本發(fā)明涉及用于確定在x射線管的陰極和陽極之間的電極間隔的方法和測量設(shè)備以及用于執(zhí)行所述方法的計算機程序產(chǎn)品和計算機可讀存儲介質(zhì)。本發(fā)明也涉及具有可變電極間隔的x射線管。

背景技術(shù)：

典型地利用x射線管以韌致輻射（bremsstrahlung）的形式產(chǎn)生x射線輻射，所述韌致輻射在吸收高能電子時在陽極中形成。為此，電子在真空中由陰極產(chǎn)生，并且借助于高電壓朝陽極的方向被加速。電子束被聚焦在陽極上。電子在陽極中通過陽極材料被減速（abbremsen），因此典型地具有高原子序數(shù)的材料被用作陽極材料。具有高原子序數(shù)的材料或者元素引起電子的足夠強的減速。在減速時出現(xiàn)作為韌致輻射產(chǎn)生的x射線輻射，所述x射線輻射被使用用于研究目的。

通過陽極表面的特性和定向以及通過電子束在撞擊到陽極上時的方向和焦斑輪廓確定所產(chǎn)生的x射線的方向和外形（gestalt）。為了在期望的方向上產(chǎn)生成束的和密集的x射線，電子束因此被聚焦并且被對準陽極表面的確定的部位。通常在現(xiàn)代的x射線管中使用盤狀陽極，所述盤狀陽圍繞其軸旋轉(zhuǎn)。由此，在固定的電子束情況下，焦斑（焦點（fokus））的地點不斷地在陽極盤上變動，由此局部的溫度負荷比在立式陽極的情況下小。

在制造x射線管時，在對x射線管的各個部分進行裝配、釬焊（verl?ten）或焊接（verchwei?en）之前，借助于機械測量儀器并且在使用電極上的參考支點（referenzauflagepunkten）的情況下來設(shè)定陰極和陽極之間的間隔、即電極間隔。由于不可避免的部件公差和測量儀器公差，電極間隔遭受樣本方差（exemplarstreuung）。

電極間隔決定性地影響x射線管的聚焦和透射（durchgriff）。例如過大的電極間隔導(dǎo)致差的透射以及焦斑太窄以及太長（在焦斑的寬度乘長度定義的情況下）。x射線管的所指定的功率特征的盡可能小的樣本方差可以通過所生產(chǎn)的樣本的總數(shù)來確保。這當前僅利用非常成本密集的措施是可能的。

在生產(chǎn)x射線管時，在將各個管部分進行裝配、釬焊或焊接之前，專利申請人借助于機械精密測量儀器并且在使用參考支點的情況下設(shè)定電極間隔。對在制造過程之后得出的電極間隔進行校正在事后是不可能的。必須針對每種新的x射線管類型對精密測量儀器和工具重新進行設(shè)計、置辦、驗證和保養(yǎng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是說明以簡單和精確的方式確定電極間隔的方法和測量設(shè)備。本發(fā)明的另一任務(wù)在于說明x射線管，其中這樣確定的電極間隔可以在與額定值有偏差的情況下被校正。

按照本發(fā)明，所提出的任務(wù)利用獨立專利權(quán)利要求的用于確定電極間隔的方法和測量設(shè)備、x射線管、計算機程序產(chǎn)品和計算機可讀介質(zhì)解決。在從屬權(quán)利要求中說明有利的改進方案。

按照本發(fā)明，由頻率激勵式x射線管的諧振頻率確定x射線管的電極間隔。按照本發(fā)明，x射線管裝備有用于陰極懸掛裝置的可移動的保持裝置，其中在對x射線管進行釬焊之后，可以從x射線管之外移動所述懸掛裝置，由此電極間隔改變。

本發(fā)明要求保護用于確定x射線管的陰極和陽極之間的電極間隔的方法，所述方法具有以下步驟：

-自動地確定串聯(lián)振蕩回路的諧振頻率，所述串聯(lián)振蕩回路由x射線管的串聯(lián)漏電感以及在陽極和陰極之間的耦合電容構(gòu)成；

-由諧振頻率確定耦合電容，和

-由耦合電容確定電極間隔。

本發(fā)明提供以下優(yōu)點，即在無機械精密測量儀器的情況下，可以簡單地和非常準確地測量電極間隔。

在一種改進方案中，利用方程式

來計算耦合電容，其中是耦合電容，是串聯(lián)漏電感并且是諧振頻率。

在另一種擴展方案中，利用方程式

計算電極間隔，其中是電極間隔，是真空的介電常數(shù)，是陽極和陰極之間的介質(zhì)的介電常數(shù)，并且是通過陽極和陰極構(gòu)成的平板電容器的面積。

本發(fā)明也要求保護計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括計算機程序，其中所述計算機程序可被加載到測量設(shè)備的存儲設(shè)備中，其中當在測量設(shè)備上實施計算機程序時，利用所述計算機程序?qū)嵤┌凑毡景l(fā)明的方法的步驟。

此外，本發(fā)明要求保護計算機可讀介質(zhì)，在所述計算機可讀介質(zhì)上存儲有計算機程序，其中所述計算機程序可被加載到測量設(shè)備的存儲設(shè)備中，其中當在測量設(shè)備上實施計算機程序時，利用所述計算機程序?qū)嵤┌凑毡景l(fā)明的方法的步驟。

本發(fā)明也要求保護用于確定x射線管的陰極和陽極之間的電極間隔的測量設(shè)備，其中測量設(shè)備被構(gòu)造和編程用于：

-確定串聯(lián)振蕩回路的諧振頻率，所述串聯(lián)振蕩回路由x射線管的串聯(lián)漏電感以及在陽極和陰極之間的耦合電容構(gòu)成，

-由諧振頻率確定耦合電容，和

-由耦合電容確定電極間隔。

本發(fā)明也要求保護具有管殼（r?hrenhülle）的x射線管，陽極和陰極布置在所述管殼中，其中陰極布置在懸掛裝置中。懸掛裝置在管殼中可移動地安置，使得陽極和陰極之間的電極間隔可從管殼之外被改變。

本發(fā)明提供以下優(yōu)點，即校正或者調(diào)節(jié)在制造過程之后得出的電極間隔。取消對具有在規(guī)格之外的結(jié)果的樣本的作廢或者報廢。

在一種改進方案中，x射線管具有機械上柔性的波紋管式（balgartig）保持裝置，其中懸掛裝置利用所述保持裝置安置在管殼中。

在另一實施方式中，保持裝置可以是環(huán)狀的并且包圍懸掛裝置。

在另一實施方式中，懸掛裝置具有圓柱形法蘭，所述圓柱形法蘭由保持裝置包圍。

另外，保持裝置可以具有折疊式金屬板，所述金屬板構(gòu)成波紋管式保持裝置的褶皺。

附圖說明

本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點根據(jù)示意性附圖從多個實施例的隨后闡述中變得清楚。

圖1示出x射線管的等效電路圖，

圖2示出用于確定諧振頻率的測量裝置，

圖3示出x射線管的頻率變化過程的圖表，

圖4示出x射線管的樣本方差的表格，和

圖5示出x射線管的橫截面。

具體實施方式

圖1示出x射線管1的等效電路圖。x射線管1的電極、即陰極和陽極可以在電氣方面被看作平板電容器的板。隨著板彼此間的間隔增加，板之間的電容減小，隨著間隔降低，電容升高。以下方程式適用：

，（1）

其中是電極間隔，是真空的介電常數(shù)，是陽極和陰極之間的介質(zhì)的介電常數(shù)，并且是由陽極和陰極構(gòu)成的平板電容器的面積。

與x射線管的分散參數(shù)、即串聯(lián)漏電感和并聯(lián)電阻一起可以將x射線管1在電氣方面看作串聯(lián)振蕩回路。漏電感的典型值為0.2μh，并聯(lián)電阻的典型值為大約2gohm。

在并聯(lián)電阻和串聯(lián)漏電感的分散值（streuwerte）在x射線管1的制造批次上可忽略地小地改變的前提條件下，可以借助于諧振曲線測量確定在陰極和陽極之間的耦合電容。以下方程式適用：

,（2）

其中是耦合電容，是串聯(lián)漏電感并且是振蕩回路的諧振頻率。

圖2示出用于確定串聯(lián)振蕩回路的諧振頻率的測量裝置。為此，利用測量設(shè)備2的hf源經(jīng)由串聯(lián)電阻激勵振蕩回路。串聯(lián)電阻優(yōu)選地具有20ohm的值，以便在諧振情況下足夠地使振蕩的振幅衰減。例如利用測量設(shè)備2的示波器、頻譜分析儀或網(wǎng)絡(luò)分析儀確定諧振頻率。借助于測量設(shè)備2的計算機程序，自動地和程序控制地尤其在使用方程式（1）和（2）的情況下進行確定。

在x射線管1的陰極處進行用于確定諧振頻率的電壓量取。耦合電容的面積通過諧振頻率的參考測量由已知的電極間隔按照方程式（1）和（2）來確定。

在圖3中示出了利用根據(jù)圖2的測量裝置和測量設(shè)備2的諧振曲線確定的圖表。在圖表的上面片段中，在x方向上繪出以mhz為單位的激勵頻率f并且在y方向上繪出以v為單位的振幅u。在圖表的下面片段中，在x方向上繪出以mhz為單位的激勵頻率f并且在y方向上繪出以度為單位的相位。在用于典型x射線管1的5.863pf耦合電容處出現(xiàn)147.067mhz的諧振頻率。

在圖4中表格式地為典型x射線管1示出了在以pf為單位的耦合電容、以mhz為單位的諧振頻率以及以mhz/pf為單位的靈敏度e之間的關(guān)系?？梢钥闯觯涸趯射線管1進行釬焊之后并且在封閉和抽真空之前可以在測量技術(shù)上確定電極間隔。從而，與現(xiàn)有技術(shù)相反，可以尚在構(gòu)建和測量具有高電壓的x射線管1之前評估電極間隔d。由此，誤差拖延（fehlerverschleppung）可以明顯地被減小。

如果應(yīng)該在對x射線管1進行釬焊之后確定電極間隔的可測量的偏差，那么可以按照本發(fā)明重新調(diào)節(jié)陰極4的懸掛裝置5。因為陰極4以不對稱的方式被構(gòu)建，所以陰極載體板的傾斜（verkippungen）也可被測量和校正。

圖5示出x射線管1的橫截面?？梢钥吹皆诠軞?中的陽極3和陰極4。陰極4被固定在懸掛裝置5中。懸掛裝置5的、與陰極4相對置的端部構(gòu)成圓柱形法蘭8，所述圓柱形法蘭8被環(huán)狀保持裝置6包圍。保持裝置6負責在管殼7中柔性的但穩(wěn)定的支持。

保持裝置6例如被實施為由金屬板組成的折疊波紋管（faltenbalg）。由此，懸掛裝置5并且從而陰極4可以如由箭頭9所表明的那樣在空間中受限地被移動，由此電極間隔可以以機械方式被改變。借助于用于確定電極間隔的上面描述的測量方法以及可從x射線管1之外以機械方式調(diào)整的陰極4，可以將電極間隔設(shè)定成期望的額定值。

保持裝置6必須是穩(wěn)定的，使得即使在計算機斷層攝影裝置中旋轉(zhuǎn)時，陰極4的位置也不改變。同樣使得能夠從x射線管1之外受控制地移動懸掛裝置5（諸如利用定位螺釘）的其他設(shè)計同樣落入本發(fā)明的保護范圍中。

雖然通過實施例詳細地進一步闡明和描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不通過所公開的示例限制，并且可以由技術(shù)人員從中導(dǎo)出其他變型方案，而不偏離本發(fā)明的保護范圍。

附圖標記列表

1x射線管

2測量設(shè)備

3陽極

4陰極

5懸掛裝置

6保持裝置

7管殼

8法蘭

9移動方向

耦合電容

電極間隔

e靈敏度

f頻率

諧振頻率

串聯(lián)漏電感

并聯(lián)電阻

串聯(lián)電阻

u振幅

相位。