CN105659352B - 用于x射线管的靶和/或灯丝，x射线管，用于识别靶和/或灯丝的方法和用于设置靶和/或灯丝的特征值的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于X射线管(9)的靶(1)/灯丝(5)，具有靶基座(10)/灯丝保持器和固定在其上的靶元件(11)/灯丝元件，其中在靶基座(10)/灯丝保持器上安装有识别元件(8，14，15)，所述识别元件能以与在X射线管(9)上的检测元件(13，16，18)共同作用的方式被识别并且所述识别元件具有与靶(1)/灯丝(5)的特征值的明确的关联性。一种用于识别具体的靶(1)和/或具体的灯丝(5)的方法，其中安装在X射线管(9)上的检测元件(13，16，18)识别安装在靶基座(10)上和/或在灯丝保持器上的识别元件(8，14，15)并且借助于数据库将靶(1)和/或灯丝(5)与识别元件(8，14，15)明确地相关联。一种用于自动地设置装入X射线管(9)中的靶(1)和/或灯丝(5)的特征值的方法，其中在执行前述方法之后将存储在数据库中用于相应的识别元件(8，14，15)或靶(1)和/或灯丝(5)的特征值传递给相应的特征值的设置设备并且由所述设置设备进行所述特征值的设置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于X射线管的靶和/或灯丝，一种具有这种靶和/或灯丝的X射线管，一种用于识别这种靶和/或这种灯丝的方法以及一种用于设置这种靶和/或这种灯丝的特征值的方法。
背景技术
从现有技术中已知X射线源，所述X射线源能够粗略地被分为两个组——封闭的和敞开的管。
封闭的管从生产起确定其参数和特性，也就是说在生产中产生真空并且在生产之后不存在在管上实施改变的可能性。
在敞开的管中的情况是不同的。在此，管的真空在开始运行时才产生并且也能够在需要时(打开管)再次消除。由此，敞开的管具有多个决定性的优点。一方面能够替换损坏的部件以及更重要的是，能够通过部件的替换来改变管的特性。
尤其在高分辨率的X射线管的区域中例如能够必要的是，根据应用情况改变焦斑大小或功率。这能够通过使用适合的靶来实现。
因此，操作员具有从不同的靶中选择处适用于其应用/检验任务的靶的自由度。
对于这些靶中的每个靶，在管控制装置中存在匹配的参数组(在下文中称作特征值)，所述参数组确保具有靶的X射线管的最优的且安全的运行。错误的参数组必然造成差的检验结果甚至造成靶的毁坏。
到目前为止需要的是，操作员匹配于靶地选择并且设置在管控制装置处需要的参数。在系统中的这种手动的干预基于下述情况：所述系统由于在X射线管中的装配情况不能识别靶。
X射线管要么构成为传输发射器(其中电子束竖直地射到靶上并且X射线辐射通过靶发射)，要么构成为直接辐射器(其中电子束以一定角度射到靶上并且X射线辐射从相同的面中以相应的出射角射出)。
其他的描述和考虑借助于传输发射器的示例示出；然而这些描述和考虑能够类似地用于直接辐射器并且适用于所有敞开的管。对于封闭的管这(对于本领域技术人员是明显的)原则上也没有不同之处要注意，以至于所述实施方案基本上也能够用于所述封闭的管。
发明内容
最主要的目的是，消除X射线管的可能的错误操作并且因此得到运行安全性的进而还有使用寿命的显著提高。因此，作为其他的子目的由此也得到在使用这种X射线管的机器时的工艺安全性的提升。
所述目的通过具有根据本发明的实施例的特征的靶实现。基于识别元件能够通过与检测元件共同作用找到下述解决方案：所述解决方案尤其在敞开的管中在更换靶时提供自动地确定相应的靶的可能性。然后由此，所连接的控制装置能够提供所属的特征值连同与其相关的运行参数。所得到的信息能够在连接的控制装置或PC中被评估并且启用和提供需要的参数组进而启用和提供可能的设置。由此，通过操作员消除错误操作。因此进一步提供建立前瞻性的操作员引导的基础，由此靶的典型的运行参数现在也作为运行数据被存储进而也能够被监控，而无需耗费的和易于出错的操作员干预。
所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的灯丝实现。之前关于本发明的实施例对于靶所描述的内容也类似地适用于灯丝。
本发明的一个有利的改进方案提出，识别元件是电的识别元件、光学的识别元件或机械的识别元件。
本发明的另一有利的改进方案提出，电的识别元件是电子部件、尤其是RFID芯片(射频识别芯片)，和/或光学的识别元件是条形码或QR码(快速反应码)，和/或机械的识别元件具有穿孔、波纹磨片或缺口。
所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的X射线管实现。这通过靶的和/或灯丝的识别元件与检测元件共同作用来进行。
本发明的一个有利的改进方案提出，检测元件是电子扫描设备、光学相机、机械装置或传感装置。由此，除了靶或灯丝识别以外也能够检测靶/灯丝的序列号。由此得到明确的关联性和下述可能性：虽然无需操作员干预来更换靶或灯丝，但是同样记录靶/灯丝的运行时长或使用寿命。这尤其在操作员想要开始下述检查任务时是尤其有用的：所述检查任务的执行时间显著长于靶的剩余寿命时间。
所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的方法实现。通过在靶基座上的识别元件与检测元件的共同作用，在调整识别元件的识别出的特征之后经由数据库明确地识别靶或灯丝。从中得到上文已经提到的优点。
替选地，所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的方法实现。在此，与上文所描述的解决方案不同的是不需要在靶上的识别元件。而是借助于霍尔探针从靶和/或灯丝固有的磁性特性中确定靶/灯丝的特性。
替选地，所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的方法实现。在此(如在之前的段落中详述的)也不需要在靶上的识别元件。在此，考虑将在(仅用于确定靶的“散焦”的)电子束面增大时产生的特征性辐射用于辨别。
替选地，所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的方法实现。如在之前的段落中，在此也不需要在靶上的识别元件。在此通过电测量法基于靶的电性能进行辨别。尤其，通过测量靶的电导率能够通过总归始终存在的靶电流测量的能简单实现的扩展来进行辨别。
替选地，所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的方法实现。在此也不需要在靶上的识别元件。在此，辨别通过下述方式实现：在启动X射线管时首先开动始终相同的预设的运行方式，其中在每个靶的操纵参数相同时发射不同的X射线辐射，并且评估在此产生的X射线辐射。因此，无需任何附加元件以仅较短的检查时间实现靶的辨别。
所述目的也通过具有根据本发明的实施例的特征的方法实现。在此不仅识别靶/灯丝，而且也设置对于所述具体的靶/灯丝所需的特征值。
附图说明
根据在附图中示出的实施例阐述本发明的其他优点和细节。附图示出：
图1示出已知的X射线管的示意图；
图2示出根据本发明的具有电的识别元件的靶的视图；
图3示出在已安装的状态下的图2的靶；
图4示出借助于电阻测量的根据本发明的方法的示意图；
图5示出根据本发明的具有条形码的旋转的靶的示图；
图6示出在未安装的状态下的具有条形码的固定的靶的示图；
图6a示出在已安装的状态下的图6的靶的示图；
图7示出在未安装的状态下的根据本发明的具有机械的识别元件的靶的示图；
图7a示出在已安装的状态下的图7的靶的示图；以及
图8示出用于借助于“散焦”执行识别的靶的和传统的靶的示意图。
具体实施方式
靶识别是成问题的。借助图1示意地阐述X射线管9的构造。靶1位于X射线管9的在宽的部件中由实心的铁构成的顶部的暴露的位置上。所述安装位置的优点在于其高的运行温度、高的射线量以及聚焦线圈的磁场。为了调节和控制X射线束需要测量射到靶1(更准确地说：射到靶元件11、11a、11b)上的电子束6。这通过靶电流测量设备3实现。所述测量需要在1μA-3000μA的范围中的高的测量精度。对于所述测量必需的是，将靶元件11、11a、11b与X射线管9经由电绝缘体2电绝缘地安装。在传输发射器(Transmissionsstrahler)中的靶1也同时形成X射线管9的真空7的封闭件。靶1也必须能够被移动，因为在一定的使用时间之后靶元件11、11a、11b的产生辐射的材料(例如钨)“被消耗”或烧穿。为此，转动靶1，使得电子束6射到靶元件11、11a、11b的未被消耗的位置上。靶1的替换也应是非常简单的，以便能够相应地确保检查任务的要求、即快速的靶更换。必须避免外部的磁场，以便在射到靶1上之前防止电子束6(还有将其集中成束的磁性透镜4)的影响。这种类型的敞开的X射线管9大部分地用于检查任务，所述检查任务涉及非常小的细节并且取决于X射线图像中的高的放大倍率。为了实现上述内容，检查对象必须非常紧密地定位在靶1之前。因此，对于附加的靶识别装置的结构重要的是，没有构件伸入“检查空间”中。
下面的解决方式用于辨别在X射线管9上的靶1。在此，所使用的工艺/技术分为两个组：
-接触：建立在靶1和用于辨别的技术设备之间的连接；
-无接触：使用无需机械连接就能够进行评估的方法(例如：光学扫描，无线电扫描-RFID；磁场，电容式)。
使用不同的方法。
借助图2和3阐述电扫描。在此，提供两个解决方式。例如，将电子部件8安装在靶1上，经由扫描设备、电检测元件18评估所述电子部件。例如使用电阻或复杂的电路作为电子部件8。在已拆卸的状态下，所述电子部件是无电压的。通过安装靶1，将电子部件8例如借助于插接件或滑动接触部与电检测元件18连接。电检测元件18用于对电子部件8供应电压并且评估产生的信号。电检测元件18将被评估的信号传递给上级的控制装置，然后所述控制装置设置用于靶1的相关联的参数。
对于根据图2和3的方法替选地，在电识别时能够对靶1基于不同的制造甚至在其电性能方面(例如通过测量电导率)进行区分，使得能够实现辨别。这借助于图4阐述。
在此的基础是，靶1的材料组成根据实施方案是不同的，并且这能够通过电测量法(例如借助于靶电阻测量设备12以适合的测量电压进行的电阻测量)确定。为了实现这种情况，能够扩展已经安装的靶电流测量设备3。如从图4中看到的那样，将从图1中已知的用于靶电流测量的端子以靶电阻测量设备12扩展。
对于电识别替选地，也能够借助于光学扫描执行光学识别，如其借助图5、6和6a所描述的那样。
在此，在靶1的靶基座10上施加光学标记，所述光学标记通过附加的评估单元确定；在所示出的实施例中涉及分别呈条码形式的光学的识别元件14。在此，能够执行对条码的或替选地QR码的复杂的询问，所述询问甚至能够包含靶1的序列号。在图5中示出旋转的靶1，其中整个条码同心地围绕靶1的旋转中心设置。
在图6和6a中示出固定的靶1，所述靶的光学的识别元件(条码14)(如在图2和3的可比的实施例中那样)设置在靶基座10的上端部上。在靶1的在图6a中示出的安装状态下，条码14与安装在X射线管9上的光学的检测元件13相对置。作为光学的检测元件13能够使用典型的条形码扫描仪、相机、然而还有简单的探测亮暗差别的光传感器。由此，光学的检测元件13能够评估由条码14引发的信号。光学的检测元件13将被评估的信号传递给上级的控制装置，然后所述控制装置设置用于靶1的相关联的参数。
对于电识别或光学识别替选地，也能够例如借助于在图7和7a中示出的机构执行机械识别。下面的示例示出一个可能的解决方式，其中通过机械装置/传感装置组合询问作为在靶基座10上的机械的识别元件15的特征性的穿孔。这例如能够如下进行：机械的检测元件16具有能沿纵向方向移动的销，所述销能够进入靶基座10的上端部上的穿孔15中进而检测，在与相应的销相关联的位置上是否存在穿孔15。机械的检测元件16将被评估的信号传递给上级的控制装置，然后所述控制装置设置用于靶1的相关联的参数。
借助于图8阐述在靶基座10上不具有识别元件的替选的靶识别装置的使用，例如这也在图4中所示出的那样(在此作为电识别装置)。在此，由靶1产生的特征性的辐射被考虑用于辨别。在此可设想不同的方法：
在该解决方案中提供下述可能性：评估在图片链中的靶1的特征性的辐射特性。在此存在两种解决方式：
-靶1保持不变(参见图8的左部)：X射线管9以为了评估而限定的运行方式运行并且评估由此得到的图像。每个靶1通过设置工作值电压[kV]和电流[A]产生特征性的辐射。辐射能够通过在X射线设施中安装的图像链(探测器包括评估单元)来评估。为了实现上述内容，限定能够运行管类型的所有靶1的运行方式。在每次启动X射线管9时，首先开动所述运行方式，以便随后评估所产生的辐射。该方法的基础是，在每个靶1的操纵参数相同时发射不同的辐射。
-靶1被改型(参见图8的右部)：在此以下述方式对靶1进行改型，使得通过有针对性的“散焦”，即增大电子束面也射到外表面上并且在那里产生辐射。由此能明显识别的焦斑变化是对于靶1特定的并且能够被评估。在所示出的情况下(右半部，左半部示出传统的靶1)，除了圆形的中央的靶元件11a以外存在通过载体材料17隔开的环形的靶元件11b。成像紧接于此，借助于聚焦的电子束6调整所述成像，也就是说成像提供具有相同的灰度值的内容的图像。在散焦的电子束6中，在本示例中能识别环形结构。作为环形的靶元件11b的环形可设想其他形状。
根据本发明的磁性评估没有借助于附图示出。仅如下简短地进行阐述：将霍尔探针安装在X射线管9上，以便这样评估通过不同的靶1产生的磁场的变化。
根据本发明，也能够使用复合靶，其中在载体材料17上施加不同的靶元件11、11a、11b(射束发生器，例如钨)或靶元件11、11a、11b的不同的层厚度。现在通过自动地定位，能够将不同的靶区域定位在电子束6中。
上文所阐述的解决方式能够扩展到灯丝5上。与靶1类似地，灯丝5对于图像质量也是决定性的并且也以不同的表现形式存在。上文所描述的靶识别装置的功能原理也适用于此，然而在明显更困难的环境中实现(完全在真空7中)。尽管如此，类似的应用是可行的。
在评估电子装置和控制装置上的为靶识别所提供的环境能够相对简单地扩展，以便检测X射线管9的附加的运行数据或性能。对此例如包括X射线管9在温度升高时经由附加地安装的应变仪的弯曲、通用的温度数据或磁场分析。
这种靶识别即使在封闭的X射线管9中也是有意义的，并且上述实施方案也主要适用于所述封闭的X射线管。虽然在此不能够更换靶1，然而也能够经由靶识别的系统提供对于X射线管9特定的参数。识别能够限制于类型或者也涉及配设有序列号的单个的靶1。
附图标记列表
1 靶
2 电绝缘体
3 靶电流测量设备
4 磁性透镜
5 灯丝
6 电子束
7 真空
8 电的识别元件，电子部件
9 X射线管
10 靶基座
11 靶元件
11a 中央的靶元件
11b 环形的靶元件
12 靶电阻测量设备
13 光学的检测元件
14 光学的识别元件，条码
15 机械的识别元件，穿孔
16 机械的检测元件
17 载体材料
18 电的检测元件
Claims (22)
1.一种用于X射线管(9)的靶(1)，所述靶具有靶基座(10)和固定在所述靶基座上的靶元件(11)，其中在所述靶基座(10)上安装有识别元件(8，14，15)，所述识别元件能以与在所述X射线管(9)上的检测元件(13，16，18)共同作用的方式被识别并且所述识别元件具有与所述靶(1)的管控制装置中的匹配的参数组的明确的关联性。
2.根据权利要求1所述的靶(1)，其中所述识别元件(8，14，15)是电的识别元件(8)、光学的识别元件(14)或机械的识别元件(15)。
3.根据权利要求2所述的靶(1)，其中所述电的识别元件(8)是除RFID芯片之外的电子部件(8)或RFID芯片。
4.根据权利要求2所述的靶(1)，其中所述光学的识别元件(14)是条码(14)或QR码。
5.根据权利要求2所述的靶(1)，其中所述机械的识别元件(15)具有穿孔(15)、波纹磨片或缺口。
6.一种用于X射线管(9)的灯丝(5)，所述灯丝具有灯丝保持器和固定在所述灯丝保持器上的灯丝元件，其中在所述灯丝保持器上安装有识别元件，所述识别元件能以与在所述X射线管(9)上的检测元件共同作用的方式被识别并且所述识别元件具有与所述灯丝(5)的管控制装置中的匹配的参数组的明确的关联性。
7.根据权利要求6所述的灯丝(5)，其中所述识别元件(8，14，15)是电的识别元件(8)、光学的识别元件(14)或机械的识别元件(15)。
8.根据权利要求7所述的灯丝(5)，其中所述电的识别元件(8)是除RFID芯片之外的电子部件(8)或RFID芯片。
9.根据权利要求7所述的灯丝(5)，其中所述光学的识别元件(14)是条码(14)或QR码。
10.根据权利要求7所述的灯丝(5)，其中所述机械的识别元件(15)具有穿孔(15)、波纹磨片或缺口。
11.一种X射线管(9)，具有根据权利要求1至5中任一项所述的靶(1)并且具有检测元件(13，16，18)，所述检测元件与所述靶(1)的所述识别元件(8，14，15)共同作用。
12.一种X射线管(9)，具有根据权利要求6至10中任一项所述的灯丝(5)并且具有检测元件(13，16，18)，所述检测元件与所述灯丝(5)的所述识别元件(8，14，15)共同作用。
13.根据权利要求11或12所述的X射线管(9)，其中所述检测元件(13，16，18)是电子扫描设备、光学相机、机械装置或传感装置。
14.一种用于识别根据权利要求1至5中任一项所述的具体的靶(1)的方法，其中安装在所述X射线管(9)上的检测元件(13，16，18)识别安装在所述靶基座(10)上的识别元件(8，14，15)并且借助于数据库将所述靶(1)与所述识别元件(8，14，15)明确地相关联。
15.一种用于识别根据权利要求1至5中任一项所述的具体的靶(1)的方法，其中借助于安装在所述X射线管(9)上的霍尔探针基于所述靶(1)的确定的磁场值借助于所述靶(1)的存储在数据库中的数据明确地识别。
16.一种用于识别根据权利要求1至5中任一项所述的具体的靶(1)的方法，其中经由电阻测量对所述靶(1)的除其导电率之外的电性能或其电导率进行测量。
17.一种用于识别根据权利要求1至5中任一项所述的具体的靶(1)的方法，其中借助于电子束面在所述靶元件(11)上除所述靶元件(11)的外表面以外的增大基于靶特定的焦斑变化实现所述靶(1)的明确的关联。
18.一种用于识别根据权利要求1至5中任一项所述的具体的靶(1)的方法，其中在启动所述X光射线管(9)时首先开动始终相同的预设的运行方式，其中在每个靶(1)的操纵参数相同时发射不同的X射线辐射，并且评估在此产生的所述X射线辐射。
19.一种用于自动地设置根据权利要求1至5中任一项所述的装入X射线管(9)中的靶(1)的特征值的方法，其中在执行根据权利要求14至18中任一项所述的方法之后将存储在所述数据库中用于相应的所述识别元件(8，14，15)或者所述靶(1)的特征值传递给相应的所述特征值的设置设备并且由所述设置设备进行所述特征值的设置。
20.一种用于识别根据权利要求6至10中任一项所述的具体的灯丝(5)的方法，其中安装在所述X射线管(9)上的检测元件(13，16，18)识别安装在所述灯丝保持器上的识别元件(8，14，15)并且借助于数据库将所述灯丝(5)与所述识别元件(8，14，15)明确地相关联。
21.一种用于识别根据权利要求6至10中任一项所述的具体的灯丝(5)的方法，其中借助于安装在所述X射线管(9)上的霍尔探针基于所述灯丝(5)的确定的磁场值借助于所述灯丝(5)的存储在数据库中的数据明确地识别。
22.一种用于自动地设置根据权利要求6至10中任一项所述的装入X射线管(9)中的灯丝(5)的特征值的方法，其中在执行根据权利要求20或21所述的方法之后将存储在所述数据库中用于相应的所述识别元件(8，14，15)或者所述灯丝(5)的特征值传递给相应的所述特征值的设置设备并且由所述设置设备进行所述特征值的设置。
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