專利名稱：X射線計算機斷層造影儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線計算機斷層造影儀，其包括一個轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上至少安裝一個射線源和一個探測器。
背景技術(shù)：
此類X射線計算機斷層造影儀按現(xiàn)有技術(shù)是眾所周知的。在臺架的一個可旋轉(zhuǎn)部分或轉(zhuǎn)子上至少安裝一個射線源和一個探測器。這種轉(zhuǎn)子加上裝配在它上面的部件重量達1.4噸。它以高達180轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在這種情況下產(chǎn)生很大的離心力。由于這一原因，旋轉(zhuǎn)時可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)子變形。而轉(zhuǎn)子的變形又會損害從射線源發(fā)射的X射線束在對置的探測器上精確定向并因而影響產(chǎn)生的X射線圖像的質(zhì)量。
為了克服上述缺點，按現(xiàn)有技術(shù)這樣優(yōu)化轉(zhuǎn)子的幾何結(jié)構(gòu)，即，使得幾乎所有裝配在它上面的部件的重心處于一個重心平面內(nèi)。此外，為了提高轉(zhuǎn)子的剛度，在轉(zhuǎn)子底部加肋，這些肋與環(huán)形的轉(zhuǎn)子外壁連接。仿真計算表明，由此對于目前使用的轉(zhuǎn)速保證有足夠的剛度。但所述的仿真還表明，在提高轉(zhuǎn)速時重新產(chǎn)生不希望的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。尤其應(yīng)提供一種X射線計算機斷層造影儀，它能以高的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速工作并與此同時不損失成像質(zhì)量。
上述技術(shù)問題通過一種X射線計算機斷層造影儀得以解決，該X射線計算機斷層造影儀包括一個轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子上至少安裝一個射線源和一個探測器，按照本發(fā)明，所述轉(zhuǎn)子至少部分用一種纖維增強的具有金屬基體的復(fù)合材料制成。
按本發(fā)明的設(shè)計規(guī)定，轉(zhuǎn)子至少部分用一種纖維增強的具有金屬基體的復(fù)合材料制成。由此可以通過比較簡單的方式明顯提高轉(zhuǎn)子的剛度。轉(zhuǎn)子可以以更高的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并不產(chǎn)生不希望的變形。采用所建議的轉(zhuǎn)子也可以在高轉(zhuǎn)速時獲得良好的圖像質(zhì)量。
按另一項設(shè)計規(guī)定，纖維用Al2O3制成。所建議的這種纖維特別輕并賦予復(fù)合材料顯著更佳的剛性。當(dāng)然，也可以使用其他恰當(dāng)材料制成的纖維，例如SiC、AIN等，來取代用Al2O3制成的纖維。
按另一項擴展設(shè)計規(guī)定，金屬基體由鋁或一種鋁合金構(gòu)成。通過使用建議的輕金屬，可保持轉(zhuǎn)子的重量較輕并因而使產(chǎn)生的離心力較小。當(dāng)然，也可以取代鋁采用其他輕金屬，例如鎂等制造轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子相宜地具有一個轉(zhuǎn)子底部和一個設(shè)在其外圓周上的環(huán)形轉(zhuǎn)子外壁。通過設(shè)置轉(zhuǎn)子外壁，可以在緊固件萬一斷裂時攔截從轉(zhuǎn)子底部脫落的部件，并因而避免危及處于X射線計算機斷層造影儀附近的人員。
此外，轉(zhuǎn)子底部可制有肋和/或接片。肋和/或接片可以與轉(zhuǎn)子外壁連接。因此可以進一步提高轉(zhuǎn)子剛度。
按另一項擴展設(shè)計，在轉(zhuǎn)子上設(shè)有不使用纖維構(gòu)成的固定段。這種固定段用于在轉(zhuǎn)子上固定部件。它們通常制有內(nèi)螺紋，用于安裝與之對應(yīng)的螺栓。
按另一項擴展設(shè)計規(guī)定，在轉(zhuǎn)子底部區(qū)域內(nèi)纖維基本上平行于轉(zhuǎn)子底部的上側(cè)或下側(cè)定向。同樣，在肋和/或接片的區(qū)域內(nèi)纖維可以基本上平行于肋和/或接片的長度延伸方向定向。最后，在轉(zhuǎn)子外壁區(qū)域內(nèi)纖維相宜地基本上沿切向定向。采用所建議的纖維定向，可以進一步提高轉(zhuǎn)子分別沿在工作時產(chǎn)生的最大擠壓作用的方向的剛度。


下面借助附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。附圖中圖1表示轉(zhuǎn)子的透視圖；以及圖2表示通過圖1所示轉(zhuǎn)子的局部橫剖視圖。
具體實施例方式
圖1表示總體上用附圖標(biāo)記R表示的轉(zhuǎn)子的透視圖。轉(zhuǎn)子R包括一個設(shè)計為環(huán)形盤形狀的轉(zhuǎn)子底部1。轉(zhuǎn)子底部1在其外圓周被環(huán)形的轉(zhuǎn)子外壁2圍繞。附圖標(biāo)記3表示一個與轉(zhuǎn)子外壁2相比僅少量高出轉(zhuǎn)子底部1水平面的轉(zhuǎn)子內(nèi)壁。轉(zhuǎn)子底部1具有多個肋4，它們沿徑向從轉(zhuǎn)子內(nèi)壁3延伸到轉(zhuǎn)子外壁2。此外還設(shè)另一些橫向延伸的肋5和基本上徑向延伸的壁6。
圖2表示通過轉(zhuǎn)子R從轉(zhuǎn)子外壁2一直到達轉(zhuǎn)子內(nèi)壁3這一部分的局部橫截面圖。由圖2可以看出，轉(zhuǎn)子R由一個或多個用復(fù)合材料制成的復(fù)合材料構(gòu)件7組成，它們各通過由輕金屬，優(yōu)選地由鋁或一種鋁合金制成的外套8包圍。此外，轉(zhuǎn)子R的一些部分，在這里指轉(zhuǎn)子內(nèi)壁3，僅僅用輕金屬例如鋁或一種鋁合金制成。無復(fù)合材料的部分通常具有固定結(jié)構(gòu)9，例如螺紋孔等。
為了制造復(fù)合材料構(gòu)件7，例如可以將一種粉末狀金屬與纖維，例如用Al2O3、SiC等制成的纖維混合，以及接著壓制成模制件，然后燒結(jié)。在這之后可將這種復(fù)合材料構(gòu)件7置入傳統(tǒng)的鑄模內(nèi)，并接著可以通過圍注輕金屬，例如一種鋁合金，制成外套8。
當(dāng)然，也可以在鑄模內(nèi)僅置入用纖維制成的壓制件，隨后用輕金屬浸潤。
復(fù)合材料構(gòu)件7尤其可以制成，使纖維的優(yōu)選方向平行于轉(zhuǎn)子R工作時的最大拉應(yīng)力方向延伸。
轉(zhuǎn)子R也可以具有按整體式結(jié)構(gòu)制成的復(fù)合材料構(gòu)件7，復(fù)合材料構(gòu)件既包括轉(zhuǎn)子底部1也包括轉(zhuǎn)子外壁2。而轉(zhuǎn)子內(nèi)壁3可以事后與外套8一起澆注。
用復(fù)合材料制成的復(fù)合材料構(gòu)件7相宜地具有在320至420Gpa范圍內(nèi)的彈性模量、優(yōu)選地在380至400Gpa范圍內(nèi)，以及在3.2至4.0G/cm3范圍內(nèi)的密度、優(yōu)選地在3.4至3.95G/cm3范圍內(nèi)。剪切模量G通常在42至58Gpa之間，優(yōu)選地在45至57Gpa之間。
權(quán)利要求
1.一種X射線計算機斷層造影儀，包括一個轉(zhuǎn)子(R)，在轉(zhuǎn)子上至少安裝一個射線源和一個探測器，其特征為所述轉(zhuǎn)子(R)至少部分用一種纖維增強的具有金屬基體的復(fù)合材料(7)制成。
2.按照權(quán)利要求1所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為所述復(fù)合材料(7)至少部分用鋁制外套(8)圍繞。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為所述纖維用Al2O3制成。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為所述金屬基體由鋁或一種鋁合金構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為所述轉(zhuǎn)子(R)具有一個轉(zhuǎn)子底部(1)和一個設(shè)在其外圓周上的環(huán)形轉(zhuǎn)子外壁(2)。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為所述轉(zhuǎn)子底部(1)設(shè)有肋(4、5)和/或接片。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為所述肋(4、5)和/或接片與轉(zhuǎn)子外壁(2)連接。
8.按照權(quán)利要求1至7中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為在所述轉(zhuǎn)子(R)上設(shè)有不使用纖維構(gòu)成的固定段(9)。
9.按照權(quán)利要求1至8中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為在所述轉(zhuǎn)子底部(1)區(qū)域內(nèi)纖維基本上平行于該轉(zhuǎn)子底部(1)的上側(cè)或下側(cè)地定向。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為在所述肋(4、5)和/或接片的區(qū)域內(nèi)纖維基本上平行于肋(4、5)和/或接片的縱向延伸方向定向。
11.按照權(quán)利要求1至10中任一項所述的X射線計算機斷層造影儀，其特征為在所述轉(zhuǎn)子外壁(2)區(qū)域內(nèi)纖維基本上沿切向定向。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種X射線計算機斷層造影儀，其包括一個轉(zhuǎn)子(R)，在轉(zhuǎn)子上至少安裝一個射線源和一個探測器。為了避免轉(zhuǎn)子(R)在高轉(zhuǎn)速時發(fā)生不希望的變形，按本發(fā)明建議，所述轉(zhuǎn)子(R)至少部分用一種纖維增強的具有金屬基體的復(fù)合材料(7)制成。
文檔編號H05G1/02GK101023873SQ20061013092
公開日2007年8月29日 申請日期2006年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月19日
發(fā)明者索爾斯滕·比特納, 托拜厄斯·納茲曼, 烏利·霍爾茲默 申請人:西門子公司