專利名稱：X射線管裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及X射線管裝置，它可以在較長時間內(nèi)輸出適合于射線檢查的一定劑量的X射線。
背景技術：
在醫(yī)療診斷裝置和無損測試裝置領域中，X射線廣泛地用于獲得被測物體的圖像，即物體照片。例如如果要獲得物體的X射線圖像的靜止照片，主要使用加強膜和膠片。例如如果要獲得活動圖像信息，則使用X射線成像管(X攝像檢測器)。
目前，在使用X射線成像管使物體成像的方法中，使用具有不同焦點的兩個燈絲，并以小焦點將射線檢查劑量的X射線施加到物體上以獲得其活動圖像信息。此時，在具體情況下或者在要獲得其圖像的膜中，廣泛地使用一方法，其中用于靜止圖像的大焦點的大劑量X射線被施加到物體上以獲得其靜止圖像。
例如，日本專利申請KOKAI Pub.No.2002-83560已提出了一種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，它具有大焦點的燈絲21a和小焦點的燈絲21b。
此外，日本專利申請KOKAI Pub.No.6-290721已提出了一種旋轉(zhuǎn)陽極X射線管，其中兩個燈絲3被設置于各聚焦槽7上，其中固定器4放入其間。
目前，當通過使用以上的X射線成像管以小焦點施加輻射檢查劑量的X射線獲得物體的活動圖像時，即使在獲得圖像中也期望獲得具有最大分辨率的圖像。
但是，當提供給小焦點燈絲的電流增加以提供射線檢查劑量時，存在燈絲的工作溫度上升從而急劇縮短燈絲壽命的問題。
由于需要在用于靜止圖像的大焦點的燈絲達到其壽命盡頭之前改換X射線管，這增加了集成有X射線管的醫(yī)療診斷裝置和非破壞性測試裝置的運行成本。
特別是，在醫(yī)療診斷裝置中，存在不能中止測試和等待的情況，且不能通過簡單地改變燈絲(或X射線管裝置)來解決該問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種X射線管裝置，在通過以小焦點施加射線檢查劑量的X射線獲得物體的獲得圖像時它可以長時間輸出適用于射線檢查的劑量的X射線。
本發(fā)明已解決以上問題，并提供了一種X射線管裝置，它包括陽極，它輻射X射線；以及電子槍，它具有發(fā)射熱電子以便與陽極碰撞的燈絲，以及會聚由燈絲發(fā)射的各熱電子并在陽極的預定位置中形成各焦點的會聚電極，其中燈絲是至少兩個，且這至少兩個燈絲被設置在離開形成電子槍的陰極主體上提供的凹部分的深度方向上最深位置的對角位置。
附圖概述圖1是示出可應用本發(fā)明實施例的X射線管裝置的實例的示意圖。
圖2是示出圖1所示的X射線管裝置中陰極電子槍的燈絲和會聚電極之間的關系實例以及陽極的焦點位置的示意圖。
圖3是圖2所示的電子槍的燈絲和會聚電極的平面圖。
圖4是示出可應用于圖1所示的X射線管裝置中的陰極電子槍的燈絲和會聚電極的修改實例的示意圖。
圖5是圖4所示的陰極電子槍的燈絲和會聚電極的平面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考


本發(fā)明的實施例。
如圖1所示，X射線管裝置1具有X射線管主體2，其中提供X射線管裝置1以便允許X射線射線檢查圖像被投射到X射線成像管用于檢測X射線圖像，而X射線管主體2可以將預定波長和預定強度的X射線輻射到預定方向。X射線管裝置1填充有絕緣油3，它氣密地保持X射線管主體2。此外，在X射線管裝置1的預定位置，提供了定子5用于將推力(thrust)(磁場)施加到X射線管主體2內(nèi)提供的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)4上。
在X射線管主體2的外殼6內(nèi)的預定位置，具有發(fā)射熱電子的陰極電極槍7和通過(來自陰極電子槍7的)熱電子的碰撞輻射X射線的陽極8。陰極電子槍7和陽極8通過絕緣材料9相互絕緣。此外，陽極8被固定在旋轉(zhuǎn)機構(gòu)(轉(zhuǎn)子)4的旋轉(zhuǎn)軸4a上，并通過轉(zhuǎn)子4的旋轉(zhuǎn)而以預定速度旋轉(zhuǎn)。
如圖2和3所示，陰極電子槍7包括第一燈絲71、第二燈絲72以及第三燈絲73。第一燈絲71可以用較大的焦點10a使熱電子向陽極8的預定位置(即，聚焦位置80)碰撞。第二和第三燈絲72和73可以以較小的焦點10b使熱電子向聚焦位置80碰撞。陰極主體7a具有一種結(jié)構(gòu)，其中設置第一到第三燈絲的整個區(qū)域是凹的，且第一燈絲71和第一會聚(converging)電極70a保持在最凹入的位置。根據(jù)第一焦點位置10a將預定量的陰極電流輸入第一燈絲71，根據(jù)第二焦點位置10b將其輸入第二和第三燈絲72和73。
第一到第三燈絲71到73被分別置于第一到第三會聚電極70a到70c的實際中心，這些會聚電極圍繞各燈絲。
會聚電極70a到70c中的每一個都例如具有矩形形狀，從而陰極電子槍7的主要部分，即陰極主體7a的一部分，將燈絲裝入其各個凹槽部分(燈絲和會聚電極接納部分)7-1、7-2和7-3。此外，分別覆蓋第二和第三燈絲72和73的第二和第三會聚電極70b和70c被設置在第一會聚電極70a的各側(cè)上，在離開第一會聚電極70a(燈絲71)的中心的對角位置(它們被設置在由槽凹位置7-2和7-3限定的各位置中)。
角度β1是一角度，它是由包括通過第二會聚電極70b的開口端(即會聚電極70b的凹部分)和陰極主體7a的表面限定的邊緣的平面與包括比所有會聚電極突出更多的陰極主體7a的一部分表面的平面形成的(以下稱作第一較小焦點燈絲的會聚電極70b的傾斜角)。角度β1被設置成落在20到40°的范圍內(nèi)。從燈絲發(fā)出的熱電子沿著從會聚電極到陽極的弧行進。因此，如果會聚電極和陽極之間的距離較長，則傾斜表面的角度應被設置成較尖銳，而如果該距離較短，則該角度應被設置為較寬，以便在陽極上相互疊加燈絲的焦點。
同時，會聚電極和陽極之間的距離被設置為避免由施加到X射線管的電壓引起的高壓電擊穿所需的最小距離。例如，在醫(yī)療診斷X射線管中，該距離通常被設定為13到18mm。就避免高壓電介質(zhì)擊穿來說，將距離設置為較長是更加有利的。但是，如果距離較長，則從燈絲到陽極的熱電子的到達率就降低，并引起管電流性質(zhì)減少的問題(不能獲得所需的電流，除非額外增加燈絲電流，從而會縮短燈絲壽命)。
因此，通常，每個會聚電極和陽極之間的距離被設定為合適的距離，該距離滿足矛盾的性質(zhì)，即高壓絕緣性質(zhì)和管電流性質(zhì)。假定該距離落在以上13到18mm的范圍內(nèi)，傾斜角就需要落在本發(fā)明規(guī)定的20到40°的范圍內(nèi)，以便在陽極上相互疊加由傾斜表面上設置的兩個會聚電極形成的小焦點。根據(jù)會聚電極和陽極之間的設定距離以及會聚電極的小焦點的尺寸改變傾斜角。較佳地，傾斜角被設置為盡可能尖銳，因為在管電流性質(zhì)方面越尖銳的角度越是有利。
以相同的方式，角度β2是一角度，它是由包括由第三會聚電極70c的凹部分和陰極主體7a表面限定的邊緣的平面與包括比所有會聚電極突出更多的陰極主體7a的一部分表面的平面形成的(以下稱作第一小焦點燈絲的會聚電極70c的傾斜角)。角度β2被設置成落在20到40°的范圍內(nèi)。無需說明的是，傾斜角β1和β2優(yōu)選在實際上被設置成彼此相等。
如上所述，在本發(fā)明的X射線管裝置中，兩個小焦點燈絲72和73被設置在大焦點燈絲71的各側(cè)上，并在離開大焦點燈絲71的中心的各對角位置中。此外，相對于陰極主體7a，圍繞各小焦點燈絲的會聚電極70b和70c的傾斜角被相等地設置成20到40°范圍內(nèi)的角度。
因此，如果這兩個小焦點燈絲72和73被同時激勵，則從這些小焦點燈絲發(fā)出的熱電子在陽極8的焦點位置80上相互完全疊加。特別是，來自兩個小焦點燈絲的熱電子準確地與陽極8的焦點位置80碰撞，而不增加焦點位置80上的有效焦點尺寸。
此外，雖然通過同時激勵兩個小焦點燈絲72和73來獲得較大的射線檢查電流，已驗證，流經(jīng)每個燈絲的加熱電流的量被降低到比額定值小，且每個燈絲72和73的壽命提升為被提供了超過額定值的加熱電流的單個小焦點燈絲壽命的約10倍。
如果提供大焦點燈絲71和兩個小焦點燈絲72和73，則在陰極7的陰極主體7a的中心以及在陰極主體7a的凹部分的深度方向上的最深部分中設置大焦點燈絲71和相應的會聚電極70a是很重要的。
特別是，已通過實驗驗證了，如果大焦點燈絲71和兩個小焦點燈絲72和73被設置在單個陰極主體7a中且大焦點燈絲71沒有設置在兩個小焦點燈絲72和73之間，則由于圍繞大焦點燈絲71的會聚電極70a以及其它會聚電極70b和70c(它們圍繞各小焦點燈絲)的電場，從兩個小焦點燈絲輻射的熱電子不能確實地在陽極8的焦點位置80上疊加。
此外，在以上的X射線管裝置中，所說明的是兩個小焦點燈絲被設置在大焦點燈絲的各側(cè)且小焦點燈絲被同時激勵的情況。但是，如果不必同時激勵小焦點燈絲，則通過向第二電極11b提供例如轉(zhuǎn)換開關，可以將加熱電流交替地提供給小焦點燈絲中的一個。這可以將燈絲的壽命提升為使用單個燈絲的情況中其壽命的至少約兩倍。
圖4和5示出圖2和3所示的X射線管裝置的修改實例。
如圖4和5所示，可以被提供幾乎相等的加熱電流的兩個小焦點燈絲72和73(即它們具有幾乎相同的輸出X射線劑量)可以設置于陰極7的陰極主體7a上，在離開陰極主體7a的凹部分的中心預定距離的位置，從而小焦點燈絲被安排在相對于陽極8的焦點位置80的對角位置。
圍繞各燈絲72和73的會聚電極70b和70c的傾斜角可以被設定為20到40°的范圍，如以上參考圖2和3所說明的。在這種情況中，如上所述，通過將以上的傾斜角設置為20到40°的范圍，從兩個小焦點燈絲72和73向陽極8的焦點位置80輻射的熱電子(將與陽極碰撞)的焦點可以被準確地相互疊加，而不會不期望地增加尺寸。
因此，通過優(yōu)化提供給每個燈絲72和73的加熱電流量，即每個燈絲72和73輻射的熱電子量，在將加熱電流同時提供給燈絲時從燈絲輻射的熱電子量可以被設定為幾乎等于從公知的大焦點燈絲輻射的熱電子的量。因此，燈絲72和73也可以用作公知的大焦點燈絲。
本發(fā)明不限于上述實施例并可以以各種方式修改而不背離本發(fā)明的精神和范圍。可以適當?shù)乇M可能多地組合實施例。在這種情況中，可以獲得組合的效果。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以在X射線管裝置中長時間地輸出適用于射線檢查的劑量的X射線。在這種情況中，通過將小于額定值的加熱電流提供給相應的燈絲，可以方便地獲得適用于射線檢查的劑量的X射線。因此，增加了燈絲的壽命，并防止了測試中止。
產(chǎn)業(yè)應用性根據(jù)本發(fā)明，可以獲得一種X射線管裝置，它可以在通過以小焦點施加射線檢查劑量的X射線而獲得物體的移動圖像時長時間輸出適用于射線檢查的劑量的X射線。
權(quán)利要求
1.一種X射線管裝置，其特征在于，包括陽極，它輻射X射線；以及電子槍，它具有發(fā)射熱電子以便與陽極碰撞的燈絲，以及會聚由燈絲發(fā)射的各熱電子并在陽極的預定位置中形成各焦點的會聚電極，其中，燈絲是至少兩個，且這至少兩個燈絲被設置在離開形成電子槍的陰極主體上提供的凹部分的深度方向上最深位置的對角位置。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線管裝置，其特征在于，會聚電極是至少兩個，且這至少兩個會聚電極被設置在延伸到陰極主體的凹部分的傾斜表面上的相同角度處。
3.如權(quán)利要求1所述的X射線管裝置，其特征在于，由包括通過每個會聚電極的開口端(即每個會聚電極的凹部分)和陰極主體的表面限定的邊緣的平面與包括陰極主體的一部分表面的平面形成的角度被設定為落在20到40°的范圍內(nèi)，陰極主體的所述一部分表面比所有會聚電極突出更多。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的X射線管裝置，其特征在于，燈絲是至少三個，會聚電極是至少三個，大焦點燈絲和對應于該燈絲的第一會聚電極被設置在電子槍的陰極主體中凹部分的深度方向上的最深位置，而小焦點燈絲以及與各小焦點燈絲相對應的第二和第三會聚電極被設置在第一會聚電極的各側(cè)上。
5.如權(quán)利要求4所述的X射線管裝置，其特征在于，由包括通過與小焦點燈絲相對應的第二和第三會聚電極的每一個的開口端(即第二和第三會聚電極的每一個的凹部分)和陰極主體表面限定的邊緣的平面與包括陰極主體的一部分表面的平面形成的角度被設定為落在20到40°的范圍內(nèi)，其中陰極主體的所述一部分表面比所有會聚電極突出更多。
6.如權(quán)利要求1或2所述的X射線管裝置，其特征在于，燈絲可以被同時激勵。
7.如權(quán)利要求4所述的X射線管裝置，其特征在于，小焦點燈絲可以被同時激勵。
8.如權(quán)利要求5所述的X射線管裝置，其特征在于，小焦點燈絲可以被同時激勵。
9.如權(quán)利要求4所述的X射線管裝置，其特征在于，小焦點燈絲和各相應的會聚電極被設置在延伸到陰極主體的凹部分的傾斜表面上的相等角度處。
10.如權(quán)利要求5所述的X射線管裝置，其特征在于，小焦點燈絲和各相應的會聚電極被設置在延伸到陰極主體的凹部分的傾斜表面上的相等角度處。
11.如權(quán)利要求7所述的X射線管裝置，其特征在于，小焦點燈絲和各相應的會聚電極被設置在延伸到陰極主體的凹部分的傾斜表面上的相等角度處。
12.一種X射線管裝置，其特征在于，包括旋轉(zhuǎn)陽極，它以預定速度被旋轉(zhuǎn)；電子槍，它具有陰極主體，該陰極主體包括每一個都發(fā)射熱電子以便與陽極碰撞的大焦點第一燈絲、小焦點第二燈絲、小焦點第三燈絲；圍繞各燈絲的會聚電極，它們會聚各燈絲發(fā)出的熱電子并在旋轉(zhuǎn)陽極的預定位置形成各焦點；以及第一到第三凹槽部分，它們?nèi)菁{各會聚電極和各相應的燈絲；以及電源連接部分，它將加熱電流提供給電子槍的各燈絲的每一個，其中容納第一燈絲和第一會聚電極的第一凹槽部分形成于陰極主體的凹部分的深度方向上的最深位置，以及容納第二燈絲和第二會聚電極的第二凹槽部分以及容納第三燈絲和第三會聚電極的第三凹槽部分被設置在第一凹槽部分的各側(cè)上離開第一凹槽部分相同的角度處。
13.如權(quán)利要求12所述的X射線管裝置，其特征在于，第二和第三燈絲由小于額定電流的加熱電流操作。
14.如權(quán)利要求12所述的X射線管裝置，其特征在于，由包括通過第二和第三會聚電極的每一個的凹槽部分以及陰極主體表面限定的邊緣的平面與包括陰極主體的一部分表面的平面形成的角度被設定為落在20到40°的范圍內(nèi)，其中陰極主體的所述一部分表面比所有會聚電極突出更多。
15.如權(quán)利要求14所述的X射線管裝置，其特征在于，第二和第三燈絲由小于額定電流的加熱電流操作。
16.如權(quán)利要求12到15的任一項所述的X射線管裝置，其特征在于，第二燈絲和第二會聚電極以及第三燈絲和第三會聚電極被設置在延伸到陰極主體的第一凹槽部分的傾斜表面上的相等角度處。
17.如權(quán)利要求16所述的X射線管裝置，其特征在于，第二和第三燈絲可以被同時激勵。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種X射線管裝置，它可以長時間輸出適用于射線檢查的劑量的X射線。在該裝置中，小焦點燈絲72和73設置于大焦點燈絲71的各側(cè)上，從而它們具有離大焦點燈絲71的中心的幾乎相等的距離，且相對于陰極主體7a，圍繞各小焦點燈絲的會聚電極70b和70c的傾斜角被設定為在20到40°范圍內(nèi)的幾乎相等的角度。
文檔編號H01J35/06GK1698174SQ20048000007
公開日2005年11月16日 申請日期2004年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月21日
發(fā)明者金神政次 申請人:東芝電子管件株式會社, 株式會社東芝