CN103198992A - X射线管 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种X射线管(2)，它包括内部真空的外壳(12)、安装在该真空外壳(12)内的基于从阴极(6)发射并被施加在阳极(4)上的高压吸引的电子(34)产生X射线(38)的阳极(4)、从外壳(12)外侧(56)引入用于给阳极(4)供应高压电势的高压线(42)、以及用于高压线(42)相对于外壳(12)电绝缘的电绝缘套管(18)。在所说明的X射线管(2)内，电绝缘套管(18)沿径向在高压线(42)与外壳(12)之间包括至少两个通过金属层(54)彼此隔离的绝缘层(52)。
Description
技术领域
本发明涉及一种X射线管，其包括内部真空的外壳、安装在真空外壳内基于从阴极发射并被施加在阳极上的高压吸引的电子产生X射线的阳极、从外壳外侧引入用于给阳极供应高压电势的高压线、以及用于高压线相对于外壳电绝缘的电绝缘套管。本发明另外还涉及一种制造这种X射线管的电绝缘套管的方法。
背景技术
由德国专利申请公开说明书DE4209377A1已知上述类型的X射线管。
在这种X射线管内存在电绝缘套管，它对于将阴极和/或阳极侧的高压供电导线导入X射线管接地的外壳内而言是必需的。
电绝缘套管由绝缘材料组成，它隔离在高压供电线与X射线管接地外壳之间的电势差，从而通过绝缘材料或环境介质不会在高压线与外壳之间出现放电。然而当绝缘材料电击穿时，亦即当高压线与X射线管接地外壳之间的电压大于由绝缘材料击穿强度确定的击穿电压时，通过绝缘材料会产生这种放电。
例如在DE3149677A中建议了这种用于X射线管的电绝缘套管。
发明内容
本发明的目的是改进已知的X射线管。
此目的通过这样一种X射线管来达到，其包括内部真空的外壳、安装在该真空外壳内基于从阴极发射并被施加在阳极上的高压吸引的电子产生X射线的阳极、从外壳外侧引入用于给阳极供应高压电势的高压线、以及用于高压线相对于外壳电绝缘的电绝缘套管，按照本发明，所述电绝缘套管沿径向在高压线与外壳之间包括至少两个通过金属层彼此隔离的绝缘层。
本发明优选的进一步发展是从属权利要求的技术主题。
本发明建议，电绝缘套管设计为轴向控制式绝缘套管。
此建议基于下述考虑：通过高压线导引的高压电势是直流电势，然而只在为了在X射线管内产生射线的较短时间内才需要这种直流电势。因此高压电势也只接通此短时间，从而高压电势施加几秒钟，在分钟量级范围内。因为观察到的时程与(绝缘套管和环境介质)所使用材料的弛豫时间相比很短，所以对于纯直流负荷实际上在绝缘层内未达到稳定状态。
因此所述建议基于下述思想：电绝缘套管的绝缘层不针对直流负荷设计，而是针对交流负荷或两者的一种组合设计。通过一种控制式电绝缘套管(controlled electrical feed)可以达到这一点，其中，彼此绝缘的金属层堆叠并滚卷成圆柱形。若形成的圆柱体围绕高压线安置，则圆柱形金属层如围绕导引高压电势的高压线的控制层那样起作用，其中，各金属层内的电势由各金属层彼此的电容耦合而形成。在结构对称的情况下，每个金属层造成均匀的电压降ΔU。
这种均匀的电压降ΔU减小在接地外壳与高压线之间在单个绝缘层边缘上的电压梯度，所述电压梯度基于交流电压时形成的表面电流会不成比例地急剧增大。这种不成比例的高的电压梯度可导致有害的边缘放电，并由此造成绝缘层局部电退化，这可导致明显减小所使用绝缘材料的击穿强度，从而最终破坏整个电绝缘套管。因此，通过在绝缘层内引入至少一个金属层，使在绝缘层上的电压降在绝缘层无金属层的表面上更均匀地分布，其结果是导致更好地防止电绝缘套管被介电击穿。
因此本发明通过金属层，使得带有绝缘层的电绝缘套管可有效防止介电击穿，并因而防止损坏X射线管，其结果是提高X射线管的可靠性，降低X射线管维护成本。
按本发明的一项进一步发展，各绝缘层从高压线出发观察分别有一个轴向长度，所述轴向长度沿径向从高压线起朝外壳的方向逐渐减小。此项进一步发展基于下述考虑：在绝缘层与环境介质之间界面上的高场强可导致电压击穿。这种电压击穿可以通过足够长的漏电路径避免。当接地的外壳与高压线之间的电压明显低于在电绝缘套管中所使用绝缘材料的击穿电压时，便有可能造成这种在上述界面处的电压击穿。为了有效避免上述电压击穿，按本发明建议，均匀化沿漏电路径的场强。由此可以避免高的场强并因而可以提高放电的起动电压，从而可以缩短漏电路径。
所述路径的缩短可采取措施达到，亦即在从高压线朝接地外壳方向的径向路径上的各绝缘层沿轴向逐步减小。这种进一步发展还出乎意外地简化电绝缘套管的制造，因为传统的设计为整体的绝缘层，为了能缩短上述漏电路径，有极其复杂的结构和几何形状，其结果是在制造X射线管的电绝缘套管时导致体积大和成本高的方案。因此，此项进一步发展还能在生产所说明的这种X射线管时节省空间和降低成本。
按本发明一项附加的进一步发展，金属层完全埋入绝缘层之间。
按本发明另一项进一步发展，各绝缘层的材料是无机材料。此项进一步发展基于下述考虑：电绝缘套管除了防止电压击穿外，还真空密封地封闭X射线管的外壳。因此，部分绝缘层材料面对的是X射线管的真空，所以它必须适用于高真空度。也就是说，绝缘层的材料不允许气体析出，从而不降低真空质量。此外此项进一步发展还基于下述考虑：在装配X射线管使用焊接和加热过程，电绝缘套管由此可能遭受达600℃的温度。绝缘层的材料必须在不损坏的情况下经受住这种高温。通常只有无机材料才能满足这些要求。
按本发明一项优选的进一步发展，绝缘层的无机材料包括陶瓷绝缘材料。陶瓷绝缘材料可以简单地用低温共烧陶瓷技术(Low Temperature CofiredCeramics Technologie)制造，也称LTCC工艺技术。
按本发明一项特别优选的进一步发展，向包括陶瓷绝缘材料的绝缘层内掺入玻璃份额，所述玻璃份额允许由金属层和陶瓷绝缘材料组成的复合物在1000℃以下低的温度下、在烧结过程中硬化并仍然紧密烧结。由此耗用比较少的能量达到绝缘层与金属层之间的高强度连接。
按本发明另一项优选的进一步发展，绝缘层的无机材料包括玻璃绝缘材料。具有玻璃绝缘材料的绝缘层，为了加上金属层可以通过施加金属箔或金属层局部金属化，以及可以在比玻璃转变温度高的温度下塑性变形。因此，电绝缘套管在热卷绕过程中盘卷在托架上并接着熔合在一起。
按本发明另一项进一步发展，绝缘层材料和金属层材料有相同的膨胀系数。以此方式可以防止由于在制造X射线管时和在其使用时高的温度提升而受损，并因而出现降低电绝缘套管击穿强度的故障位置。尤其在将陶瓷材料用作绝缘层的绝缘材料时，应当注意，在金属层内不出现不均匀性，如金属顶尖，以及在绝缘层本身内不出现缺陷部位，如孔隙。然而基于不同的膨胀系数，热工作会在电绝缘套管内产生张力，所述张力恰好在金属层内或在绝缘层内有利于形成所述不均匀性和缺陷部位。
按本发明一项特殊的进一步发展，X射线管包括在外壳与绝缘装置之间的密封圈，它真空密封地封闭外壳与绝缘装置之间的间隙。通过密封圈可以避免空气进入外壳内，并因而避免破坏真空。
按本发明一项优选的进一步发展，密封圈用包括镍和铁的合金制成。这种附加地还可以含有钴和/或铬的合金，已知通用商标名为Vacon，能方便地获得。
按本发明另一项进一步发展，高压线绝缘地在金属圆柱体内导引。金属圆柱体可以已经预制有电绝缘套管，所以可以省去电绝缘套管与高压线之间的密封圈。这例如特别有利地可以用一个绝缘层实现，它由薄膜状设计的玻璃绝缘子制成，因为如已提及的那样它可以简单地盘卷在托架上，其中托架现在是导引高压线的金属圆柱体本身。
按本发明一项优选的进一步发展，金属圆柱体的材料包括金属化的玻璃。以此方式可以将金属圆柱体与电绝缘套管设计为一体，其中将高压线埋入金属圆柱体内同样可以在制造电绝缘套管时完成。
按本发明一项特别优选的进一步发展，绝缘层之一在金属圆柱体上实现金属与玻璃封接，所以金属圆柱体可以与电绝缘套管分别制造，此时仍然可以达到金属圆柱体与电绝缘套管之间的真空密封连接，从而可以省去相应的密封圈。
本发明还提供一种制造所说明的X射线管的电绝缘套管的方法，这种方法包括以下步骤：将金属层压制或印刷在生坯陶瓷膜(Grünfolien)上；将另一个生坯陶瓷膜堆叠在已压制或已印刷有金属层的生坯陶瓷膜的压制侧或印刷侧上；将堆叠的生坯陶瓷膜滚卷成圆柱体；以及加热如此滚卷和堆叠的生坯陶瓷膜。以此方式可以用适用于高真空度和耐温度变化的材料，制造所说明的X射线管的电绝缘套管。因此，除了节省电绝缘套管需要的结构空间外，还可以降低电绝缘套管在X射线管中使用期间，在其边界层产生放电效应的可能性，因为可以有针对性地避免高的电场强度。
按本发明的一项进一步发展，所提供的方法包括在生坯陶瓷膜内掺入玻璃的步骤，这使得可以用较低的温度实施加热滚卷和堆叠的生坯陶瓷膜的步骤，因为生坯陶瓷膜在较低的温度下硬化。
按本发明另一项进一步发展，生坯陶瓷膜在其朝滚卷方向的两侧边缘上印刷有或压制有金属层。
按一项附加的进一步发展，所提供的方法包括在两侧边缘上加上陶瓷绝缘材料的步骤，所以金属层紧密地埋入绝缘层之间，其结果是可避免在绝缘层与金属层之间集结异物，它们会导致绝缘层彼此分离并因而导致损坏电绝缘套管。
制造方法的一些进一步发展可以是一些步骤，它们合理地实现按照从属权利要求所说明的X射线管和尤其是其电绝缘套管的特征。
附图说明
以上说明的本发明的性质、特征和优点以及如何达到它们的方式和方法，结合下面参见附图详细阐述的实施例的说明，可以更清楚和更明确地理解，附图中：
图1示意表示作为举例的X射线管；
图2示意表示图1所示X射线管的作为举例的电绝缘套管；
图3示意表示图2所示作为举例的电绝缘套管一项进一步发展；
图4示意表示图3中电绝缘套管的剖面图；
图5表示图3的电绝缘套管的制造方法；
图6示意表示用图5所示方法制成的电绝缘套管；
图7示意表示用图5所示方法制成的另一种电绝缘套管；以及
图8示意举例表示有尺寸说明的电绝缘套管。
在下面的说明中相同部件采用同样的附图标记标示以及只说明一次。
具体实施方式
参见图1，它示意表示一个作为举例的X射线管2。
在本实施例中，X射线管2设计为旋转式阳极的X射线管，并因此有阳极转盘4、热阴极6和驱动阳极转盘4的电动机8。
电动机8可设计为笼型电动机，以及包括与阳极转盘4旋转固定连接的转子10和在转子10的区域内安装在真空外壳12上的定子14。
阳极转盘4和转子10可旋转支承地安装在一个真空密封地装入X射线管2真空外壳12内的第一电绝缘套管18上，第一高压电缆20穿过该第一电绝缘套管18导引，给阳极转盘4施加高压电势。后面详细说明第一电绝缘套管18。此外，阳极转盘4和转子10相对于X射线管2的中心线22设计为旋转对称，其中，中心线22同时又是阳极转盘4和转子10的旋转轴线。
真空外壳12设计为金属外壳以及有地线接头16，真空外壳12通过它例如接地或可以置于另一个基准电势。它由漏斗形金属外壳部分24、圆片形金属外壳部分26和圆管形外壳部分28组成。在至少基本上相对于中心线22旋转对称设计的漏斗形外壳部分24直径较小的圆管形端部，装入第一电绝缘套管18。定子14安装在漏斗形金属外壳部分24的第一端上。漏斗形金属外壳部分24与第一端对置和直径较大的第二端，借助圆片形外壳部分26封闭，两者可通过钎焊互相真空密封连接。圆片形金属外壳部分26有偏心布置的孔，沿其边缘孔与圆管形外壳部分28例如通过钎焊互相真空密封连接。在圆管形外壳部分28内真空密封地装入第二电绝缘套管30，该圆管形外壳部分28带有安装在图中示意表示的阴极杯32聚焦槽内的热阴极6。在后面与第一电绝缘套管18一起详细说明第二电绝缘套管30。
在X射线管2工作时，由热阴极6射出的电子射线34命中阳极转盘4截锥形的目标区域36。X射线束从命中点发出，在图1中只表示了其中心射线38。X射线束穿过设在真空外壳12内的射线出口窗40。
为了给热阴极6供电，X射线管2还有第二高压电缆42，它包括热阴极6的第一连接引线44和第二连接引线46，以及它真空密封地穿过第二电绝缘套管30导入X射线管内。
此外，在第一高压电缆40内导引第三连接引线48，它导引阳极转盘4用的高压电势并导向金属圆柱体50，金属圆柱体50穿过第一电绝缘套管18。可以在第一和/或第二连接引线44、46上施加相应的负高压电势，用于形成从阳极转盘4到热阴极6的高压。在X射线管2工作时，给第一和第二连接引线44、46施加用于热阴极6的丝极电压，而在第三与例如第二连接引线46、48之间可以施加高压。
参见图2，它示例性地表示图1所示X射线管2两个电绝缘套管18、30中的第一电绝缘套管18。
电绝缘套管18有六个绝缘层52，它们分别通过金属层54彼此隔离。电绝缘套管18在从真空外壳12出发观察的第一侧，被第一环境介质56围绕，以及在从真空外壳12出发观察的第二侧，被第二环境介质58围绕。在这里第一环境介质56可以是一种用于冷却X射线管2的油，而第二环境介质58是真空。
真空外壳12通过其接地处于电势Ф1＝0，而穿过金属圆柱体50的第三连接引线48处于高压电势，并由此引起从第三连接引线48到真空外壳12高的电压降。第一电绝缘套管18是必要的，使第一高压电缆20能穿过接地16的真空外壳12导引，不会基于此高的电压降在穿通位置发生放电或甚至电击穿。为此，整个电绝缘套管18的电强度必须大于通过真空外壳12与高压电缆20之间高的电压降产生的内部电场强度60。然而除了内部电场强度60外，在绝缘层52的表面与环境介质56、58之间的界面上，也出现高的侧面电场强度62，它同样可导致放电或甚至电击穿。为避免放电，在真空外壳12与高压电缆20之间必须存在足够长的漏电路径(亦即沿绝缘层52表面在真空外壳12与高压电缆20之间存在的最短路程)。当内部电场强度60尚显著低于电绝缘套管18的电强度时，便已经可能出现基于侧面电场强度62的放电。
通过用金属层54隔离绝缘层52，在绝缘层结构对称的情况下造成从高压电缆20到真空外壳12均匀的电压降63。也就是说，各金属层54在电绝缘套管18内起如在电绝缘套管18内相互串联的电容66的作用。在瞬态电流时，这些电容66允许在电绝缘套管18内规定的位置发展成表面电流，并因而可以在电绝缘套管18内部发生均匀的电压降63。若在高压电缆20上施加瞬态高压电势，例如在阳极转盘4与热阴极6之间接通直流电压时，则在电绝缘套管18内通过金属层起电容控制器的作用，而在长时间稳态工作时(此时在高压电缆20上的高压电势不变)则通过绝缘材料起电阻式场控制器的作用。
通过金属层54彼此隔离的绝缘层52彼此之间有规定的长度差64，在图2中为了视图清晰起见它们中只有两个加注标记64。这种规定的长度差增大了漏电路径并有助于提高电绝缘套管18相对于侧面电场强度62的电强度。
参见图3，它示意表示图2所示的作为举例的电绝缘套管18的进一步发展。
图3表示电绝缘套管18的结构，它允许适用于高真空地装入图1所示的X射线管2内。
绝缘层52所使用的绝缘材料不允许气体析出，因而它们不降低第二环境介质58，亦即真空的质量。此外应保证，在将电绝缘套管18安装在真空外壳12上时不损害绝缘层52的功能，也就是说，绝缘层52应能经受住温度达600℃的焊接和加热过程。由于这一原因，作为图3中电绝缘套管18绝缘层52的材料，特别有利的是一种陶瓷材料。
图3所示基于陶瓷材料的电绝缘套管18，以一种陶瓷的多层制造过程例如低温共烧陶瓷技术(下面称为LTCC过程)为基础制造。在此过程中，首先借助印刷或压制技术将金属层54涂覆在生坯陶瓷膜上，所述生坯陶瓷膜在以后实现一个个绝缘层52。然后堆叠施加有金属层54的生坯陶瓷膜，并通过热挤压层压成多层复合物。
在制造电绝缘套管18时应当注意在金属层54内出现尽可能低的不均匀性，例如金属顶尖，以及在绝缘层52内发生尽可能少的缺陷部位，如孔隙。此外，应根据电绝缘套管18装入X射线管2中时高的温度负荷，选择用于金属层54和绝缘层52的材料，它们有基本相同的膨胀系数，从而避免因为X射线管工作期间也可能出现的高的温度变换而发生层离和裂缝。
在本实施例中金属层54封闭设计。金属层54边缘的埋入可以在电绝缘套管18制造时实施，此时在金属层54的边缘考虑针对绝缘层52的适当材料。在这里可以以特别有利的方式金属化一个长而薄的生坯陶瓷膜并将其整体盘卷。所述盘卷可以按一种固定的模式进行，从而在为一个金属层54卷取规定数量的金属箔层前，为一个绝缘层52卷取规定数量的陶瓷层。然后重复此模式。以此方式减小搭接的金属层54的影响，金属层的径向厚度按尺寸应小于一个绝缘层52的径向厚度。
如此准备好的由绝缘层52与金属层54组成的堆叠，最终可以滚卷成其圆柱体的形状，并通过烧结过程硬化。以此方式在金属化的生坯陶瓷膜之间，并因而在绝缘层52与金属层54之间，制成高强度的连接。
通过在生坯陶瓷膜内掺入比较小的玻璃份额，这种金属-陶瓷复合物的烧结过程可以在比较低的温度下进行，所以这种电绝缘套管在低于1000℃时已经能紧密烧结。
最后，电绝缘套管的轴向边缘可以一侧或两侧打磨或抛光，为的是获得图1至3之一所示陶瓷绝缘套管的结构。
在这之后电绝缘套管18可以安装在X射线管2中。
为此，在电绝缘套管18最外面和最里面的绝缘层52的周边上涂覆金属化层68。最后在这些金属化层68与相应的真空外壳12和高压电缆20之间，分别焊接一个真空密封圈70，从而在电绝缘套管18上真空密封地封闭真空外壳12的内腔。
参见图4，它示意表示图3中电绝缘套管18的剖面图。
由图4可以看出，通过电绝缘套管18也可以布设多条为阳极转盘4导引高压电势的连接引线48。
参见图5，它表示图3所示电绝缘套管18另一种制造方法。
在本方法中，使用玻璃作为绝缘层52的材料，玻璃本身已经满足有关真空适用性及耐热强度方面提及的要求，这些对于安装在X射线管2内的电绝缘套管而言是必要的。
在本方法中，原则上绝缘玻璃薄膜72局部设有金属层54。然后，如此金属化的玻璃薄膜72可以在温度高于玻璃转变温度时塑性变形。为金属层54可采用一种金属箔，或也可以使用直接涂镀的金属层。
作为玻璃薄膜72的材料，可考虑使用高击穿强度的玻璃。例如无碱的铝硼硅酸盐玻璃，它们例如由Schott公司销售，商标名为AF45或AF32。基于体积效应，在施加交流电压时玻璃薄膜72显示其击穿强度达30kV/mm。若在玻璃薄膜72上施加直流电压，则可以达到两至三倍的击穿强度。
如图5所示，金属层54直接涂镀在玻璃薄膜72上。在图示的金属层54上可以清楚看出电绝缘套管18分层的长度变化64。在这里，金属层54是层厚在100nm与1μm之间的薄层。若金属化层68直接涂镀在玻璃薄膜72上，则存在一些使金属良好地附着在玻璃薄膜72上的方法，如丝网印刷、电镀、溅射、气化渗镀或涂抹溶胶-凝胶体。直接安设在玻璃薄膜72上的金属箔，可以借助一种胶合剂例如水予以固定。
在玻璃薄膜72上施加金属层54之前或之后，将玻璃薄膜72加热到一个比其变形温度高的温度并且沿图5中表示的方向74围绕高压电缆42的金属圆柱体50滚卷。原则上，玻璃薄膜72可首先围绕任意托架滚卷并制成电绝缘套管18，然而通过滚卷玻璃薄膜72和将玻璃直接封接在金属圆柱体50上，可以省略金属圆柱体50与电绝缘套管18之间的真空密封圈70。若金属圆柱体50由金属化的玻璃圆柱体制成，则由高压电缆42和电绝缘套管组成的整个结构，可以由单个玻璃体制成。
由于将玻璃薄膜72滚卷在金属圆柱体50上，所以技术上不利的是，金属层54如图4所示封闭式设计。在技术上最有利的是，或转换为按图6的开式结构，或转换为按图7的搭接结构，对这些在后面详细说明。
金属层54的边缘在滚卷时完全埋入玻璃薄膜72内。为此除了金属层54外还考虑一种附加的玻璃的薄膜边缘，它以后熔合在一起。
最后，熔合玻璃薄膜72，从而使金属层54最终处于实现绝缘层52的玻璃体内，玻璃体耐高电压和真空密封地围绕金属层54。
玻璃体的边缘因而有未金属化的边缘，它在盘卷和熔化后，可以再一次单独例如通过熔化热变形，以便按图1至3之一实现电绝缘套管18轴向斜切的边缘。但也可以与之不同，将电绝缘套管内的玻璃体设计为矩形，亦即沿轴向连接金属层54的绝缘层越来越多。虽然这样做占用更多的结构空间，然而却进一步减小了边界层的电场强度。
参见图6，它示意表示用图5所示方法制成的电绝缘套管18，其中金属层54设计为开式结构。
在开式结构中，带有开口缝隙76的金属层54互相叠卷。开口缝隙76应有尽可能小的宽度以及彼此错开排列。
在开式结构中，开口缝隙76错开排列带来的优点是，在电绝缘套管18内只形成小的不均匀性。
参见图7，它示意表示用图5所示方法制成的电绝缘套管18，其中金属层54设计为搭接结构。
在搭接结构中，具有搭接区78的金属层54互相叠卷，这意味着，每个金属化层68的长度沿滚卷方向74长于电绝缘套管18在此制造阶段相应的周长。然而在这里由于相应的金属层54棱边，需要附加的绝缘。
在此特别优选的是，所述绝缘层52的径向厚度比两个金属层54的搭接区的径向厚度(亦即两个金属层的径向厚度)大许多，例如大三倍。
可以制造在电绝缘套管18内闭合的金属层54，为此在各卷取的玻璃薄膜72的表面涂镀一个闭合的金属层。接着，将下一个玻璃薄膜72盘卷在此闭合的金属层上，从而可以制成具有闭合的金属层54的整个电绝缘套管18。
参见图8，它示意举例表示有尺寸说明的电绝缘套管。
在此确定尺寸的例子中，作为绝缘层52的绝缘材料选择玻璃薄膜72，它借助之前已说明的热盘卷过程卷绕成电绝缘套管18。电绝缘套管18直接盘卷在金属圆柱体50上，从而废弃在金属圆柱体50与电绝缘套管之间单独的真空密封圈70。
在这里，高压电缆20的半径为16.5mm。金属层54以开式结构盘卷在电绝缘套管18内，其中开口缝隙76分别有宽度为200μm以及彼此错开排列。
电绝缘套管18总共有18个绝缘层52，为了视图清晰在图8中只表示了7个绝缘层。电绝缘套管18的径向总高度81为7mm。由此得出整个电绝缘套管18的直径84为47mm。
沿径向在最下面的绝缘层52有长度82为65mm。这一长度沿各个绝缘层52逐渐减少，直至沿径向在最上面的那个绝缘层52的长度86为11mm。在真空侧58，各绝缘层长度以2mm的长度变化88依次逐渐减小，而在油侧56，各绝缘层长度以1mm的长度变化90依次逐渐减小。
各个由玻璃薄膜制成的绝缘层52的相对介电常数为6。基于体积效应，比较薄的各绝缘层52的电强度很高，所以在各绝缘层上可以安全地施加达30kV/mm的电场强度。因此通过使用许多薄的玻璃薄膜，达到整个电绝缘套管18高的电强度。
为了避免在电绝缘套管18表面不希望的放电，应顾及最大的轴向场强，可借助在各自环境介质内的放电起始电压计算所述最大的轴向场强。对于真空，可使用允许的轴向场强的经验值为3kV/mm。对于油，可使用允许的轴向场强的经验值为6kV/mm。
因此在本实施例中，高压电缆42可以导引的电势为108kV，从而每经过18个绝缘层中之一降低电压差6kV，基于在真空侧58的长度变化88为2mm以及基于在油侧58的长度变化90为1mm，这种电压差不会导致在绝缘层52的各金属层54之间发生不希望的放电。
虽然通过优选的实施例详细图解和说明了本发明，但本发明不受这些实施例的限制。本领域技术人员可以由此推导出其他的变型设计，但并不脱离本发明的保护范围。
附图标记清单
2 X射线管 72玻璃薄膜
4 阳极转盘 74方向
6 热阴极 76缝隙
8 电动机 35 78搭接区
10 转子 80半径
12 真空外壳 81高度
14 定子 82长度
16 地线接头 84直径
18 电绝缘套管 40 86长度
20 高压电缆 88、90长度变化
22 中心线
24、26、28 外壳部分
30 电绝缘套管
34 电子射线
36 目标区域
38 中心射线
40 射线出口窗
42 高压电缆
44、46、48 连接引线
50 金属圆柱体
52 绝缘层
54 金属层
56、58 环境介质
60、62 电场强度
63 电压
64 长度
66 电容
68 金属化层
70 真空密封圈
Claims (15)
1.一种X射线管(2)，包括内部真空的外壳(12)、安装在真空外壳(12)内基于从阴极(6)发射并被施加在阳极(4)上的高压吸引的电子(34)产生X射线(38)的阳极(4)、从外壳(12)外侧(56)引入用于给阳极(4)供应高压电势的高压线(42)、以及用于高压线(42)相对于外壳(12)电绝缘的电绝缘套管(18)，其特征为：所述电绝缘套管(18)沿径向在高压线(42)与外壳(12)之间包括至少两个通过金属层(54)彼此隔离的绝缘层(52)。
2.按照权利要求1所述的X射线管(2)，其中，所述各绝缘层(52)从高压线(42)出发观察有轴向长度(82、84)，所述轴向长度(82、84)沿径向从高压线(42)起朝外壳(12)的方向逐渐减小。
3.按照权利要求1或2所述的X射线管(2)，其中，金属层(54)埋入绝缘层(52)之间。
4.按照上述权利要求之一所述的X射线管(2)，其中，各绝缘层(52)的材料是无机材料。
5.按照权利要求4所述的X射线管(2)，其中，所述无机材料包括玻璃和/或陶瓷绝缘材料。
6.按照上述权利要求之一所述的X射线管(2)，其中，所述绝缘层(52)材料和金属层(54)材料有相同的膨胀系数。
7.按照上述权利要求之一所述的X射线管(2)，其包括在外壳(12)与电绝缘套管(18)之间的密封圈(70)，所述密封圈(70)真空密封地封闭外壳(12)与电绝缘套管(18)之间的间隙。
8.按照权利要求7所述的X射线管(2)，其中，所述密封圈(70)用包括镍和铁的合金制成。
9.按照上述权利要求之一所述的X射线管(2)，其中，所述高压线(42)绝缘地在金属圆柱体(50)内导引。
10.按照权利要求9所述的X射线管(2)，其中，所述金属圆柱体(50)的材料包括金属化的玻璃。
11.按照权利要求9或10所述的X射线管(2)，其中，所述绝缘层(52)之一在所述金属圆柱体(50)上金属与玻璃封接。
12.一种制造用于按照上述权利要求之一所述的X射线管(2)的电绝缘套管(18)的方法，包括如下步骤：
-将金属层(54)涂镀或印刷在生坯陶瓷膜上；
-将其它生坯陶瓷膜堆叠在已涂镀或印刷有金属层的生坯陶瓷膜的涂镀或印刷侧上；
-将堆叠的生坯陶瓷膜滚卷成圆柱体；以及
-加热所述滚卷和堆叠的生坯陶瓷膜。
13.按照权利要求12所述的方法，包括在生坯陶瓷膜内掺入玻璃。
14.按照权利要求12或13所述的方法，其中，生坯陶瓷膜在其朝滚卷方向的两侧边缘上涂镀或印刷有金属层。
15.按照权利要求14所述的方法，其中，包括在两侧边缘上施加陶瓷绝缘材料的步骤。
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