CN101083867B - X射线发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种能将X射线管可靠地固定于保护容器内的X射线发生装置。X射线发生装置(1)中，在将X射线管(8)的输出窗保持部(12)插入前面板(5)开口部(26)内的状态下，使得固定螺帽(30)的外螺纹部(30a)与形成于开口部(26)壁面上的阴螺纹部(29)螺合，拧紧固定螺帽(30)。且，通过充分拧入固定螺帽(30)，设置于X射线管(8)输出窗保持部(12)的法兰盘部(18)抵接设置在前面板(5)上的突起部(27)，其结果是，在固定螺帽(30)作用下，法兰盘部(18)向突起部(27)按压，使X射线管(8)固定在前面板(5)上。且，利用具有热传导性的固定螺帽(30)，可提高从X射线管(8)的输出窗保持部(12)向前面板(5)的热的传导性，使X射线管(8)的热容易散发，能够维持X射线的发生效率，防止X射线管(8)的破损。
Description
(本申请是2004年5月13日递交的发明名称为“X射线发生装置”的申请200410043563.5的分案申请)
技术领域
本发明涉及将发生利用于静电除去等的X射线的X射线管收容于保护容器内的X射线发生装置。
背景技术
作为历来存在的X射线管的一例，见于日本的专利公告特公平7-50594号公报。该公报揭示的X射线管中，灯丝通电发热后，电子束射出，该电子束通过聚焦用栅极等加速，以高速冲击靶，从靶射出该材料固有的X射线。然后，该X射线，从隔开设置于靶前方的X射线透过窗向外部射出。这类X射线管由于处于高温状态，它的冷却，通过对固定于靶、从外围器(真空管)突出的靶环进行自然空气冷却而实现。这样，通过X射线管的冷却，维持X射线的发生效率，防止靶的破损。又，这类X射线管，可与电压发生部一起收容于保护容器内。此外，作为历来存在的X射线管的一例，可列举日本专利公开特开平10-106463号公报、日本专利公开特开平6-251735号公报、及美国专利公报第4384360号。
在靶与X射线透过窗分离型的X射线管中，外围器本身大，为实现自然空气冷却，在外围器周围需有大的空间，其结果，导致保护容器大型化。相反，具有将靶与X射线透过窗(输出窗)一体形成的输出窗保持部的X射线管，现实中由于为小型，因而外围器(真空管)的直径小，难以固定于保护容器内。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种将X射线管可靠地固定于保护容器内的X射线发生装置。
本发明的X射线发生装置，将兼有导电性和热传导性的输出窗保持部固定在真空管前端的X射线管、以及驱动该X射线管的电压发生部收容于保护容器内，其特征在于，具有：形成于输出窗保持部的法兰盘部；设置于保护容器、并具有供输出窗保持部插入的开口部的前面板；从形成前面板的开口部的壁面突出、抵接输出窗保持部的法兰盘部的突起部；以及将抵接突起部的法兰盘部向突起部按压、并具有与形成于开口部的壁面的阴螺纹部螺合的外螺纹部的、有热传导性的固定螺帽。
该X射线发生装置中，在将X射线管的输出窗保持部插入前面板的开口部内的状态下，使固定螺帽的外螺纹部与形成于开口部的壁面的阴螺纹部螺合，拧紧固定螺帽。且，通过充分拧紧固定螺帽，设置于X射线管输出窗保持部的法兰盘部与设置在前面板上的突起部抵接，其结果，在固定螺帽作用下，法兰盘部向突起部按压，X射线管得以固定在前面板上。因此，利用这样的固定螺帽，则能使X射线管简便、可靠地固定在保护容器内。且，利用具有热传导性的固定螺帽，可提高从X射线管的输出窗保持部向前面板的热的传导性，使X射线管的热容易散发，能够维持X射线的发生效率，防止X射线管的破损。
此外，最好使固定螺帽的内壁面与输出窗保持部的外侧面接触。采用这样的构成时，能够简便且可靠地利用固定螺帽实现X射线管的定位，且可进一步提高从设置于X射线管的输出窗保持部向前面板的热的传导性。这样，可进一步提高维持X射线的发生效率和防止X射线管破损的性能。
此外，最好还具有夹在固定螺帽前端与输出窗保持部的法兰盘部之间的橡胶圈。由于橡胶圈的仲介作用，X射线管的法兰盘部能对突起部施加适当的按压力，可靠地固定。
此外，本发明的X射线发生装置，最好还具有计测前述X射线管中X射线的照射累计时间、输出表示被计测的X射线的照射累计时间的信号的计时器。由于X射线管是寿命有限的装置，所以，能够利用前述计时器正确地把握X射线管的X射线的照射累计时间，合适地进行X射线发生装置的制品管理。
附图说明
图1是显示本发明X射线发生装置一实施例的分解立体图。
图2是图1所示X射线发生装置的剖面图。
图3是沿图2III-III线的剖面图。
图4是显示X射线管的剖面图。
图5是图2所示X射线发生装置的要部放大剖面图。
图6是显示将X射线管装配于前面板上的状态的立体图。
图7是示出有关ID核对的构成的方框图。
图8是示出ID核对处理的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图就本发明X射线发生装置的合适的实施形态作详细说明。
如图1～图3所示，X射线发生装置1具有箱型的保护容器2，该保护容器2由热传导性良好的材料构成，分割成3部分。亦即，保护容器2由不锈钢制的四棱柱形状的容器主体部4、铝制的平板状的前面板5、及铝制的平板状的背面板6组成，构成3分割型的箱体。且，该保护容器2，设定其全长为约100mm，前面板5的厚度约为10mm左右。因此，前面板5的厚度达到全长的约1/10，通过增大前面板5的厚度可谋求高散热性。又，保护容器2中，铝制的安装用底座7用螺钉固定。
这样的保护容器2内，可配置使软X射线发生、用于静电除去等的X射线管8。该X射线管8，如图4所示，具有科瓦铁镍钴合金玻璃制的圆筒状真空管9，在该真空管9的末端，形成带排气管10的心柱11，在真空管9的开放端，融接形成圆筒状的科瓦铁镍钴合金金属制的输出窗保持部12。此外，在该输出窗保持部12中，用Ag钎焊固定圆板状的输出窗13，将输出窗保持部12的中央开口12a塞住，在输出窗13的内面侧，蒸镀形成利用电子束的冲击产生X射线的靶14。
又，心柱11中固定有2支心柱杆15、15，在真空管9内，设置着作为以规定电压射出电子束的阴极的灯丝16，该灯丝16被固定于心柱杆15的前端。此外，一方的心柱杆15上，固定着圆筒状的不锈钢制的聚焦极板17。且，该输出窗保持部12，由于由科瓦铁镍钴合金金属形成，因此热传导性及导电性良好，同时，由于与接地的保护容器2电气连接，因而处于接地电位，其结果，靶14也被保持在接地电位。
此处，在X射线管8的心柱杆15上，从后述的电压发生部21供给-9.5kV的高电位，从灯丝16向接地电位的靶14射出电子束。此时，通过电子束的冲击，从靶14射出软X射线，该X射线从输出窗13向外部射出。通过这样构成X射线管8，可将真空管9做成直径15mm、长度为30mm左右大小，全长为40mm左右的小型的X射线管8成为可能。此外，在使用时，小型的X射线管8的靶14处于高温状态，因此，为维持X射线的发生效率和防止靶14的破损，需要适当地将靶14的热向外部散发。
又，如图1及图2所示，搭载在电路基板20上的电压发生部21被收容于保护容器2内。该电压发生部21用来向心柱杆15供给-9.5kV的高电位、驱动X射线管8。首先，在电压发生部21内的低电压发生部位将电位提高到-1kV，再在高电压发生部位将电位提高到-9.5kV。这样的电压发生部21的电路基板20，用螺钉固定于钢制的底座板22上。又，从电压发生部的高电压发生部位延伸的配线21a，与X射线管8的心柱杆15结线，在X射线管8的真空管9上，固定着覆盖心柱杆15的圆筒状的罩19。此外，罩19内，在配线21a与心柱杆15结线后，充填硅树脂P(参照图6)。此外，在电路基板20上，设置有内藏CPU41(参照图7)的前置电路40，来自前置电路40的控制信号经由配线42(参照图2)输出到电压发生部21。
在该底座板22的前端，一体地设置有竖立为L字形的第1安装片22a，在底座板22的后端，也一体地设置有竖立为L字形的第2安装片22b。又，第1安装片22a被用来将电压发生部21固定于保护容器2上，第2安装片22b被用来安装与电路基板20上的低电压发生部位结线的连接端子23。例如，第1安装片22a通过止动螺钉固定，使之抵压前面板5，连接端子23通过紧固螺帽24被固定于第2安装片22b上，背面板6通过螺钉28固定，使之抵压第2安装片22b。这样，热传导性良好的铝制平板状的前面板5和背面板6通过钢制的底座板22连接，因此，也可利用背面板6散热，实现保护容器2的高散热性。
又，将前述X射线管8固定于保护容器2时，X射线管8固定于铝制的前面板5上。如图1及图5所示，该前面板5上形成供X射线管8的输出窗保持部12插入的圆柱状的开口部26，在作成该开口部26的壁面26a上，向着内侧形成环状的突起部27。一体地设置于输出窗保持部12前端的环状的法兰盘部18与该突起部27抵接。
又，在开口部26的壁面26a上形成阴螺纹部29，带外螺纹30a的固定螺帽30与该阴螺纹部29螺合。该固定螺帽30用热传导性良好的黄铜制成，且由可插入开口部26内的大致圆筒状的躯体部31以及形成六角螺帽的六角头部32构成。
此处，在将X射线管8的输出窗保持部12插入前面板5的开口部26内的状态下，使固定螺帽30的外螺纹部30a与阴螺纹部29螺合，拧紧固定螺帽30。且，通过充分拧入固定螺帽30，设置于X射线管8输出窗保持部12的环状的法兰盘部18抵接前面板5的突起部27。其结果是，法兰盘部18利用固定螺帽30的前端30b向突起部27按压，使X射线管8固定于前面板5(参照图6)。因此，利用这样的固定螺帽30，能够使X射线管8简便、可靠地固定在保护容器2内。且，固定螺帽30用热传导性良好的材料形成，所以，可提高从X射线管8输出窗保持部12向前面板5的热的传导性，容易散发温度接近摄氏100℃的输出窗保持部12的热，能够维持X射线的发生效率，防止靶14破损。
此外，在固定螺帽30的内壁面上，形成向内侧突出的定位面30c，该定位面30c与输出窗保持部12的外侧面12a接触。这样，可简便且可靠地利用固定螺帽30实现X射线管8的定位，且可进一步提高从设置于X射线管8的输出窗保持部12向前面板5的热的传导性。因此，可进一步提高维持X射线的发生效率和防止X射线管8中靶14破损的性能。
此外，若在固定螺帽30的前端30b与输出窗保持部12的法兰盘部18之间夹入橡胶圈34，则通过固定螺帽30的拧入，使法兰盘部18对突起部27以适当的按压力而可靠地固定。此外，采用前述的固定螺帽30时，前面板5的厚度必然加大，随之，可谋求前面板5的高散热性。又，由于以钢制的底座板22为中介，使热传导性良好的铝制的前面板5与背面板6进行热连接，故也可利用背面板6散热，实现保护容器2的高散热性。
图7中，显示X射线发生装置1及其周边装置的构成。如该图7所示，X射线发生装置1经由连接端子23(参照图1、图2)与控制部50连接，控制部50与辅助设备60连接。控制部50由X射线发生装置1的用户用来管理X射线发生装置1。此外，辅助设备60由X射线发生装置1及控制部50的管理公司使用。
X射线发生装置1中，经由电压发生部21(参照图2)与X射线管8连接有前置电路40的CPU41，该CPU41，通过监视电压发生部21对X射线管8的通电时间，对X射线管8的X射线的照射时间(亦即，X射线管8的工作时间)进行计测、累计。累计的X射线管工作累计时间，连同X射线发生装置1的制造序号、制造年月日、检查者名、X射线发生装置1的固有代码等一起，由CPU41记忆在前置电路40内未图示的EEPROM(Electrically Erasableand Programmable ROM)中。
控制部50中，设置着CPU51、及显示X射线管8工作状态的监视灯52。CPU51计测、累计控制部50的工作时间。累计的控制部工作累计时间，连同X射线发生装置1的制造序号、制造年月日、检查者名、及X射线发生装置1的固有代码等一起，由CPU51记忆在控制部50内未图示的EEPROM中。
辅助设备60中设置一并管理前置电路40的CPU41及控制部50的CPU51的CPU61、显示信息的显示部62、及由输入信息用的键盘等构成的输入部63。如图7所示，通过将X射线发生装置1与控制部50及辅助设备60连接，管理公司的作业员可将记忆于X射线发生装置1的EEPROM的信息及记忆于控制部50的EEPROM的信息在显示部62上显示，并能用输入部63输入的信息改写这些信息。
例如，仅交换X射线发生装置1时，管理公司的作业员，可将记忆于控制部50的EEPROM的交换前的X射线发生装置1的制造序号、制造年月日、检查者名、及交换前的X射线发生装置1的固有代码的信息改写为新的X射线发生装置1的制造序号、制造年月日、检查者名、及新的X射线发生装置1的固有代码的信息。
此外，管理公司的作业员，可将利用前置电路40的CPU41累计的X射线管8的工作累计时间、及利用控制部50的CPU51累计的控制部50的工作累计时间在显示部62上显示，从而正确地把握X射线管8及控制部50的工作累计时间。特别是，由于X射线管8是寿命有限的制品，因而具有通过正确地把握X射线管8的工作累计时间，能合适地进行X射线发生置1的制品管理的优点。
前置电路40的CPU41，仅仅在接收到来自控制部50的CPU51的X射线照射信号时，才进行由X射线管8进行的X射线的照射。这样，由X射线管8进行的X射线的照射，受到来自控制部50的CPU51的X射线照射信号的控制。为此，控制部50的CPU51在该控制部50的电源投入时，仅一次，执行图8的ID核对处理，以防止不经许可的、不适当的X射线发生装置1产生的X射线的照射于未然。以下，对图8的ID核对处理进行说明。
控制部50的电源投入时，由CPU51开始执行图8的ID核对处理。首先，读出记忆于前置电路40内的EEPROM的X射线发生装置1的制造序号及固有代码(图8的S1)。然后，将读出的X射线发生装置1的制造序号与记忆于控制部50内的EEPROM的X射线发生装置1的制造序号进行核对，同时，将读出的X射线发生装置1的固有代码与记忆于控制部50内的EEPROM的X射线发生装置1的固有代码进行核对(S2)。此外，之所以作为X射线发生装置1的ID(识别信息)，分别对制造序号及固有代码进行核对，是因为有时即使制造序号相同而固有代码有变化。
核对的结果，判断制造序号及固有代码是否都一致(核对成立)(S3)，当制造序号及固有代码都一致时，允许输出来自控制部50的CPU51的X射线照射信号(S4)。
反之，当S3步骤中制造序号与固有代码中的某一项不一致时，禁止输出来自控制部50的CPU51的X射线照射信号(S5)，通过使监视灯52闪射(S6)，通知用户不经许可的、不适当的X射线发生装置1正被使用。
通过执行以上那样的图8的处理，控制部50的CPU51的X射线照射信号只对经许可的、适当的X射线发生装置1输出，可防止不经许可的、不适当的X射线发生装置1发生的X射线的照射于未然。
产业上的可利用性
本发明的X射线发生装置，由于采用以上那样的构成，可得到以下效果。亦即，在将导电性和热传导性的输出窗保持部固定于真空管前端的X射线管、以及使该X射线管驱动的电压发生部收容于保护容器内的X射线发生装置中，具有：形成于输出窗保持部的法兰盘部；设置于保护容器、并具有供输出窗保持部插入的开口部的前面板；从形成前面板的开口部的壁面突出、抵接输出窗保持部的法兰盘部的突起部；以及将抵接突起部的法兰盘部向突起部按压、且具有与形成于开口部的壁面的阴螺纹部螺合的外螺纹部的、有热传导性的固定螺帽，这样，可使X射线管可靠地固定于保护容器内。
Claims (6)
1.一种X射线发生装置，其特征在于，
具备：
X射线管，具有X射线的输出窗，并且在真空管的前端固定有具有导电性和热传导性的输出窗保持部；
电压发生部，驱动所述X射线管；
保护容器，收容所述X射线管和所述电压发生部，
还具备：
形成在所述输出窗保持部上的法兰盘部；
设置在所述保护容器上，并且具有面向所述输出窗且供所述输出窗保持部插入的开口部(26)的前面板；
从形成所述前面板的所述开口部的壁面突出且与所述输出窗保持部的所述法兰盘部抵接的突起部；
将抵接所述突起部的所述法兰盘部向所述突起部按压并且具有与形成于所述开口部的所述壁面的阴螺纹部螺合的外螺纹部的、有热传导性的固定螺帽；以及
固定有所述电压发生部的底座板(22)，
所述X射线管固定成为所述前面板的所述开口部与所述输出窗相对，并且，所述底座板固定在所述前面板上。
2.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，
所述X射线管通过所述法兰盘部被固定在所述前面板上。
3.如权利要求1或者2所述的X射线发生装置，其特征在于，
还具备电路基板，所述电压发生部搭载在所述电路基板(20)上，所述电路基板固定在所述底座板上。
4.一种如权利要求1～3的任一项所述的X射线发生装置的用于静电除去的用途。
5.一种X射线发生装置，其特征在于，
具备：
X射线管，具有X射线的输出窗，并且在真空管的前端固定有具有导电性和热传导性的输出窗保持部；
电压发生部，驱动所述X射线管；
保护容器，收容所述X射线管和所述电压发生部，
并且，所述X射线发生装置被形成为由如下部分构成的3分割型的箱体：
四棱柱形状的容器主体部(4)；
平板状的前面板(5)，设置于所述保护容器，并且具备供所述输出窗保持部插入且用于使从所述X射线管射出的X射线通过的开口部；
后面板(6)，其形状为平板状，并且固定连接有用于驱动所述X射线管的电路部的连接端子(23)，
还具备：
形成在所述输出窗保持部上的法兰盘部；
从形成所述前面板的所述开口部的壁面突出且与所述输出窗保持部的所述法兰盘部抵接的突起部；
将抵接所述突起部的所述法兰盘部向所述突起部按压并且具有与形成于所述开口部的所述壁面的阴螺纹部螺合的外螺纹部的、有热传导性的固定螺帽。
6.一种如权利要求5所述的X射线发生装置的用于静电除去的用途。
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