單極x射線發(fā)射器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單極X射線發(fā)射器，包括發(fā)射器殼體，其中設(shè)置具有真空殼體和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的X射線管，在真空殼體中設(shè)置產(chǎn)生電子射束的陰極和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，電子射束在聚焦軌跡上撞擊旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，真空殼體具有驅(qū)動(dòng)側(cè)的殼體壁和陽(yáng)極側(cè)的殼體壁，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極抗扭地保持在陽(yáng)極管上，該陽(yáng)極管能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)耦連的轉(zhuǎn)子軸的靜止部件上，其特征在于：轉(zhuǎn)子軸的靜止部件通過環(huán)形固定裝置與陽(yáng)極側(cè)的殼體壁相連，陽(yáng)極管包含溫度補(bǔ)償元件，轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)部件的軸承裝置設(shè)置在陽(yáng)極管的內(nèi)部，真空殼體相對(duì)發(fā)射器殼體電絕緣地布置，聚焦軌跡設(shè)置在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極的背對(duì)陽(yáng)極側(cè)的殼體壁的側(cè)面上。本發(fā)明的X射線發(fā)射器可以緊湊地構(gòu)造并且具有更好的成像屬性。
【專利說明】單極X射線發(fā)射器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單極X射線發(fā)射器。

【背景技術(shù)】
[0002]這種X射線發(fā)射器例如由專利申請(qǐng)US2012/0114104A1已知。已知的X射線發(fā)射器包括發(fā)射器殼體，其中設(shè)置具有真空殼體和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的X射線管。在真空殼體中設(shè)置用于產(chǎn)生電子射束的陰極和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，電子射束在聚焦軌跡上撞擊旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極。真空殼體具有驅(qū)動(dòng)側(cè)的殼體壁和陽(yáng)極側(cè)的殼體壁。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極抗扭地保持在陽(yáng)極管上，該陽(yáng)極管可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)耦連的轉(zhuǎn)子軸的靜止部件上。
[0003]在已知的情況中，軸承裝置、轉(zhuǎn)子軸和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極徑向上下相疊地布置并且?guī)缀紊蠜]有相互分離。轉(zhuǎn)子軸設(shè)計(jì)為空心圓柱并且包圍軸的固定的部件。陰極控制裝置(高電壓和電流)軸線平行地布置。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極在此離真空殼體的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁相對(duì)更遠(yuǎn)，由此X射線管和X射線發(fā)射器具有相應(yīng)較大的結(jié)構(gòu)空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有改進(jìn)的成像屬性的緊湊的X射線發(fā)射器。
[0005]所述技術(shù)問題按照本發(fā)明通過一種X射線發(fā)射器解決，其包括發(fā)射器殼體，其中設(shè)置具有真空殼體和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的X射線管，其中在真空殼體中設(shè)置產(chǎn)生電子射束的陰極和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，電子射束在聚焦軌跡上撞擊旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，并且其中，真空殼體具有驅(qū)動(dòng)側(cè)的殼體壁和陽(yáng)極側(cè)的殼體壁，并且旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極抗扭地保持在陽(yáng)極管上，該陽(yáng)極管可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)耦連的轉(zhuǎn)子軸的靜止部件上。按照本發(fā)明轉(zhuǎn)子軸的靜止部件通過環(huán)形的固定裝置與真空殼體的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁相連，其中陽(yáng)極管包含溫度補(bǔ)償元件并且轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)部件的軸承裝置設(shè)置在陽(yáng)極管的內(nèi)部，并且其中真空殼體相對(duì)發(fā)射器殼體電絕緣地布置，并且聚焦軌跡設(shè)置在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極的背對(duì)真空殼體的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁的側(cè)面上。
[0006]按照本發(fā)明的X射線發(fā)射器涉及的是一種單極X射線發(fā)射器，也就是X射線管的真空殼體和陽(yáng)極位于相同的電勢(shì)上。與此相對(duì)地，在兩極結(jié)構(gòu)中X射線管的真空殼體相對(duì)陽(yáng)極和陰極是絕緣的(陽(yáng)極例如處于比處于地電勢(shì)的真空殼體更高的電勢(shì)上)。
[0007]在按照本發(fā)明的解決方案中，通過轉(zhuǎn)子軸的靜止部件通過環(huán)形固定裝置與真空殼體的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁相連，則將抗扭地保持在可旋轉(zhuǎn)支承的陽(yáng)極管上的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極可以靠近真空殼體地設(shè)置。因此在聚焦點(diǎn)停留區(qū)域(其在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極上構(gòu)成聚焦軌跡)和真空殼體的外側(cè)之間形成更小的間距。此外通過轉(zhuǎn)子軸的靜止部件與真空殼體的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁的環(huán)形固定，用于單極性所需的在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極和真空殼體之間的電勢(shì)連接被保證。
[0008]在按照本發(fā)明的X射線發(fā)射器中，通過陽(yáng)極管包含溫度補(bǔ)償元件并且轉(zhuǎn)子軸與陽(yáng)極側(cè)的殼體壁相連，轉(zhuǎn)子軸的熱條件下的長(zhǎng)度膨脹通過陽(yáng)極管的溫度補(bǔ)償元件被補(bǔ)償。因此，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極在運(yùn)行中具有幾乎恒定的軸向位置，并且因此具有相對(duì)陰極的幾乎恒定的間距。電子射束的不可避免的熱漂移相應(yīng)地被減小，因此可以保證聚焦點(diǎn)幾乎恒定的位置?；趲缀鹾愣ǖ木劢裹c(diǎn)位置，則在X射線發(fā)射器的整個(gè)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)中得到保持相同高效的X射線拍攝。
[0009]真空殼體相對(duì)發(fā)射器殼體的電絕緣布置通過在發(fā)射器殼體中循環(huán)的冷卻絕緣介質(zhì)(絕緣油)得到保證。
[0010]按照本發(fā)明的X射線發(fā)射器基于其緊湊的構(gòu)造方式理想地適用于胸透設(shè)備。這種胸透設(shè)備例如在公開文獻(xiàn)“High-resolut1n spiral CT of the breast at verylow dose: concept and feasibility considerat1ns，，[W.Kalender et al., in EurRad1l(2012)22:l 至 8 頁(yè)]中被描述。
[0011]按照本發(fā)明的X射線發(fā)射器的特別緊湊的實(shí)施形式在一種結(jié)構(gòu)造型中給出。通過在陽(yáng)極側(cè)的殼體壁的外側(cè)設(shè)置冷卻結(jié)構(gòu)，可以減小在真空殼體的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁和發(fā)射器殼體的相鄰的壁之間的間距，由此實(shí)現(xiàn)X射線發(fā)射器被進(jìn)一步減小的結(jié)構(gòu)大小。
[0012]在X射線發(fā)射器一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)造型中，陰極包括定義了電子的發(fā)射方向的第一軸線，和定義了高壓輸入裝置的第二軸線，其中，第一軸線和第二軸線相互垂直地布置。由此獲得了緊湊的陰極組件，其相應(yīng)地要求較少的結(jié)構(gòu)空間，因此X射線發(fā)射器的結(jié)構(gòu)大小被進(jìn)一步降低。
[0013]在X射線發(fā)射器一種特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)造型中，陰極包括定義了電子的發(fā)射方向的第一軸線，和定義了高壓輸入裝置的第二軸線，其中，第一軸線和第二軸線相互歪斜相錯(cuò)地布置。也就是兩個(gè)軸線不會(huì)相交也不是相互平行。兩個(gè)軸線的最小間距大于陽(yáng)極管和聚焦頭的半徑的和。通過這種措施可以將結(jié)構(gòu)大小進(jìn)一步地減小。
[0014]按照本發(fā)明的單極X射線發(fā)射器適用于單極X射線發(fā)射器的所有類型。在一種X射線發(fā)射器中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)設(shè)置在發(fā)射器殼體中并且具有設(shè)置在發(fā)射器殼體外部的高壓生成單元。在另一種X射線發(fā)射器中，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)連同高壓生成單元設(shè)置在發(fā)射器殼體中(所謂的一體柜)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]以下結(jié)合附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的示意示出的實(shí)施例，但是本發(fā)明并不局限于此。在附圖中:
[0016]圖1以縱截面示出按照本發(fā)明的單極X射線發(fā)射器的實(shí)施形式，
[0017]圖2以立體圖示出具有高壓絕緣器的陰極組件的第一實(shí)施形式，其適合安裝在按照?qǐng)D1的X射線發(fā)射器中，
[0018]圖3以立體圖示出具有高壓絕緣器的陰極組件的第二實(shí)施形式，其同樣適合安裝在按照?qǐng)D1的X射線發(fā)射器中。

【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1中示出單極X射線發(fā)射器，其包括發(fā)射器殼體I。在發(fā)射器殼體I中設(shè)置具有真空殼體2和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的X射線管。
[0020]真空殼體2具有驅(qū)動(dòng)側(cè)的殼體壁21和陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22，并且按照本發(fā)明相對(duì)射線殼體壁I電絕緣地設(shè)置。
[0021]驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3包括定子31，其設(shè)置在真空殼體2的外部和射線殼體I的內(nèi)部，以及包括位于真空殼體2的內(nèi)部的轉(zhuǎn)子32。
[0022]在真空殼體2內(nèi)設(shè)置陰極4，其包括聚焦頭41，并且電子射束從該聚焦頭中射出(在圖1中未顯示)。
[0023]陰極4設(shè)計(jì)為陰極組件并且通過高壓絕緣體42相對(duì)真空殼體2絕緣地布置。在圖2和3中分別示出陰極組件的一種實(shí)施形式。
[0024]此外在真空殼體2中設(shè)置旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5，其包括陽(yáng)極體51以及安置在陽(yáng)極體51上的陽(yáng)極層52。在陽(yáng)極層52中在遇到電子射束時(shí)可以形成X射線(在圖1中未示出)，該X射線通過在真空殼體中的射出窗和通過在射線殼體中的射出窗從X射線發(fā)射器中射出，并且用于檢查的目的。在圖1中看不到射出窗。
[0025]電子射束匯集在陽(yáng)極層52上的聚焦點(diǎn)，其中聚焦點(diǎn)的停留區(qū)域在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5的陽(yáng)極層52上構(gòu)成聚焦軌跡。聚焦軌跡在此按照本發(fā)明設(shè)置在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5的側(cè)面上，該側(cè)面背對(duì)真空殼體2的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22。
[0026]旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5抗扭地保持在陽(yáng)極管6上，該陽(yáng)極管與轉(zhuǎn)子軸8的旋轉(zhuǎn)部件82剛性地相連。轉(zhuǎn)子軸8的旋轉(zhuǎn)部件82部分地伸入轉(zhuǎn)子軸8的靜止部件81中，并且通過軸承裝置7、優(yōu)選借助球軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在靜止部件81上，因此陽(yáng)極管6可轉(zhuǎn)動(dòng)地布置。
[0027]單側(cè)支承的轉(zhuǎn)子軸8通過連接元件23與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的轉(zhuǎn)子32相連。
[0028]按照本發(fā)明，轉(zhuǎn)子軸8的靜止部件81通過環(huán)形固定裝置9與真空殼體2的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22相連,這種連接在所示實(shí)施例中借助焊接實(shí)現(xiàn)。
[0029]此外，陽(yáng)極管6包含溫度補(bǔ)償元件10，其在圖1所示的單極X射線發(fā)射器的構(gòu)造中通過在陽(yáng)極管6的徑向外部區(qū)域中減小的壁厚實(shí)現(xiàn)。作為備選或補(bǔ)充，溫度補(bǔ)償元件10在本發(fā)明的范圍中也可以由不同于陽(yáng)極管6的其他材料制成。
[0030]由于轉(zhuǎn)子軸8的靜止部件81通過環(huán)形固定裝置9與真空殼體2的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22相連，則抗扭地保持在可旋轉(zhuǎn)支承的陽(yáng)極管6上的旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5可以靠近真空殼體2設(shè)置。因此在聚焦點(diǎn)停留區(qū)域(其在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5上構(gòu)成聚焦軌跡)和真空殼體2的外側(cè)之間形成更小的間距。此外通過轉(zhuǎn)子軸8的靜止部件81在真空殼體2的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22上的環(huán)形固定裝置9，用于單極性所需的在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5和真空殼體2之間的電勢(shì)連接被保證。
[0031]通過陽(yáng)極管6包含溫度補(bǔ)償元件10并且轉(zhuǎn)子軸8與陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22相連，轉(zhuǎn)子軸8的熱條件下的長(zhǎng)度膨脹通過陽(yáng)極管6的溫度補(bǔ)償元件10被補(bǔ)償。因此，旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極5在運(yùn)行中具有幾乎恒定的軸向位置，并且因此具有相對(duì)陰極4的幾乎恒定的間距。電子射束在陽(yáng)極層52上的接觸點(diǎn)(聚焦點(diǎn)的停留區(qū)域)的不可避免的熱漂移相應(yīng)地被減小，因此可以保證聚焦點(diǎn)幾何恒定的位置?；趲缀鹾愣ǖ木劢裹c(diǎn)位置，則在X射線發(fā)射器的整個(gè)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)中得到保持相同高效的X射線拍攝。
[0032]此外，在圖1所示的單極X射線發(fā)射器中，在陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22的外側(cè)上設(shè)置冷卻結(jié)構(gòu)24。因此盡管在陽(yáng)極側(cè)的殼體壁22和發(fā)射器殼體I的內(nèi)側(cè)之間的間距很小，但是也能保證冷卻絕緣介質(zhì)(絕緣油)良好的循環(huán)。因此可以保證真空殼體2相對(duì)發(fā)射器殼體I良好的電絕緣。
[0033]出于概括性的原因，沒有示出發(fā)射器殼體I的鉛罩以及用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)3的電源和用于陰極4的電流輸入裝置。
[0034]在圖2中示出陰極組件，其包括具有聚焦頭41的陰極4。聚焦頭41具有圓柱形的基礎(chǔ)形狀。聚焦頭41的其他基礎(chǔ)形狀也可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
[0035]聚焦頭41通過高壓輸入裝置43保持在高壓絕緣器42中(參見圖1)。
[0036]在聚焦頭41中在端側(cè)設(shè)置發(fā)射器44，該發(fā)射器在所示的結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)為面發(fā)射器并且處于和聚焦頭41相同的電勢(shì)上。
[0037]聚焦頭41在發(fā)射器44的兩側(cè)分別具有偏轉(zhuǎn)電極45、46。
[0038]兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極45和46相對(duì)聚焦頭41電絕緣,從發(fā)射器44射出的電子通過兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極被偏轉(zhuǎn)和聚焦。
[0039]在圖2中所示的陰極4包括第一軸線Al，其定義了由發(fā)射器44發(fā)射的電子的發(fā)射方向，并且具有第二軸線A2，其定義了用于陰極4的高壓輸入裝置43。
[0040]基于聚焦頭41和高壓輸入裝置43的布置，第一軸線Al和第二軸線A2相互垂直地布置。
[0041]在圖3中示出陰極組件，其又包括具有聚焦頭41的陰極4。聚焦頭41與按照2的聚焦頭相同地構(gòu)造。
[0042]聚焦頭41通過高壓輸入裝置47保持在高壓絕緣器42中(參照?qǐng)D1)。
[0043]在圖3中所示的陰極4同樣包括第一軸線Al，其定義了由發(fā)射器44發(fā)出的電子的發(fā)射方向，和包括第二軸線A2，其定義了用于陰極4的高壓輸入裝置47。
[0044]基于聚焦頭41和高壓輸入裝置47的布置，第一軸線Al和第二軸線A2相互歪斜相錯(cuò)地布置。在此軸線Al和A2的最小間距大于陽(yáng)極管6的半徑和聚焦頭41的半徑之和。
[0045]在圖2和圖3中示出的陰極組件在于2012年6月29日提交的申請(qǐng)?zhí)?02012211281.2的德國(guó)專利申請(qǐng)中被詳細(xì)的描述。在本發(fā)明的范圍中也可以實(shí)現(xiàn)聚焦頭41的其他實(shí)施形式。因此發(fā)射器44例如也可以設(shè)計(jì)為螺旋形燈絲。
【權(quán)利要求】
1.一種單極X射線發(fā)射器，包括發(fā)射器殼體(I)，在所述發(fā)射器殼體中設(shè)置具有真空殼體(2)和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(3)的X射線管，其中在所述真空殼體(2)中設(shè)置產(chǎn)生電子射束的陰極(4)和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(5)，電子射束在聚焦軌跡上撞擊旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極，并且其中，所述真空殼體(2)具有驅(qū)動(dòng)側(cè)的殼體壁(21)和陽(yáng)極側(cè)的殼體壁(22)，并且所述旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(5)抗扭地保持在陽(yáng)極管(6)上，該陽(yáng)極管能轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(3)耦連的轉(zhuǎn)子軸(8)的靜止部件(81)上，其特征在于以下特征: -所述轉(zhuǎn)子軸(8)的靜止部件(81)通過環(huán)形的固定裝置(9)與所述真空殼體(2)的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁(22)相連， -所述陽(yáng)極管(6)包含溫度補(bǔ)償元件(10)， -所述轉(zhuǎn)子軸(8)的旋轉(zhuǎn)部件(82)的軸承裝置(7)設(shè)置在陽(yáng)極管￠)的內(nèi)部， -所述真空殼體(2)相對(duì)發(fā)射器殼體(I)電絕緣地布置， -所述聚焦軌跡設(shè)置在旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極(5)的背對(duì)真空殼體(2)的陽(yáng)極側(cè)的殼體壁(22)的側(cè)面上。
2.按照權(quán)利要求1所述的單極X射線發(fā)射器，其特征在于，在陽(yáng)極側(cè)的殼體壁(22)的外側(cè)設(shè)置冷卻結(jié)構(gòu)(24)。
3.按照權(quán)利要求1所述的單極X射線發(fā)射器，其特征在于，所述陰極(4)包括定義了電子的發(fā)射方向的第一軸線(Al)，和定義了高壓輸入裝置的第二軸線(A2)，其中，所述第一軸線(Al)和第二軸線(A2)相互垂直地布置。
4.按照權(quán)利要求1所述的單極X射線發(fā)射器，其特征在于，所述陰極包括定義了電子的發(fā)射方向的第一軸線(Al)，和定義了高壓輸入裝置的第二軸線(A2)，其中，所述第一軸線(Al)和第二軸線(A2)相互歪斜相錯(cuò)地布置。
5.按照權(quán)利要求1所述的單極X射線發(fā)射器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(3)設(shè)置在發(fā)射器殼體(I)中并且具有設(shè)置在發(fā)射器殼體(I)外部的高壓生成單元。
6.按照權(quán)利要求1所述的單極X射線發(fā)射器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(3)連同高壓生成單元設(shè)置在發(fā)射器殼體(I)中。
【文檔編號(hào)】H01J35/10GK104347334SQ201410386686
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】R.迪特里希, J.弗羅伊登伯格, J.馬特舒拉, E.諾伊邁耶, P.羅勒 申請(qǐng)人:西門子公司