高频数字X射线管灯丝发射特性对比研究

选择X射线DR摄影系统用国产与进口X射线管,进行灯丝发射特性对比研究,评估国产X射线管满足高频数字X射线机使用的有效性。采用万东50kW高频高压发生器,在相同负载条件下,分别测试进口和国产X射线管的大小焦点灯丝初级电压、灯丝初级电流、高压初级电流,并将灯丝初级电压和初级电流换算成灯丝次级电压和次级电流进行数据分析。对应选择的多档kV,在25~100mA管电流范围内,两种X射线管的小焦点发射特性均呈线性。在125~630mA管电流范围内,两种X射线管的大焦点发射特性呈线性。在相同管电压情况下,进口X射线管小焦点发射效率高于国产X射线管平均9%左右;进口X射线管大焦点发射效率低于国产X射线管平均2%左右。国产X射线管灯丝发射特性能够匹配国产高频数字X射线机,满足临床X射线诊断使用。配套DR专用摄影系统时,可将小焦点实际焦点宽度适当减小,既可提高影像质量,也可降低灯丝损耗。     

X射线管性能对定向仪精度影响的探讨

X射线定向仪主要用于对晶体的定向,通常是测定被测晶体不同部位与该晶体几何参数之间的关系.定向仪主要由X射线管高压发生装置、计数管、测角仪、信号放大线路等组成.利用X射线的衍射特性,对晶体作定向测量.而X射线管是该仪器中的重要部件,在很大程度上决定了仪器的测量精度.本文通过对该管不同的设计、工艺试验,重点讨论X射线管的性能对仪器精度的影响.     

准点X光源成像实验台架的研制

为了研究医学系统中乳腺癌早期诊断的关键技术，研制了一台用于准点X光源成像实验台架。该实验台架由脉冲触发器电源和脉冲X射线管组成，其中脉冲触发器电源由Marx发生器、火花隙开关、电容分压器及输出段构成，采用紧凑可移动化的设计；脉冲X射线管利用冷阴极反射轰击阳极靶韧致辐射出X射线的机理，该方法可有效提高辐射出X射线点源位置的重复率，并且根据不同的驱动电压可调节阴阳极的材料及距离，保证在脉冲X射线管输出X射线光子能量≥15 keV的情况下，X射线点源尺寸可以达到≤100 μm的设计指标。Simplorer模拟结果表明：在脉冲X射线管阻抗为57 Ω时，脉冲触发器输出指标为电压169 kV，上升时间≤10 ns，脉宽≤100 ns。     

医用摄象器件

1.医用摄象器件的发展二维摄象器件被用于医用装置的历史还很浅,近二十年来,由于光导式摄象管的相续研制与改进,加之 X 射线管及 X 射线象增强器(X 射线 I.I.)性能的提高,二维摄象器件在医疗领域中得到相当广泛的应用。我们以 X 射线电视摄象管在 X 射线诊断装置中的应用来看医用摄象器件的发展。五十年代初,光电式超正析象管(I.O.)被     

诊断用50微米微焦点X射线管及其计算机辅助设计

观察诊断物体微小细节的几何放大之放射照相术,需要一个极小的X射线源。在X射线管中,这种X射线源必须使用一种非常窄的电子束。普通的X射线管有用作电子发射体的螺旋灯丝和静电聚焦极,所有这些部件均处于同一电位。这种X射线管电子束的聚焦比其它电子枪如行波管电子枪电子束的聚焦更困难。还未见过小于0.2毫米的聚焦电子束的X射线管。我们已研制出50微米微焦点的X射线管。它是借助于计算机辅助设计技术获得电子束轨迹的。在设计中考虑了空间电荷效应。作为电子发射体的螺旋灯丝的直径是0.56毫米,而聚焦电子束的宽度约50微米。     

雾衰减经验模型的适用性分析

雾衰减经验模型的计算是预测雾衰减的一种重要方法。为了将雾衰减经验模型应用到实际中进行适用性分析, 从米氏散射理论出发, 采用理论推导和仿真分析的方法, 计算了Kruse模型、Kim模型和Ijaz模型中激光在不同能见度下的衰减, 分析了3个模型在计算衰减系数时的差异, 并通过搭建自由空间光通信实验平台, 将实验结果与仿真结果对比分析。结果表明, 650nm波长的激光在雾衰减信道下的衰减结果与Kim衰减模型更接近。此研究结论为西安地区自由空间光通信系统雾衰减系数分析提供了参考依据。     

微焦X射线管电子发射系统的二维模拟

微焦点X射线管是一种焦斑尺寸在1~100μm的X光管。由于它具有高的空间分辨率,这种光管被广泛用于生物医学、生化动力学、工业无损检测、X射线显微镜以及微型CT等行业。电子发射系统是X射线管的关键部分,基于MATLAB平台分别使用蒙特卡洛法、有限差分法和龙格库塔法对电子发射系统的热发射、聚焦电场电位、电子束轨迹进行了模拟。以给定阴极尺寸的良好对焦X射线管为模型,分析了模拟数据,得出最佳焦距为15.0 mm,与标称相同。说明模拟方法具有可行性,模拟结果具有一定可信度。实际生产过程中对于设计好尺寸的阴极可以通过此方法找到理论最佳焦距并测试,将对实际生产中的对焦问题起到一定的指导和借鉴作用。     

X射线波长区的激光器

最近大大地提高了建立短波(X射线)光谱区(λ~0.01~100埃）的量子振荡器研究的兴趣。显然,在这个波长区中强功率、单色、相干和方向性的电磁辐射找到广泛的应用，无论在传统的课题中（晶体管的结构分析和固体光谱学，这里基本上是采用X射线管的辐射或者目前的同步辐射)，或者是在固体物理和X射线区域的非线性光学两门学科的邻接处的新研究领域中，可以应用在某种全息术、光化学、生物物理学、光核反应的实现等等中。     

X射线管结构与焦斑关系研究

X射线管是X射线机的心脏,是产生X射线的源泉<参考文献原文>。其焦斑大小及分布对整机图像清晰度起着决定性的作用。通过对X射线管结构特点、焦斑产生机理、电极结构与焦斑相关性实验的测试数据及理论分析等多方面的论述,探讨了X射线管结构尺寸对焦斑的影响。通过系列实验及理论分析表明:X射线管阴极结构对焦斑有巨大的影响。借助计算机模拟仿真计算,合理设计阴极结构,能够获取大小适中、分布均匀的焦斑,从而达到改善X射线机图像清晰度的目的。     

300kV超高压波纹陶瓷X射线管优化设计

X射线探伤作为无损检测的重要方法正朝着高分辨率、强透射和小型化方向发展。作为X射线探伤机核心部件-X射线管也必须满足探伤机的上述要求。本文采用Opera软件对超高压波纹管电子枪进行了仿真和优化设计,并依据优化结果制备出小型化的超高压高分辨率波纹陶瓷X射线管,耐压达到300kV,X射线焦斑尺寸为2.4mm×2.4mm,性能指标达到同类进口X射线管水平。     

X射线的穿透深度

X射线的穿透深度对硬 X射线而言 ,穿透力是很强的。对于软 X射线 ,则几乎是不透明的 ,它随着波长的增加而减弱。 X射线的穿透能力对不同的物质相差也可达 10个量级以上     

基于碳纳米管冷阴极X射线管电子源研究进展北大核心

简要介绍了场致发射的原理及其相比于热电子发射的优势,阐述了碳纳米管场发射的性能和基于碳纳米管(CNT)场发射X射线管电子源的典型结构,重点讨论了三极式与二极式碳纳米管冷阴极X射线管电子源的最新研究进展和碳纳米管X射线源的成像技术应用。今后碳纳米管场发射冷阴极取代传统的热阴极应用于X射线管电子源,可制成高时间分辨率、体积小、脉冲响应、能耗低和寿命长的微型X射线管,基于这些优势衍生出的新型X射线成像技术将推动临床医疗、安检和工业检测等领域的技术革新。     

一种新的X射线图像增强算法

基于X射线影像增强器的视觉系统所成图像的缺点是动态范围小,对比度不够高。为此,提出一种新的X射线图像增强算法。首先在高低两个不同射线管电压下分别获取两幅图像,利用离散小波变换对其进行多分辨率图像融合,以扩展X射线图像动态范围,之后再利用双平台直方图均衡算法对融合图像进行增强。实验结果显示,射线图像得到有效增强。     

激光信号在雨中的传输衰减

在观测激光信号在雨中传输时,其衰减比率随着雨滴的大小而变化,雨滴越小衰减越大.根据Mie理论和Joss等人雨滴谱分布,分析了粒子尺度及不同波长对激光散射的影响,并且计算了衰减效率因子与粒子尺度的关系,推导了光波在单球粒子和稀疏分布雨中衰减的计算公式,得到了衰减与降雨率之间的确定关系.通过数值计算发现:小雨粒子各个方向的散射光强明显大于大雨粒子的散射光强;前向散射光强随粒子半径的增加,整体呈现增加趋势,并出现了明显的上下震荡;激光信号通过雨介质传输时,小雨衰减系数较大,雷暴雨衰减较小.这解释了在实验中观测到的现象,激光信号在小雨中的衰减要比大雨中的衰减大.     

新型射线管分裂技术的计算效率研究

射线追踪的计算效率取决于射线管数量的大小,本文基于计算效率提出一种射线管分裂新技术——确定性射线管分裂法。通过与常见的两种射线追踪方法理论分析进行对比,给出需要追踪的射线管数量的解析式,表明该方法可以显著减少射线管数量。最后通过仿真计算验证了在相同追踪代数和预测精度条件下,确定性射线管分裂法具有花费CPU时间较少、计算效率较高的优点。     

基于雨滴谱分布数据库的近红外辐射衰减研究

为了研究降雨对近红外辐射的衰减,定量评估降雨对近红外设备的影响,在雨滴谱分布二元函数模型建立的基础上,提出了一种雨滴谱分布数据库的建立方法,对LAWS和PARSONS在美国华盛顿地区测量的雨滴谱分布数据进行拟合,建立雨滴谱分布数据库。基于雨滴谱分布数据库,结合米散射理论和衰减系数公式,得到了1μm,2μm和3μm波长近红外辐射的消光效率因子与雨滴直径的关系曲线,并计算了在降雨量分别为0.25mm/h,1.25mm/h,2.5mm/h,12.5mm/h,25mm/h和50mm/h条件下的近红外辐射衰减系数。结果表明,不同降雨量条件下,对于雨滴谱分布的函数关系式,正态分布具有更好的拟合效果;消光效率曲线的包络线随波长的增大而增大;拟合衰减系数和降雨强度的函数关系发现,指数函数具有很好的拟合效果。该计算结果对研究降雨对近红外辐射的衰减具有重要意义。     

临近空间高超声速目标RCS模拟技术研究

针对雷达探测临近空间高超声速目标模拟试验中的雷达散射截面（radar cross section，RCS）逼真模拟问题，提出了一种适用于临近空间高超声速飞行器等离子体鞘套下目标RCS衰减模拟方法.首先利用不同高度、不同速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率的相关数据，拟合得出不同速度、不同高度对应的等离子体频率和电子碰撞频率关系表；其次，实时查表得到给定雷达频率情况下不同目标高度与速度对应的等离子体频率和电子碰撞频率，建立目标等离子体包覆模型和电磁波传输模型，计算雷达电磁波的衰减系数和反射系数；最后，通过雷达电磁波的衰减系数和反射系数模拟出目标RCS衰减.通过与有关实测数据比对，证明了方法的合理性.仿真分析可知，利用高频率雷达探测临近空间高超声速飞行器将更容易得到连续的航迹，产生雷达"黑障"的时间更短.     

水下蓝绿激光传输的衰减系数与水体浊度关系的实验研究

衰减系数和浊度是描述水体光学性质的2个重要参量,研究两者间的关系不仅有助于对水中光传输衰减特性的了解,也是当前水下光电成像技术研究和应用的需要。本文选用了6种不同粒径的CaCO3微粒和1种SiO2微粒作为悬浮质,定量分析了加入悬浮液的水体衰减系数与浊度的关系,讨论了微粒粒径和折射率对上述关系的影响。实验结果表明:衰减系数与浊度间存在很好的线性关系;对于同种悬浮质来说,其线性拟合斜率与粒径的对数有较好线性关系,而其拟合截距也与粒径有线性关系;对于不同种悬浮质来说,微粒折射率会对拟合斜率产生较大影响。因此,目前尚难以直接得到由浊度仪测量值换算出衰减系数的普适关系式。     

激光在中性盐溶液中传输特性的研究

针对激光在中性盐溶液中的传输特性及其浓度和温度的影响,基于溶液对激光吸收、散射的理论分析,通过测试实验得到不同浓度、温度下,配制各异的氯化钠和硝酸钠盐溶液对可见波长532nm、红外波长1064nm激光的衰减系数,结果显示,激光在分析纯盐溶液中的传输特性与纯水相近,浓度的影响微弱;激光在工业盐溶液中的衰减明显,衰减系数与浓度呈线性关系;30-40℃范围内温度对钠盐溶液的影响因子为比纯水高出1～2个数量级;可见激光在中性盐溶液中的衰减以散射作用为主,而红外激光仍以吸收为主.     

X射线辐照下材料电子发射特性的模拟

稳态X射线管是一种重要的X射线辐照模拟装置,在辐照效应等研究领域有重要应用。采用蒙特卡罗模拟方法计算了50 kV,150 kV和225 kV管电压下的X射线能谱,并对X射线辐照下电子发射进行了模拟;研究了准直孔直径分别为2 mm,4 mm和6 mm条件下X射线的焦斑分布和电子发射弥散情况,以及不同能谱的X射线轰击到聚乙烯、聚酰亚胺、Si、SiO₂、Cu、Ta和W等样品上产生的电子发射能谱和电流强度等特性,为X射线辐照下材料电子发射特性的实验研究和设计提供一定的理论基础和指导。