灯丝电流电压值，经规定预热时间后，升高营电压至规定值，同时快速灯丝电

11、流电压使阳极电流达到详细规范规定值，开始计时，在规定的时间内，读出阳极电流大变凡矗。也灯丝电8 X射线8. 1 定义8.1.1 X 度小于1:0.2 %。试X射线管工作时，加在X射线管阳极上的功率。其值由下式计异P=fxUx/. (1) 式中IP一_X射线霄功率，WJ f一一由管电压波形和阳极电流波形所确定的常数，GB 12079一U一一营电压，kV, I一二阳极电流，mA。9. 1. 2 X射线管最大功率是指在一定使用条件下，X射线9.1.3 最大连续功率是指能连续加载的最大功率。9.1.4 最大短时功率是指每次短时间加载的最大允许功率。注，除非另有规定，试验前管子为冷态。9.2 原理图见图

12、1-7中符合详细规范规定的任何一种。9.3 9. 3.1 最大连续功率的测试允许值。加上按详细规范规定的灯丝电流(电压)，经规定的预热时间后，加上按详细规范规定的管电压的一半，调节灯丝电流(电压)，使阳极电流达到在规定的营电压下最大连续功率所确定的电流值，然后以不大于10kV/s的速度升至规定值，与此同时调节灯丝电流电压)，使阳极电流保持不变。试验时间由详细规范规定。9.3.2 最大短时功率的测试z将高压时间控制器调在比特定时间略小的时间上，参照详细规范规定的I.=f1. 1 0.100 :! 0.005 0.500:! 0.010 针孔要尺寸如图10所示。GB 12079 89 D 4 国.

13、叫八80土10 中E图10针孔光阑的主要尺寸针孔光|调必须用下列材料之一制造z鹊、担、含铀10%的金铝合金、10%的铀锹合金。10.3.1.2 胶片必须用射线摄影用微粒胶片拍摄，不用增感屏，例如牙科射线胶片。10.3.1.3 针孔照相机的准基准轴线与轩孔轴线所成的角度小于或等于10-Jrad见困11。10%的鹊镣合金、含辙针孔轴线a O.95E. m -t- ( 3 ) n m - p 2 1. 1 E 1 10.3 .1.6 负载因素射线照片的负载因素按表3规定。表3负载因素X射线管最高工作管电压U负因素kV 管电压阳电流U 150 50% 高工作电压率50%的阳极电流如果表3规应不符合X射

14、线管正常使用的条件，则可在详细规范中另行规定。、E放大倍率E来确定。10倍放大镜用目力检查，放大镜上有间隔为0.1mm见光阑对称轴线所成的角度小于或等于1O-3rad，常是焦点宽度。NOO-射密度在1.0至1.一一图13焦点失真时测定的方向10.3.2 焦点狭缝射线照相法适用于工作电压至200kV的医用诊断X射线10.3.2.1 狭缝照相机狭缝照相机的狭缝光阑尺寸见图14。, 向相5 光|澜的基本尺寸一宽度方向高区域的局部超过0.2漫射密度。GB 12079一高辐射强宽度尺寸3 OOOlx, 制造狭缝光阑的材料与针孔光10.3.2.2 胶片同10.3.1.2条。10.3.2.3 狭缝照相机的准

15、直基准轴线应通过狭缝光|洞人射面中心，与挟图15。八图14相同。叫料。国10.8.1.7 焦点针孔射线照片的拍胶片的曝光程度必须使充分胶片灰雾度和片基本10.3.1 .8 焦点尺寸由焦点射线照片的长焦点射线照片从背面照明，的网格。如照片相失真，则宽度方向可以选的方向，见图13。1.5 1. 1 10.3.2.7 负载因素同10.3.1.6条。射线照片的放大倍率放大倍率E=去E 3 E2 E 1 10.3.2.8 焦点狭缝射线照片的拍摄同10.3.1.7条。10.3.2.9 焦点尺寸必须根据两张焦点狭缝射线照片确定。对每一张焦点狭缝射线照片，的中点处，狭缝影像宽度的三分之一或二分之一中心部位黑度

16、最高区域测量胶片时从照片背面照明，照度约30001x，通过10倍放大镜用目力检查，放大的网格。焦点的尺寸由焦点扶缝射线照片的长度和宽度尺寸除以放大倍率E来确定.在放大倍率的。0.1mm G8 12079一11 X射线管辐射能通量密度均匀性的测试11.1 定义辐射能量通量密度均匀性是指X射线管在特定的有用射线输出区域上辐射强度的不均匀性。以E =与旦x1刚来表示其中M为各测量点中辐射强度最大值，N为最小值。11 .2 原理图见图1-7中符合详细规范规定的任何一种。11.3 测试方法11 .3.1 结构分析用管各输出窗辐射强度均匀性的测试。11.3.1.1 将X射线胶片放置在紧紧靠着射线输出窗口的

17、不透光盒子内。11.3.1.2 用详细规范规定的条件进行一次曝光。11 .3.1 .3 用黑度计测量各窗口翩才场胶片黑度的平均值取3-4点来衡量该窗口辐射能通量密度的大小，测量时注意使每个测定点的区域不超过最大照射场尺寸的5%，胶片黑度的拍摄要求见10.3.1.7条。11.3.1.4 由各窗口测得的辐射场胶片黑度的平均值来确定各输出窗辐射能通量密度的不均匀性。11.3.2 周向辐射X射线管射线强度均匀性的测试。周向辐射X射线营的测量点，是在有用射线区域内，与管子轴线垂直的平面上，与管子轴线等距且以1200角度配置的3个点上进行。用X射线剂量仪来测定辐射能量密度的均匀性。12 X射线管X射线齐量

18、率的测试12.1 定义X射线剂量率是指在规定的距离及方位上，在规定的电压、电流下测得的单位时间内的照射量数值，单位为C kg- . S -1或mCkg- h-。12.2 原理图见图1-7中符合详细规范规定的任何一种。12.3 测量方法将剂量仪的探头放在详细规范规定的距离及方位上，在规定的电压、电流下测试，当剂量仪有稳定的指示后读取剂量率值。注s如详细规范上未指定测试点的方位，则认为测试点位于射线束中心线上，并且认为在管外无其他衰减材料情况下测试大气除外。13 X射线管固有滤过曲测试13.1 定义固有滤过是指X射线管本身部件对X射线的措过。用相当于等量椿过的皱、铝或铜的厚度来表示。13.2 原理

19、图见图1-7中符合详细规范规定的任何一种。13.3 测试方法测试装置原理图如图16所示。GB 1.2079一.窗管81片咽，-ON-NEao-N 半值层仪ONH 图16固有滤过测试原理图其中镀窗营与被测营的靶材和靶角相同。如靶角不同，可以通过倾当被测管输出窗主要由镀或其他类似物质组成时，滤片用镀。当被测管最高工作管电压不超过200kV时，滤片用铝。当被测管最高工作营电压从150kV到400kV时，滤片可用铜。时被测管与皱窗管测试条件完全相同(包括管电压、电流、距离、方位。高工作营电压的一半(或由详细规范规定)，阳极电流由详细规范规定。13.3.1 测出不同厚度滤片(Be、AI或Cu)与第一半价

20、层的关系曲线如图17)。13.3.2 测出被测管的第一半价层值A。13.3.3 由图17曲线找出其相应的滤片厚度B。则B直即为被测X射线营的固有滤过。靶角出来的射线束。电压为AA 第-半价层一一一一81片厚(mm)B 值，由图17一半价出其图17滤片厚度与半价层关系注2另一种测试方法是找出被测X射线管窗口组成的代用物质。由该物质取代滤片，曲线找出其相应滤片的厚度，即得到被测管的固有滤过值。试X射线管光14 质14.1 定义X射线光谱纯度是单色工作的X射线管靶iI材料特征谱线K.1对杂质谱线的相对强度，以i普线积分强度与靶面材料特征谱线K.1积分强度之比来衡量，其比值称为杂质i普线相对14.2

21、原理图。GB 1207 见图1-7中符合产品标准规定的任何一种。14.8 测试方法光谱纯度的测试是在电压和电流稳定度不大于0.2%的X度不大于0.2%的应用X射线衍射原理(n.= 2 dsi nO) X射线光谱纯度测试的光路结构如圄18。衍射仪上进行。也可以采用电压和电成的其他装置上进行。其中:a.光源、分光晶面与接收狭缝4之轴线互相平行，b.分光晶面与衍射仪圆轴心相重合，C.兀源与攒技狭缝4应位于衍射仪圆周上，d. 、挟缝1、s.、2固定不动，3、S2、4及以2倍于分光晶面的角速度同步旋转。F 1(二180 衍射仪L: F200 3 3 一一S, 光束接收部分4 图18光谱纯度测试光路结构示

22、意图F一光源，S I、S2一索洛狭缝，1一第一狭缝开放), 2一发散狭缝(1/6。或O.02m m) , 3一收剑狭缝同2) , 4一接收挽雄(O.lmm)，v一计数管将射线管装在衍射仪上图18F，在详细规范规定的条件下，的谱线图，如图19或20所示。射线GB 12079一K. K剧K. K. K. 杂质线杂Jt线8 19 单色X射线图20色X射线14.3.1 检查谱线图中，各特征谱线积分强度相对值应符合表5之规定检查线所在角，可按n.= 2 dsinO计算，.为波长。表5各特征谱线积分强度相对比值(K系)特征谱线相对度(K系)及波长(lO-Om)靶材t 2 强度被t是波长强度铜100 1.

23、5405 46.0 1.5443 15.8 格100 2.2896 50.6 2.2935 21.0 铁100 1.9359 49.1 1. 9399 18.2 钻100 1. 788 9 53.2 1. 7927 19.1 鸽100 0.2089 47.0 0.2138 18.1 铐100 0.6132 51. 1 0.6176 25.3 银100 0.5593 51. 7 0.5637 24.0 铝100 0.7092 50.6 O. 7f3 5 23.3 100 1. 657 8 47.6 1. 6616 17.1 d为分光晶体晶格常数，L: F 200之2d = 4.028。如果各特征

24、谱线相对强度值偏离表5应有比例数10%以上时，则应重新调整大于60.6或小于40.6时，必须加衰减门且削。14.3.2 计算方法K. -8 即可。各谱 。1波长1. 3921 2.0848 1. 7565 1. 6075 0.1843 0.5455 0.4976 0.6322 1. 5001 。如格K 02 H = z x 100% ( 5 ) /l , 式中:H一一杂质谱线相对强度，Az一一最强杂质谱线积分强度，A，一一靶材特征谱线K01积分强度。注g某波长谱线的积分强度，一律以该线峰包线包围的面识计算，可用积分仪测量或以矩形近似法计算。每一矩形之宽度不大于3mm，也可以取衍射仪记录纸每一小

25、格的宽度作为矩形宽度。对图20可先算出Ko(&P GB 1 0 , +1 )总识分强度，再接表5比值折算出K0强度后，按(5 )式计算杂质谱线相对H值。也可以先出Kp ，识分强度，再按表5比值折算K0离!ll.o如果K0和K01在莫高次被(n=2dsin8中取，.= 2以上时可以分开，则可在大角度处，出高次谱线圈，利用英同次被峰包线识分强度计算杂质谱线相对强度H如果既得请线圈中，杂质i兽线很小而难以计算识分强度时，可在该杂质谱线所在角附近，减小衰减率重新小范围扫描，利用其较大峰包线在出积分强度后，再缩小相应倍数即可.本方法也适用于点焦点X射线管光谱纯度测试。若被测管之外形尺寸或冷却方式与现行衍

26、射仪管套不相适应时，必须设计配置专用管套.15 耐压的15.1 定义灯丝栅极间耐压是指栅控X射线15.2 原理图的电压。见图21。试电源电压15.1 测试方法把。18 X射线管阳18.1 定义电流否截止的试验。18.2 原理图见图7。18.1 测试方法依次加上射线计量仪附加说明:。电压从t 限流也阻-+ 21 灯丝上升至详细的被测管A _. v 压持压是指栅控X射线高工作管电压及阳极电的灯丝电流电压、阳极电电流是否截止。本标准由中华人民共和国机械电子工业部提出。本标准由机械电子工业部电子标准化研究所、杭州电子管厂负责起平。主要起草人胡借光、周云仙、华惠英、符锡璜、陆志胜。, 无绝缘破坏的压下，阳极高工作管电压，然后用X