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    >技術資料>應用說明

    X射線管和高壓電源的類型
    發布時間:2022-11-01    來源:威思曼    瀏覽量:276

    X射線管和高壓電源的類型

    X射線管有多種形狀和尺寸以適應不同的應用,也有多種高壓電源和控制電路可供使用。本節介紹了各種類型的 X 射線管和三種高壓電路:簡單 X 射線管、帶 Be 窗口的 X 射線管、旋轉陽極 X 射線管、陶瓷 X 射線管、端面窗X射線管、X射線衍射儀用X射線管、微焦點X射線管、開放式X射線管(透射靶X射線管和反射靶X射線管)。將討論三種類型的高壓電路:陽極接地、陰極接地和雙極。

    簡單的 X 射線管

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    一個簡單的 X 射線管由產生熱電子的燈絲(陰極)和在電子碰撞時產生 X 射線的陽極組成,固定在玻璃管中并抽真空。其中許多管子都比較小,使用的電壓范圍從 20 kV 到 130 kV。它們用于使用 X 射線進行無損檢測、異物檢測、分析和醫療應用。它們通常放置在充滿絕緣油的特殊金屬外殼(X 射線管外殼)中,以減少 X 射線泄漏并使其安全且易于處理。在某些情況下,表面覆蓋有樹脂或其他材料。在基礎設施等的無損檢測中,使用充滿絕緣氣體的X射線屏蔽箱代替絕緣油,以減輕X射線裝置的重量。

    鈹窗 X 射線管

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    鈹窗 X 射線管是一種 X 射線管,在 X 射線的輸出部分附有鈹(元素符號 Be,原子序數 4)。X射線管電壓范圍從幾千伏到80kV,主要用于X射線分析。它們比普通的 X 射線管貴約 2,000 美元。

    旋轉陽極 X 射線管

    旋轉陽極 X 射線管是一種 X 射線管,當被電子束撞擊時產生 X 射線的陽極在其中旋轉。通過旋轉陽極,可以分散熱量,增加管電流以增加X射線的強度。它主要用于CT和X射線等醫療應用。由于其結構復雜,它是一種非常昂貴的X射線管。

    旋轉陽極 X 射線管

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    陶瓷 X 射線管

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    陶瓷X射線管是一種真空管,其中X射線管的絕緣部分由陶瓷代替玻璃制成。它們耐熱、耐沖擊,主要用于無損檢測和XRD。其他由陶瓷制成的小型 X 射線管也用于手持式 X 射線熒光分析儀和軟 X 射線電離管。

    端窗 X 射線管(XRF 用 X 射線管)

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    端窗X射線管是鈹窗位于X射線管端面的X射線管。由于產生 X 射線的陽極位于鈹窗口的末端附近,因此可以縮短與分析樣品的距離,并且可以發射更多的 X 射線。X射線管的電源是陰極接地的高壓電源,管電壓從50 kV到80 kV,功率從50 W到4 kW。


    X射線衍射儀用X射線管(XRD X-ray Tubes)

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    用于 XRD 的 X 射線管是用于 X 射線衍射儀 (XRD) 的 X 射線管,其設計易于互換,因為根據分析目標使用不同的目標材料。XRD用X射線管由多家公司銷售,互換性強,可供不同制造商使用。但是,需要注意的是有兩種類型:短陽極和長陽極。市場上還有玻璃和陶瓷管類型。電壓最高可達60kV,但X射線管功率較大,從1kW到4kW不等,需要水冷冷卻。用于 XRD 的 X 射線管為陽極接地型。


    微焦點 X 射線管

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    微焦點X射線管是一種X射線發射面積很小的X射線管,從幾微米到幾十微米不等。在微焦點 X 射線管中,燈絲產生的電子會聚并撞擊陽極(靶)以產生 X 射線。產生 X 射線的區域稱為焦點,通過將焦點縮小到微米級,即使放大 X 射線圖像也可以獲得清晰且幾乎沒有模糊的 X 射線圖像。為此,微焦點X射線管被用于對具有精細結構的電子器件進行無損檢測。
    微聚焦 X 射線管需要多個電極以及用于加速的高壓電源以聚焦電子。使用90kV至150kV的加速電壓。微焦點X射線管有兩種類型:開放式X射線管和密封式微焦點X射線管。

    開放式 X 射線管(透射靶 X 射線管和反射靶 X 射線管)

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    開放式 X 射線管是一種可更換燈絲和靶材的 X 射線管,用真空泵將 X 射線管內部抽真空以產生真空。大多數開放式 X 射線管具有微焦點或納米焦點大小的焦徑,這使得它們即使在放大時也能以最小的模糊程度捕獲小部件的圖像。開放式X射線管有兩種類型:透射靶型和反射靶型。反射靶型使用電子入射側產生的 X 射線,就像普通的 X 射線管一樣。另一方面,透射靶型開放式微焦點X射線管使用靶材料,例如沉積在鈹窗或金剛石窗上的鎢。當電子入射到鎢靶上時,X 射線會在 360 度的所有方向上發射。在反射式 X 射線管中,由于靶材較厚,因此在靶材背面發射的 X 射線非常小。在透射靶X射線管中,鎢靶很薄,基材(窗口材料)是鈹或金剛石,所以很多X射線從背面發射。透射靶型微焦點X射線管利用這些X射線。使用透射靶,X 射線焦點(X 射線發生點)和樣品之間的距離可以做得很短,從而實現大放大倍率。然而,由于靶材的熱容量,不能增加靶材電流。開放式 X 射線管是市售的,加速電壓范圍為 100 kV 至 300 kV。在透射靶X射線管中,鎢靶很薄,基材(窗口材料)是鈹或金剛石,所以很多X射線從背面發射。透射靶型微焦點X射線管利用這些X射線。使用透射靶,X 射線焦點(X 射線發生點)和樣品之間的距離可以做得很短,從而實現大放大倍率。然而,由于靶材的熱容量,不能增加靶材電流。開放式 X 射線管是市售的,加速電壓范圍為 100 kV 至 300 kV。在透射靶X射線管中,鎢靶很薄,基材(窗口材料)是鈹或金剛石,所以很多X射線從背面發射。透射靶型微焦點X射線管利用這些X射線。使用透射靶,X 射線焦點(X 射線發生點)和樣品之間的距離可以做得很短,從而實現大放大倍率。然而,由于靶材的熱容量,不能增加靶材電流。開放式 X 射線管是市售的,加速電壓范圍為 100 kV 至 300 kV。使用透射靶,X 射線焦點(X 射線發生點)和樣品之間的距離可以做得很短,從而實現大放大倍率。然而,由于靶材的熱容量,不能增加靶材電流。開放式 X 射線管是市售的,加速電壓范圍為 100 kV 至 300 kV。使用透射靶,X 射線焦點(X 射線發生點)和樣品之間的距離可以做得很短,從而實現大放大倍率。然而,由于靶材的熱容量,不能增加靶材電流。開放式 X 射線管是市售的,加速電壓范圍為 100 kV 至 300 kV。

    三種高壓電路

    陽極接地連接

    陽極接地是一種簡單的散熱方式,因為產生大量熱量的 X 射線管的陽極可以接地。至于電源,負輸出的高壓電源連接到陰極側,但也需要用于浮動在該電位之上的燈絲的電源。此連接方式適用于 XRD 用 X 射線管、開放式微焦點 X 射線管、陶瓷 X 射線管等。

    陽極接地連接

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    陰極接地連接

    在陰極-地連接中,X射線管的一根燈絲連接到地電位,正輸出高壓電源連接到陽極側。X射線管電流由燈絲的功率控制。這種連接方式適用于密封的微焦點X射線管和端窗式XRF X射線管。對于大功率 XRF X 射線管,使用純水進行水冷來冷卻陽極。

    陰極接地連接

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    雙極連接

    在雙極連接中,負輸出高壓電源連接到X射線管的陰極,正輸出高壓電源連接到陽極。當需要增加 X 射線的加速電壓(管電壓)時使用此連接。例如,如果需要320kV的管電壓,則將-160kV高壓電源連接到陰極側,將+160kV電源連接到陽極側。

    雙極接地

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     威思曼擁有一系列可用于X射線管的電源。示例:XRN;  XRD;  XRA;  XRW;


     應用領域:X射線熒光儀、X射線點料機、X射線液位測量、X射線液位檢測、測厚儀、古董鑒定、鋁帶測厚、鋁板測厚、紙張、薄膜、鋁箔厚度的測量,在線元素分析、X射線透視、粒度檢測、密度測量、紙張成份檢測、在線流程控制、ROHS檢測、測厚、印刷電路板的檢查系統、X射線熒光分析、放射線照相領域、X射線成像、多層PCB對位,粒度檢測、密度測量、流程控制、X射線光譜學,焊接頭、導線頭檢測等。



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          威思曼高壓電源有限公司是微型高壓電源模塊、高壓電源模塊、X光射線管高壓電源、機箱高壓電源、定制高壓電源、高壓附件等高壓電源產品的制造商,公司設計并制造定制和標準高壓電源產品,功率范圍從100mW到200kW,電壓范圍從60V到500kV。威思曼產品應用領域覆蓋醫療、工業以及科研等領域。高壓電源您可以在威思曼一站式采購多個品種規格。


      威思曼高壓電源有限公司,公司擁有高壓電源研發團隊,高壓電源研發軟件和測試軟件。高電壓絕緣技術,零電流諧振技術,使威思曼高壓電源保持高穩定性、低紋波、低電磁干擾、體積小,損耗小,效率高,長壽命。威思曼高壓電源價格有競爭力,是OEM應用的理想選擇。


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