CT球管的结构以及故障原因与维修措施

摘 要：在临床诊断工作中，CT机作为一项仪器设备，对于内脏、心脑血管甚至全身的检查具有重要的作用。但是，由于CT机连续工作时间较长，损耗比较大，因此容易出现故障，尤其是核心部件球管。因此，如何在使用的过程中进行故障维修，以及了解一定的日常保养方法，是操作与维修人员必须掌握的技能。文章首先介绍了CT球管的结构和工作原理，然后分析了常见的故障及维修方法，最后提出一些维护保养的措施。

关键词：CT球管；结构；故障原因；维修方法

CT，即计算机体层摄影，是对人体内部的组织器官进行影像化的主要手段，主要由扫描装置和计算机系统组成。其中，扫描装置由X线束发生器、球管、探测器（接收、检测X线）组成，是整个CT机的核心部位。了解球管的结构原理，掌握正确的使用方法，能够处理小的故障并且精心养护，是提高工作质量、延长使用寿命的有效途径。以下作者对此提出个人观点。

1 CT球管概述

1.1 CT球管的结构

CT球管主要由管芯、管套、绝缘油、散热器、附属配件组成。这其中，核心部分是管芯，分为阴极和阳极。管芯的制造具有复杂的工艺，在世界范围而言，只有不多的厂家能够生产功率较大的管芯。在CT机上应用的管芯是旋转阳极管芯，主要由轴承、靶面、转子组成。这种管芯的特点是，能够在小的焦点下，使用更大的电流来工作运行。众所周知，金属能够传导热量，同时也具有热阻力，管芯工作在小焦点、大电流的条件下，会在靶面产生高温。电子束的轰击位置如果是处于变化中的，变点环就能够在电流更大的情况下工作，靶面产生的热量就有时间向金属内部传导，曝光时的功率能够达到100KW以上。这其中，99%的功率转化为热能，1%的功率转化为X射线，热能留在阳极上。因此，对于管芯来说，散热非常重要。

1.2 CT球管的工作原理

CT球管的本质是一个高度真空的阴极射线二极管，能够产生X线。它的工作过程可以简单描述为：阴极灯丝在12V电流下被加热，产生自由电子并不断聚集。此时将高电压（40-150KV）作用在阴阳两极，由于电势差很大，就会在强电场下使自由电子束由阴极向阳极撞击，同时产生能量交换，将1%的电能转化为X线，由窗口进行发射。其余99%转化为热能进行散热。

2 CT球管的故障和维修措施

2.1 灯丝开路、半开路

故障表现：扫描时有高压，但无管电流电压不稳定。故障原因：对X线管的阴极灯丝进行加热，有电子发射能力时，在两极加载正向电压就会有电流通过。因此如果扫描时有电压、无管电流、灯丝供电正常，一般可断定为灯丝开路。维修措施：测量灯丝电阻，测量的电阻值应该小于2Ω。若灯丝断开，开机时、进行JEDI generator heater测试时会有灯丝开路的提示。另外需要注意，灯丝如果处于半开路的状态，就会导致通电时开路、断电时连通，需要多次测量，防止误判。

2.2 管芯真空度下降

故障表现：启动扫描时会出现过载报警。故障原因：第一，金属靶面汽化或损伤，导致真空度降低；第二，由于球管长时间不用导致气体渗入，或者管芯玻壳有裂纹导致油渗入，高温碳化后产生油气，致使真空度下降。故障判定：一旦出现这种情况，扫描时就会出现XG FAIL的报警信号；在进行generator test的No load测试时，不卸高压电缆的情况下40kV就会导致阴阳极打火。维修措施：直接更换球管。

2.3 旋转阳极无法运行

故障表现：CT机无法执行扫描指令，出现旋转阳极报警。故障原因：第一，旋转阳极定子线圈损坏，如出现短路或开路；第二，旋转阳极转子卡死；第三，轴承磨损导致间隙过大，在通电的情况下磁场分布不均导致吸死。故障判定：进行generator test中的rotor测试，仔细听球管的运行、加速、刹车的声音，测量两相线包电压，同时根据报错代码来综合分析判定。

2.4 油循环停止、球管温度过高

故障表现：管套内部温度过高，管壳出现温度报警，甚至工作终止，当温度下降后又能够继续工作运行。故障原因：当CT球管工作运行时，靶面上会产生很多热量，在冷却油的循环系统，以及风扇散开油温的帮助下，从而确保工作的连续性、稳定性。如果油循环故障，或者风扇不能散开油温，就会造成以上故障。

2.5 球管漏油

故障原因：密封件损坏。维修措施：找出密封件的损坏之处，对其进行修补或更换。

2.6 套管高压打火

故障表现：工作运行中止，显示过载报警，扫描工作正常但重建图像有干扰线。故障原因：第一，布线的位置不合理，高压线和外壳距离比较近；第二，绝缘油的质量差，或者出现碳化现象；第三，管套内部有残余气体，或出现漏油情况引起放电。维修措施：换油，然后再抽真空。

3 CT球管的日常保养

CT球管在长期工作运行中，其一，阳极蒸发的金属会附着在管壁上；其二，阴极灯丝逐渐变细导致阻力增大，会降低发射电子的能力；其三，球管曝光的次数也有限制，一般在10-20万次之间。如果日常保养工作做得好，就能够延长球管的寿命。

3.1 日常保养

第一，定期检查油循环是否正常，清除散热片上的灰尘。第二，定期检测电源的状态，看电源的相位是否稳定，测量地线的阻值，检查接地线是否良好接地，电压在额定电压的±15%以内。第三，保证高压电缆和球管良好接触，确保电缆插头硅垫和高压硅脂完好无损，接触零部件没有杂质。第四，定期查看各种工作参数，例如电流值、管电压、曝光时间等。另外，校正过载保护装置，使其在正常负荷内运行，不要超出散热比率和热容量。第五，制订维修计划，维修记录和故障排除都要建立档案保存。

3.2 预防措施

第一，扫描工作停止5小时以上，对球管进行预热后再扫描，能够延长使用寿命。第二，不要采用长时间连续扫描的形式，保证每次扫描之间有一定的间隔时间，使球管冷却之后再进行下一次扫描。第三，球管老化之后，根据实际使用情况调整扫描参数，重新建立参数表。第四，在仪器操作时注重检查冷却系统，如果出现问题或故障，及时排除。

4 结束语

如何提高医院的服务质量，实现科学高效的管理，就要从小事入手。CT机的球管价格昂贵，定期更换占据了整台设备运转的大部分费用。因此，操作与维修人员在掌握球管结构原理的基础上，能够处理常见的故障，掌握一定的维修保养技术，既延长了设备的使用寿命，也降低了管理费用，因此意义重大。

参考文献

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