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隨著科學技術的迅速發展，醫療設備的種類日益增多，在醫療工作中的應用也日益廣泛。它們的工作環境中對溫度的要求也很嚴格，為保證醫療設備在正確的溫度環境中工作，通常均配備冷卻和散熱系統。良好的冷卻和散熱系統可以保證醫療設備安全可靠地工作運行，并且耗能低、維修率低、工作效率高。一旦冷卻和散熱系統出現故障，將導致設備部件在工作過程中因為產生熱量而嚴重升溫，最終造成醫療設備出現異常情況甚至損壞。每年我國由于散熱性能不好而癱瘓的的醫療設備不計其數，由此帶來了重大的損失。因此對于醫療設備的冷卻和散熱系統的研究顯得尤為重要。

醫療設備中的熱源

醫療設備中的熱源是指在醫療設備的工作過程中因為快速轉動或者震動以及在高壓條件下工作等原因致使其溫度升高的內部的某些部件，由于溫度升高，導致這些部件不能正常工作，損壞醫療設備。通過調查研究發現醫用計算機的熱源有顯卡、CPU ；心電監護儀的熱源包括電路板、開關電源板；激光治療儀的熱源是激光發射管；CT機的熱源包括X射線管、電路板、探測器；DSA成像設備的熱源包括X射線管、電路板，不同廠家的產品中包含的熱源稍微不同，比如西門子DSA成像設備的熱源除了X射線管外還包含平板探測器；核磁共振成像設備中的熱源包括磁體、梯度場線圈、射頻線圈、梯度放大器；直線加速器的熱源包括加速管、偏轉磁體、加速管線圈、初級準直器、速調管、速調管線圈、脈沖變壓器等。

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醫療設備采取的冷卻和散熱的方式

通過了解熱的產生機制和傳遞方式，我們知道熱量不能自發地從低溫物體傳到高溫物體，但可以從高溫物體傳到低溫物體，利用這點，人們研究出了醫療設備中的冷卻和散熱系統，通過低溫的冷卻劑不斷循環將熱量帶走，使醫療設備能夠正常地工作。

在醫療工作中，由于醫療設備內部有熱源的存在，同時影響醫療設備內部元器件溫度的因素比較多，所以采取的冷卻和散熱措施也比較多。醫療設備采取的冷卻和散熱的方式主要有固體散熱器散熱方式、自然風冷方式，強制風冷方式、循環水冷方式、循環油冷方式、半導體冷卻方式；不同的醫療設備采用不同的冷卻和散熱方式，中小功率醫療設備常用強制風冷來進行散熱；在高溫環境條件下工作以及在工作過程中有較高的產熱率的電子元器件或部件比較適合用擁有比較高的冷卻效率的液體冷卻方式進行冷卻；對于在工作過程中有很高產熱率的元器件，當常規的冷卻形式無法滿足要求時，可以采用諸如蒸發冷卻、熱管、沸騰蒸發、微通道冷卻或者噴射冷卻方式甚至熱電制冷等其他冷卻方式進行冷卻。多種大型醫療設備會采取兩種或者兩種以上的散熱方式對內部的元件進行冷卻和散熱。

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CT 機的冷卻和散熱系統

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3.1 CT機X射線管冷卻模塊

CT機的冷卻和散熱系統一般包括兩個模塊，即X射線管冷卻模塊和掃描機架冷卻模塊。工作時，CT機的X射線球管靶面承受高速運動的電子束轟擊，有99%的電子束動能轉換為熱能，為了給靶面降溫，先由高壓變壓器油將靶面上的熱量帶走之后通過風扇對油的散熱來確保CT機可靠和穩定地連續工作，即X射線管用絕緣油與空氣進行熱量交換。

CT機X射線球管冷卻模塊是一個密閉的油循環回路，純凈的高壓變壓器油灌滿回路管道，對CT機X射線球管進行絕緣保護和散熱。CT機X射線球管冷卻模塊的組成部分包括油循環傳感器、油溫度感應電阻、油循環泵、油箱、熱交換器及散熱風扇、油壓力開關和球管狀態檢測電路板。油循環泵給高壓變壓器油在油箱、熱交換器管道內循環流動提供動力，一個頻率與高壓變壓器油的流速成正比的脈動直流電壓信號由油循環傳感器輸出，油箱內的油會因受熱而膨脹，超過設定的壓力時，油壓開關閉合，同時給出油壓出錯信號。油溫檢測電阻檢測高壓變壓器油的溫度，油箱內油的溫度升高它的阻值反而減小，油溫出錯信號在變壓器油達到一定溫度時給出。系統會在油循環、油壓、油溫這三路信號中有一路出錯立即進行鎖止，X射線管受到保護。

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3.2 CT機掃描機架冷卻模塊

掃描機架靜止部分通過強制風冷方式和循環水冷方式進行熱量交換。采用水冷機給CT機架內部降溫，整個模塊的循環過程為來自水冷機的冷水經過冷水管進入機架內部的水-空氣熱交換器，在此，冷水與機架內部的熱空氣進行充分的熱量交換后，帶走機架內部的熱量（包括安裝在機架內X射線管被油帶走的熱量以及電路板的熱量等），冷水因吸收熱量變成熱水，熱水管把熱水送入水冷機內部的制冷劑-水熱交換器，在此，制冷劑將熱水中的熱量帶走后制冷劑轉變為氣態，壓縮機將其壓縮成高壓狀態后在制冷劑-空氣熱交換器處由風機吹走的大量空氣將其冷卻，熱量最終被傳出室內，液化后的制冷劑回流到制冷劑-水熱交換器。

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3.3心血管造影機X射線管冷卻和散熱系統

心血管造影機一般使用循環水冷（也有機型采用循環油冷）方式對X射線管進行冷卻。整個冷卻和散熱系統組成部分包括溫度探測器、控制電路、油循環模塊、水循環模塊、制冷劑循環模塊等。

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3.4直線加速器的冷卻和散熱系統

直線加速器的冷卻和散熱系統基于制冷機的工作原理，它采用循環水做為介質進行熱量交換，由冷劑制冷給水降溫，再通過水對直線加速器部件進行降溫，如此不斷地循環，將微波源等部件在工作過程中產生的熱量帶走。為保證直線加速器部件處在相對恒定的溫度狀態下，冷卻和散熱系統需要一定的壓力和流量。