CN105122420B - 紧凑x射线产生装置 - Google Patents
紧凑x射线产生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105122420B CN105122420B CN201480020460.9A CN201480020460A CN105122420B CN 105122420 B CN105122420 B CN 105122420B CN 201480020460 A CN201480020460 A CN 201480020460A CN 105122420 B CN105122420 B CN 105122420B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shell
- ray
- emission device
- window
- electrically insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 claims abstract description 37
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 42
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 claims description 9
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 claims description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical group [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 5
- 240000002853 Nelumbo nucifera Species 0.000 description 4
- 235000006508 Nelumbo nucifera Nutrition 0.000 description 4
- 235000006510 Nelumbo pentapetala Nutrition 0.000 description 4
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 4
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005461 Bremsstrahlung Effects 0.000 description 2
- QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N barium oxide Chemical compound [Ba]=O QVQLCTNNEUAWMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05G—X-RAY TECHNIQUE
- H05G2/00—Apparatus or processes specially adapted for producing X-rays, not involving X-ray tubes, e.g. involving generation of a plasma
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/06—Cathodes
- H01J35/064—Details of the emitter, e.g. material or structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/08—Anodes; Anti cathodes
- H01J35/112—Non-rotating anodes
- H01J35/116—Transmissive anodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
- H01J35/18—Windows
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/08—Targets (anodes) and X-ray converters
- H01J2235/081—Target material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/16—Vessels; Containers; Shields associated therewith
- H01J35/18—Windows
- H01J35/186—Windows used as targets or X-ray converters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
- Elimination Of Static Electricity (AREA)
Abstract
一种x射线发射装置包括：经配置以维持低流体环境的外壳，所述外壳具有第一壁和第二壁，所述第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述第二壁具有包括外部表面的部分，所述外部表面包括电绝缘材料；所述外壳内的电子靶；以及用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料包括一种材料使得与所述电绝缘材料摩擦接触产生电荷不平衡。
Description
背景技术
本发明大体上涉及x射线的产生，且更特定来说涉及摩擦充电x射线发射器。
以多种方式使用x射线。x射线可使用于医学应用或其它成像应用、包含材料分析的与结晶有关的应用或其它应用中。
通常由电子制动(轫致辐射)或内壳电子发射在材料内产生x射线。过去，除了通过自然现象之外，通常通过使电子加速进入材料(例如金属)中来产生x射线，其中一小部分电子引起x射线通过轫致辐射或使内轨道(举例来说，K壳轨道)外的材料中存在的电子碰撞，其中当更高能量轨道中的电子过渡到低能量轨道时会产生x射线。然而，用以产生有用数量的x射线的电子的加速通常需要可能包含庞大设备的高动力电气能源。
还可通过受控环境中的材料之间的机械接触的改变来产生X射线，举例来说，通过在真空室中剥离压敏胶带或一些材料的机械接触。然而，改变材料之间的机械接触通常涉及移动真空室内的部件，且通常还需要一些移动部件摩擦地接触彼此。所述移动部件及所述摩擦接触可导致除去所述真空室中的气且在所述真空室中产生自由碎片，可能会影响此装置的操作。
发明内容
本发明的方面提供可具有紧凑设计的x射线发射器。在一些实施例中，在其中维持低流体压力环境的小型外壳具有第一壁和第二壁，第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述能透x射线的窗的内部涂覆有金属，所述第二壁的外部表面的至少一部分由电绝缘体(优选地是电介质材料)形成。所述窗上的所述金属提供电子靶，且替代地可改为将所述电子靶定位于所述外壳内。所述壁的所述部分可为所述电介质材料本身，或所述壁的所述部分可为具有电介质外部覆盖物的金属，所述金属以其它方式与所述外壳的剩余部分电绝缘。优选地，在摩擦电序方面更高的接触材料与外部覆盖物变化式接触，其中所述变化式接触还优选地为间歇接触。优选可加热且优选金属的细丝在所述外壳内，举例来说接近所述第二壁。在操作接触中，接触材料与电介质之间的接触的移除在所述第二壁的部分上(尤其是在所述第二壁的部分的内表面上)产生负电荷。与负电荷相关联的电子及/或由所述细丝提供的电子可行进且影响到基本上能透x射线的窗的内部上的金属，从而产生通过所述窗发射或传输的x射线。
本发明的一些方面提供x射线发射装置，所述x射线发射装置包括：经配置以维持低流体压力环境的外壳，所述外壳具有一个具有基本上能透x射线的窗的第一壁及具有包括一个包括电绝缘材料的外部表面的部分的第二壁；在所述外壳内由金属组成的电子靶；所述外壳内的可充电材料；以及用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料在摩擦电序方面低于所述电绝缘材料。
本发明的一些方面提供一种从外壳发射x射线的方法，所述外壳基本上不透x射线且具有呈低流体压力的室，所述方法包括：使所述外壳的外部表面与接触表面摩擦地接触，所述外部表面与所述接触表面具有不同材料，借此通过所述摩擦接触产生电荷不平衡，其中由所述外部表面累积负电荷；允许来自接近由所述接触表面接触的所述外部表面的所述外壳的内部表面且朝向所述外壳的窗的电子流；接近所述外壳的所述窗产生x射线，所述外壳的所述窗基本上能透x射线。
本发明的一些方面提供用于发射x射线的装置，所述装置包括：外壳，其经配置以维持所述外壳内的室中的低流体压力，所述外壳包含基本上能透x射线的窗但其它部分基本上不透x射线；用于通过改变所述外壳外部的材料与所述外壳的表面的接触在所述外壳的一部分上产生电荷不平衡的构件；所述外壳内的电子靶；以及所述外壳内基本上在所述外壳的所述部分与所述电子靶之间的细丝。
通过审阅本公开，能更充分地理解本发明的这些方面及其它方面。
附图说明
图1说明根据本发明的方面的x射线发射装置的方面；
图2说明根据本发明的方面的与接触表面接触的外壳的壁的一部分的横截面；
图3说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面；
图4说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面；
图5说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面；
图6说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面；
图7说明图6的x射线发射装置的方面；以及
图8说明根据本发明的方面的x射线产生装置的操作模式。
具体实施方式
图1说明根据本发明的方面的x射线传输装置的方面。所述装置包含外壳111，其中所述外壳经配置以维持低流体压力环境。在一些实施例中，所述低流体压力环境为具有小于200mTorr的压力的环境，在一些实施例中为具有小于50mTorr的压力的环境，且在一些实施例中为具有小于10mTorr的压力的环境。在一些实施例中，所述外壳中含有气体(例如氩)，其中所述气体用来辅助控制从带相反电荷的表面或从带电表面到接地的电流，且所述气体可充当电子源。所述气体的部分压力可为(举例来说)50mTorr且在各种实施例中可在1mTorr与200mTorr之间。在一些实施例中，所述外壳通常具有陶瓷材料。
所述外壳具有第一壁113，其中至少一部分具有电绝缘外部表面、聚酰亚胺薄膜(举例来说在一些实施例中是Kapton)，并且优选地为电介质材料。在一些实施例，所述壁具有电绝缘外部的部分为由电绝缘外部形成的膜。在一些实施例中，所述壁的所述部分包括与所述外壳的其它部分电绝缘、靠近所述外壳的内部的金属，使用电绝缘材料覆盖所述外壳的外部上的金属。在一些实施例中，所述外壳的所述部分包括金属栅格，在一些实施例中所述金属栅格在其它材料内、其它材料之上或漂浮在其它材料上。在一些实施例中，所述壁的所述部分包括非金属，举例来说，玻璃或陶瓷材料。
接触表面115与所述外壳的电绝缘外部变化式接触。所述接触材料优选地具有一种材料使得所述接触表面与电绝缘材料之间的变化式接触会产生电荷不平衡。优选地，所述材料使得电绝缘材料变得带更多负电荷。在一些实施例中，所述材料在摩擦电序方面高于电绝缘材料。所述接触表面可以通过如下方式与电绝缘材料变化式接触：接触表面在电绝缘材料的不同表面区域上摩擦接触。举例来说，这可以如下实现：通过表面的反复接触及分离，或通过一些前述或所有前述方式，使所述接触表面的不同部分随着时间的推移与所述电绝缘材料的不同部分接触。
可以用多种方式移动或驱动所述接触表面。在一些实施例中，且如图1中代表性说明，可以用旋转方式驱动所述接触表面，其中所述接触表面通过轴119耦合到发动机117。在一些实施例中，可由线性运动装置驱动所述接触表面，其中运动方向(举例来说)平行于所述电绝缘材料的表面或垂直于所述表面。在一些此类实施例中，线性移动可为振荡的(举例来说，由发动机驱动)，其中所述发动机具有定期定时方向逆转，或其中所述发动机通过适当的方向逆转联接耦合到所述接触表面。在一些此类实施例中，可通过皮带或带的循环来施加所述线性移动，其中所述皮带或带充当所述接触表面或运载所述接触表面。在一些实施例中，可由手动操作装置驱动所述接触表面，且在一些实施例中，可由手动驱动装置驱动所述接触表面。
在操作中，所述接触表面与电绝缘材料之间的变化式接触导致电绝缘材料的电子累积或带负电荷。在电绝缘材料为由所述外壳的一部分壁形成的膜的实施例中，所述膜变成带负电荷。在所述电绝缘材料为所述外壳的一个区段(举例来说，金属区段，其与外壳的其它部分电绝缘，形成第二壁)的外部罩盖的实施例中，所述金属变成带负电荷。提供负电荷的电子可行进到所述外壳内的电子靶且照射到所述外壳内的电子靶。
在图1的实施例中，电子靶为所述外壳的窗121的内部表面上的金属。可将可为金的金属(举例来说)通过溅镀沉积到窗上。所述窗基本上可透x射线且可由(举例来说)铍形成。如图1中说明，所述窗在与具有形成外部部分的电绝缘材料的壁相对的外壳的壁上。当电子照射到金属时，可能会产生一些x射线。所述x射线可通过铍窗离开所述外壳，因此其中装置充当具有x射线发射或传输能力的x射线产生器。
图2说明与电绝缘材料217接触的接触表面215，举例来说，如图1的装置的一些实施例中。在图2中，轴211驱动底座213。在一些实施例中，所述底座可为木头的。将接触表面215固定到底座，且因此随所述底座一起被驱动。所述接触表面可为(举例来说)石英。所述接触表面与所述电绝缘材料(举例来说，Kapton)变化式接触。将Kapton固定到金属219且Kapton为金属219提供外部表面。当Kapton由于与接触表面的变化式接触而摩擦充电时，负电荷在远离Kapton表面的所述金属的表面上(即在暴露到外壳的内部的金属的表面上)累积。
图3说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面。图3中的装置与图1中的装置一样包含经配置以维持低流体压力环境的外壳311。所述外壳包含一个壁的一部分(其包含电介质材料的膜313)，其中在一些实施例中，电介质材料覆盖与所述外壳的剩余部分电绝缘的金属的外部以形成所述一个壁的所述部分的剩余部分。轴315驱动底座317，其中接触材料321固定到所述底座，接触材料321与所述外壳的电介质材料变化式接触。如图3中说明，由发动机319驱动所述轴。
所述膜的内部及所述膜下层的金属的内部(如果存在)为场发射尖端323。所述场发射尖端可为(举例来说)尖锐金属尖端或碳纳米管。在一些实施例中，所述场发射尖端从所述膜内部的金属零件延伸。在一些实施例中，存在许多此类金属零件，在一些实施例中，此类金属零件彼此电绝缘。在一些实施例中，一个场发射尖端从每一金属零件延伸，在一些实施例中，一或多个场发射尖端从每一金属零件延伸，且在一些实施例中，多个场发射尖端从每一金属零件延伸。此外，在一些实施例中，可将导电网安放在场发射尖端之上，其中施加在一些实施例中小于1000V的相对低电压到所述导电网以辅助防止从所述场发射尖端的放电；其中控制施加的电压用来控制从所述尖端的电子发射。可加热细丝325(举例来说，钨或六硼化镧材料的)或替代地阴极(例如氧化钡阴极)也在所述外壳的内部，优选地接近场发射尖端。所述可加热细丝可通过所述外壳中的端口(未展示)耦合到能源(举例来说，电池)。所述可加热细丝提供电子源，举例来说，所述电子源可在来自外部电力供应器的受控电力之下。
外壳的另一壁含有窗327，图3中展示与具有电介质的壁相对。所述窗本身基本上可透x射线，其由(举例来说)铍形成。然而，在图3的实施例中，所述窗的内部表面覆盖有形成电子靶的金属(举例来说，金)。
图3的装置的操作使得所述膜带负电荷，其中来自所述膜及所述细丝的电子行进到所述窗且照射到所述窗的表面上的电子靶。从此过程产生的x射线通过所述窗行进，其中因此所述装置为x射线发射源。
图4说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面的半截面视图。图4的装置与图3的装置类似，其中外壳411用于维持低流体压力环境，铍窗421在所述外壳的一个侧面上，且膜413形成所述外壳的相对壁的一部分。在摩擦电序方面高于所述膜的接触材料415与所述膜滑动线性接触，使得所述膜得到摩擦充电。场发射尖端417从所述膜朝向所述外壳的内部延伸，其中细丝419(举例来说，可加热型)在所述窗与所述场发射尖端的尖端之间，且优选地更靠近或接近所述场发射尖端。所述膜的负摩擦充电允许在所述场发射尖端的尖端处累积负电荷，实质上在尖端周围提供负表面电荷且允许所述尖端充当阴极。所述窗上的金属内部表面423充当从细丝接收电子的阳极。当电子照射所述金属内部表面时，所述金属内部表面也充当电子靶，产生x射线且通过所述窗传输x射线。
图5说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面。图5的装置与图4的装置类似，但不同之处在于所述窗不具有金属涂层。相反，电子靶在所述外壳的内部且不与所述窗接触。
在图5的装置中，外壳在一个壁上具有窗525，其中所述窗基本上可透x射线。膜(举例来说，Kapton)形成另一壁的一部分，其中所述另一壁不与包含所述窗的所述壁相对。接触材料515与所述膜滑动变化式接触，其中接触材料在摩擦电序方面高于所述膜。场发射尖端紧靠在所述膜的内部，其中细丝519在所述场发射尖端的内部。
(举例来说)为金属的固态电子靶521在所述外壳的内部。所述电子靶包含表面523，其具有细丝/场发射尖端/膜与窗两者的视线。当操作装置时，来自细丝的电子照射电子靶以产生x射线，其中一些x射线通过窗离开。有利地，在一些实施例中，所述电子靶可经旋转使得表面523可接收较少电子或经旋转以便朝向窗发射较少x射线，以允许通过窗的x射线流量的控制得到增强。类似地或另外，在一些实施例中，可将电子靶移动离所述窗更近或更远，从而也允许通过所述窗的x射线流量的控制得到增强。在一些实施例中，还可更改从所述膜到所述靶的距离以改变照射电子的最大能量，作为控制输出x射线能量的手段。所述靶的材料可经选择以提供特定x射线光谱，其具有(举例来说)材料(例如钼)的特性x射线线。此外，在一些实施例中，可改为或另外反向安放所述外壳的部分及接触表面及场发射尖端，其中这些物品改为或另外被安放在所述外壳的相对侧上且所述外壳及接触表面的部分的外部的材料被逆转。在材料被逆转的情况下，在操作中产生正电荷，且其中所述正电荷从细丝将电子吸引到所述外壳的所述相对侧，其中在一些实施例中，电子靶在此类电子的路径中。然而，在一些实施例中，所述电子靶可在别处，举例来说，在所述窗的内部表面上，其中其可被视为在电子靶中产生x射线的反向散射电子，其中x射线通过所述窗发射。
图6说明根据本发明的方面的又一x射线发射装置的方面。在图6的实施例中，外壳611再次经配置以维持低流体压力环境。所述外壳包含在一个壁上的基本上能透x射线的窗621，其中在相对壁的一部分上存在膜613，其可能覆盖电绝缘金属。所述外壳的内部为用以提供电子源的细丝619。
通过与接触材料615的滚动式接触使所述膜通过摩擦带负电荷。所述膜的材料及所述接触材料经选择使得通过所述两种材料的表面的变化式接触使摩擦充电发生，其中与所述接触材料相比，所述膜带负电荷。
在图6的实施例中，次级容器含有接触材料，其中所述膜还形成所述次级容器的壁。所述容器可为经封围容器，其在所述接触材料及所述膜的外部(在所述外壳的外部)表面附近提供受控环境。优选地，所述受控环境经控制以便防止给所述外壳的外部放电。在一些实施例中，所述受控环境处于减少放电的流体压力，且在一些实施例中，所述容器含有电介质(举例来说，六氟化硫)以辅助防止放电。
图7说明接触辊713的实施例，其还可与膜711接触地滑动。所述接触辊包含第一电介质材料的第一部分715及具有更低电介质常数的第二不同电介质材料的第二部分717。将所述第一电介质材料及所述第二电介质材料中的每一者暴露在所述辊的表面上的不同区域中。当所述辊跨越所述膜滚动时，所述第一部分及所述第二部分交替接触所述膜。此交替接触导致补偿电荷的变化，其中当所述第二电介质材料接触所述膜时所述膜上的累积负电荷射出。
图8说明根据本发明的方面的x射线传输装置的操作模式。在图8中，外壳811经配置以维持低流体压力环境。所述外壳包含所述外壳的一侧上的窗827，其中所述窗的材料基本上能透x射线。电子靶在所述窗的内部表面上。膜813形成所述外壳的相对壁的一部分，优选地场发射尖端823在所述膜内部，并且可加热细丝在所述场发射尖端内部。所述膜与接触材料815变化式接触。所述膜的材料及所述接触材料经选择使得变化式接触导致所述膜通过摩擦带负电荷。
将接触材料安装到驱动系统上的底座817。如图8的实施例中展示，所述驱动系统包含由发动机821驱动的轴819，其中所述轴旋转底座817。在其它实施例中，可用其它方式驱动所述接触材料。
如图8中说明，可撤回接触材料使其不与膜接触。一旦撤回接触材料不发生此接触，累积的负电荷就从所述膜的内表面射出，导致电子从细丝流动到电子靶，产生穿过窗的x射线。
尽管已关于各种实施例论述本发明，但应认识到，本发明包括由本公开支持的新颖且非显而易见的权利要求。
Claims (28)
1.一种x射线发射装置，其包括：
经配置以维持低流体压力环境的外壳，所述外壳具有第一壁和第二壁，所述第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述第二壁具有包括外部表面的部分，所述外部表面包括电绝缘材料；
所述外壳内的电子靶；
所述外壳内的可充电材料；以及
用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料包括一种材料使得与所述电绝缘材料的摩擦接触产生电荷不平衡；
其中所述外壳内的所述可充电材料包括接近所述外壳的所述电绝缘材料的可加热细丝。
2.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中包括所述电绝缘材料的所述第二壁的所述部分进一步包括所述电绝缘材料内部且与所述电绝缘材料接触的金属，所述金属与所述外壳的其它部分电绝缘。
3.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶为基本上能透x射线的所述窗的内部表面上的金属。
4.根据权利要求3所述的x射线发射装置，其中所述金属为溅镀到基本上能透x射线的所述窗上的金。
5.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述细丝为钨丝。
6.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶包括所述外壳内的金属，其经定位以便具有在基本上能透x射线的窗与具有包括所述电绝缘材料的所述外部表面的所述部分两者的视线内的至少一个表面。
7.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其进一步包括接近具有包括所述电绝缘材料的所述外部表面的所述第二壁的所述部分的所述外壳内的场发射尖端。
8.根据权利要求7所述的x射线发射装置，其中所述场发射尖端包括金属尖端。
9.根据权利要求7所述的x射线发射装置，其中所述场发射尖端包括碳纳米管。
10.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电绝缘材料包括电介质。
11.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电绝缘材料包括聚酰亚胺薄膜。
12.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电绝缘材料包括膜。
13.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述可充电材料为网。
14.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其进一步包括次级容器，所述次级容器具有共享具有包括所述电绝缘材料的所述外部的所述第二壁的所述部分的至少部分的至少一个壁，所述次级容器含有所述接触材料。
15.根据权利要求14所述的x射线发射装置，其中所述次级容器提供可控制环境以控制放电。
16.根据权利要求14所述的x射线发射装置，其中所述次级容器进一步含有电介质。
17.根据权利要求16所述的x射线发射装置，其中所述电介质为六氟化硫。
18.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶包括金属。
19.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶包括陶瓷复合物。
20.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶包括稀土复合物。
21.一种从外壳发射x射线的方法，所述外壳基本上不透x射线且具有呈低流体压力的室，所述方法包括：
使所述外壳的外部表面与接触表面摩擦地接触，所述外部表面与所述接触表面具有不同材料，借此通过所述摩擦接触产生电荷不平衡，其中由所述外部表面累积负电荷；
允许来自接近由所述接触表面接触的所述外部表面的所述外壳的内部表面附近且朝向所述外壳的窗的电子流；
接近所述外壳的所述窗产生x射线，所述外壳的所述窗基本上能透x射线。
22.根据权利要求21所述的方法，其中在所述窗的内部表面上的材料中产生所述x射线。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述窗的所述内部表面上的所述材料为金属。
24.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括加热细丝，所述细丝在所述外壳的接近所述内部表面的内部部分中，所述内部表面接近由所述接触表面接触的所述外部表面。
25.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括反复地从所述外壳的所述外部表面撤回所述接触表面以及使所述外壳的所述外部表面与所述接触表面摩擦地接触。
26.一种用于发射x射线的装置，其包括：
外壳，其经配置以维持所述外壳内的室中的低流体压力，所述外壳包含基本上能透x射线的窗但其它部分基本上不透x射线；
用于通过改变所述外壳外部的材料与所述外壳的表面的接触在所述外壳的一部分上产生电荷不平衡的构件；
所述外壳内的电子靶；以及
所述外壳内基本上在所述外壳的所述部分与所述电子靶之间的细丝。
27.根据权利要求26所述的装置，其中所述电子靶为所述窗的内部表面上的材料。
28.根据权利要求27所述的装置，其中所述电子靶为所述外壳的所述内部表面上的金属。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/839,494 | 2013-03-15 | ||
| US13/839,494 US9173279B2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Compact X-ray generation device |
| PCT/US2014/027795 WO2014143718A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | Compact x-ray generation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105122420A CN105122420A (zh) | 2015-12-02 |
| CN105122420B true CN105122420B (zh) | 2017-08-11 |
Family
ID=51527049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201480020460.9A Expired - Fee Related CN105122420B (zh) | 2013-03-15 | 2014-03-14 | 紧凑x射线产生装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9173279B2 (zh) |
| EP (1) | EP2976777B1 (zh) |
| JP (1) | JP6244449B2 (zh) |
| CN (1) | CN105122420B (zh) |
| BR (1) | BR112015023536A2 (zh) |
| RU (1) | RU2634843C2 (zh) |
| WO (1) | WO2014143718A1 (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6063273B2 (ja) * | 2013-01-29 | 2017-01-18 | 双葉電子工業株式会社 | Ｘ線照射源 |
| KR20150051820A (ko) * | 2013-11-05 | 2015-05-13 | 삼성전자주식회사 | 투과형 평판 엑스레이 발생 장치 및 엑스레이 영상 시스템 |
| WO2017156033A1 (en) * | 2016-03-07 | 2017-09-14 | Tribogenics, Inc. | X-ray generator device with improved field emission |
| CN108322982A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-07-24 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 铁电体爆电换能脉冲发生器、闪光x射线产生装置及方法 |
| EP4264656A1 (en) | 2021-02-17 | 2023-10-25 | Accion Systems, Inc. | Electrospray emission apparatus |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US393164A (en) * | 1888-11-20 | Steam-pressure apparatus | ||
| US2810077A (en) | 1956-03-02 | 1957-10-15 | High Voltage Engineering Corp | Compact x-ray generator |
| CH484552A (de) | 1968-01-19 | 1970-01-15 | Itf Induktive Tech Forschung G | Elektrostatischer Hochspannungs-Bandgenerator |
| US3934164A (en) * | 1975-02-14 | 1976-01-20 | The Machlett Laboratories, Incorporated | X-ray tube having composite target |
| US4789802A (en) | 1987-01-24 | 1988-12-06 | Japan Physitec Co., Ltd. | High voltage, multi-stage electrostatic generator |
| ES2020013A6 (es) | 1988-10-20 | 1991-07-16 | Univ Madrid Nac Educacion | Generador triboelectrico de rodadura. |
| US7596242B2 (en) | 1995-06-07 | 2009-09-29 | Automotive Technologies International, Inc. | Image processing for vehicular applications |
| WO1996041213A1 (en) | 1995-06-07 | 1996-12-19 | Massachusetts Institute Of Technology | X-ray detector and method for measuring energy of individual x-ray photons for improved imaging of subjects using reduced dose |
| JP3639354B2 (ja) * | 1995-08-01 | 2005-04-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | 触媒付きｘ線管 |
| JP3839528B2 (ja) | 1996-09-27 | 2006-11-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｘ線発生装置 |
| US6476406B1 (en) | 1999-06-22 | 2002-11-05 | Agfa-Gevaert | Devices equipped with tribostimulable storage phosphors |
| US6353658B1 (en) | 1999-09-08 | 2002-03-05 | The Regents Of The University Of California | Miniature x-ray source |
| US6493423B1 (en) | 1999-12-24 | 2002-12-10 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of generating extremely short-wave radiation, method of manufacturing a device by means of said radiation, extremely short-wave radiation source unit and lithographic projection apparatus provided with such a radiation source unit |
| DE10106740A1 (de) | 2001-02-14 | 2002-08-22 | Philips Corp Intellectual Pty | Röntgenstrahler mit einem Target aus einem flüssigen Metall |
| US6661876B2 (en) | 2001-07-30 | 2003-12-09 | Moxtek, Inc. | Mobile miniature X-ray source |
| JP3837488B2 (ja) | 2001-11-30 | 2006-10-25 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | メカノルミネッセンス材料 |
| US6668039B2 (en) | 2002-01-07 | 2003-12-23 | Battelle Memorial Institute | Compact X-ray fluorescence spectrometer and method for fluid analysis |
| JP2005276760A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Shimadzu Corp | Ｘ線発生装置 |
| US7330533B2 (en) | 2004-05-05 | 2008-02-12 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Compact x-ray source and panel |
| JP4868499B2 (ja) | 2005-04-08 | 2012-02-01 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 応力発光体とその製造方法およびそれを含む複合材料、並びに応力発光体の母体構造 |
| JP4954526B2 (ja) * | 2005-10-07 | 2012-06-20 | 浜松ホトニクス株式会社 | Ｘ線管 |
| JP2007311195A (ja) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線管 |
| EP2171724A1 (en) * | 2007-06-22 | 2010-04-07 | Advanced Applied Physics Solutions, Inc. | Higher pressure, modular target system for radioisotope production |
| US20090090828A1 (en) * | 2007-10-08 | 2009-04-09 | Mitch Junkins | Wall hanging system |
| EP2245635B1 (en) | 2008-02-11 | 2016-11-09 | The Regents of The University of California | Mechanoluminescent x-ray generator |
| WO2012125492A2 (en) * | 2011-03-11 | 2012-09-20 | The Regents Of The University Of California | A triboelectric x-ray source |
| JP2013051165A (ja) | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Canon Inc | 透過型ｘ線発生装置 |
-
2013
- 2013-03-15 US US13/839,494 patent/US9173279B2/en active Active
-
2014
- 2014-03-14 RU RU2015143828A patent/RU2634843C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2014-03-14 WO PCT/US2014/027795 patent/WO2014143718A1/en active Application Filing
- 2014-03-14 CN CN201480020460.9A patent/CN105122420B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2014-03-14 EP EP14762828.3A patent/EP2976777B1/en active Active
- 2014-03-14 JP JP2016502627A patent/JP6244449B2/ja active Active
- 2014-03-14 BR BR112015023536A patent/BR112015023536A2/pt not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-10-08 US US14/878,795 patent/US9814125B2/en active Active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 《A stroke of X-ray》;Stefan Kneip;《Nature》;20110525;第473卷;第455–456页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2976777A4 (en) | 2016-11-30 |
| CN105122420A (zh) | 2015-12-02 |
| WO2014143718A1 (en) | 2014-09-18 |
| US20160029469A1 (en) | 2016-01-28 |
| RU2015143828A (ru) | 2017-04-26 |
| US9173279B2 (en) | 2015-10-27 |
| RU2634843C2 (ru) | 2017-11-07 |
| JP6244449B2 (ja) | 2017-12-06 |
| BR112015023536A2 (pt) | 2017-07-18 |
| EP2976777A1 (en) | 2016-01-27 |
| EP2976777B1 (en) | 2018-09-05 |
| US20140270088A1 (en) | 2014-09-18 |
| US9814125B2 (en) | 2017-11-07 |
| JP2016516280A (ja) | 2016-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105122420B (zh) | 紧凑x射线产生装置 | |
| JP6415250B2 (ja) | Ｘ線発生管、ｘ線発生装置及びｘ線撮影システム | |
| US9748068B2 (en) | Transmission X-ray generator | |
| CN103620727B (zh) | x射线管中的陶瓷金属化 | |
| US9244028B2 (en) | Electron excited x-ray fluorescence device | |
| CN105144848B (zh) | 连续接触x射线源 | |
| US9679736B2 (en) | Encapsulated structure for X-ray generator with cold cathode and method of vacuuming the same | |
| US20160088719A1 (en) | Friction driven x-ray source | |
| CN109576665B (zh) | 一种离子源、镀膜装置以及镀膜方法 | |
| US10398013B2 (en) | X-ray generator device with improved field emission | |
| JP2020501015A (ja) | ユニバーサルマウント式端部ブロック | |
| US11164714B2 (en) | X-ray tube insulator | |
| CN219574283U (zh) | 用于监测电源内电弧放电的放电监测装置和电源 | |
| JP6580231B2 (ja) | Ｘ線発生管、ｘ線発生装置及びｘ線撮影システム | |
| US2985760A (en) | Compact neutron source | |
| US4020384A (en) | Linear particle accelerator | |
| JP2002313268A (ja) | 回転陽極ｘ線管装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170811 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |