射线数字成像技术
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3.4 冷却系统

冷却系统是外部提供给管头阳极靶的强制冷却装置,利用介质带出阳极靶热量。常见的冷却方式有循环水冷却、循环油冷却、散热器冷却和安装冷却风扇等,较复杂的冷却方式还可能采用这几种冷却方式的组合。当射线源负载率较低、管头功率较小(如小于1kW)时,常采用散热器或风扇散热;对于负载率较高、功率较大的射线管主要采用循环水冷却或循环油冷却。循环水冷却器可以加装压缩制冷器,具有廉价、高效的特点,适合于对阳极接地的单极性射线管进行冷却。但由于水的导电特性,双极性射线管就不能使用循环水冷却,因此需要循环油冷却器。大功率双极性射线管有时在使用循环油冷却器的同时,再使用循环水去冷却循环油。

射线管冷却系统的选择主要应考虑管头的最大功率、流量、冷却介质和容积等因素。同时还应安装流体压力传感器、流量传感器和温度传感器,设置相应参数的上限和下限值。如果发生压力、流量和温度异常,需要冷却器输出相应的保护信号至X射线系统控制器,以便及时关闭X射线系统。

3.4.1 介质散热冷却

这种方式主要应用在一体式X射线机和移动式X射线机上。大多数采用气绝缘的便携式X射线机,通过散热器和射线发生器外壳散热冷却。这种方式是在射线管的阳极端装上散热器,有时还安装风扇。油绝缘的便携式X射线机,是依靠射线发生器内部的温差和搅拌油泵使油产生流动带走热量,通过机壳把热量散出。

3.4.2 水循环冷却器

水循环冷却器采用循环水直接进入X射线管的阳极空腔,水流出时带走热量。这种冷却方式只能用于阳极接地电路的情况,主要应用在225kV以下的固定式X射线机和便携式X射线机上,要求水流量大于4L/s、水温低于45℃。图3-42所示为水循环冷却器的外形及内部结构。

图3-42 水循环冷却器的外形及内部结构

3.4.3 油循环冷却器

油循环冷却器采用油循环系统,冷却油经油泵进入X射线管的阳极体冷却回路,带走热量,返回油箱。为了增强冷却效果,经常采用循环水冷却循环油。这种方式主要用于冷却225kV以上的固定式X射线机。图3-43所示为油循环冷却器的外形及内部结构。

图3-43 油循环冷却器的外形及内部结构