CN107578971A - 一种x射线源装置的发射窗口 - Google Patents

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Abstract

一种X射线源装置的发射窗口,属于机械技术领域。腔体有开放式空腔,腔体上部是法兰,法兰上排列若干圆孔,腔体的下部开口处有圆弧,圆弧与射线管的圆弧匹配。法兰及腔体为采用PC聚碳酸酯经过精密压铸而成。传统窗口由于加工方法的限制,不易制作出曲面,与射线管配合的表面是平面,而本发明PC塑料窗口由于是精密铸造,制作曲面比较容易,因此与射线管配合的表面是圆弧面,且与射线管中焦点的射线角度以及射线管玻壳表面,形成一个同心圆,因此本发明窗口配合面各个点与射线角度的距离是相等的,如此以来通过窗口发射出去各个角度的射线强度一致。

Description

一种X射线源装置的发射窗口
技术领域
本发明涉及一种X射线源装置的发射窗口,属于机械技术领域。
背景技术
X射线源作为安检机的核心部件,广泛用于飞机场、火车站、地铁站、体育场馆等重要的人员较多的场所。射线源质量的一个重要指标就是射线穿透力,而严重影响射线穿透力的两大因素。一个是射线管自身的发光率,发光率由X光管自身的质量决定;另一个则是是发射窗口的原材料透光率,焦点与发射窗口的位置吻合程度,吻合度越高射线穿透力就越高,射线源的质量也就越好。
传统射线源的发射窗口是采用铝镁合金6061经过机加工后焊接而成,该工艺有以下不足:
窗口采用铝镁合金6061属于金属,铝镁合金6061对X射线的吸收率要比有的某些塑料材料高,与发光管高电压区域有可能发生放电,会击穿发光管,因此在装配时至少要相隔10mm,在发光源内部充满了冷却油,X射线需要穿过10mm的油层才能发射出去,增加了整个发光源的X射线吸收率,降低了发光效率。
由于传统发射窗口是机加工后焊接而成,故外形尺寸误差较大且一致性较差,在装配时需要逐个调整,维修时互换性也不好。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种X射线源装置的发射窗口。
一种X射线源装置的发射窗口,腔体有开放式空腔,腔体上部是法兰,法兰为矩形法兰,矩形法兰上排列若干圆孔,腔体的下部开口处有圆弧,圆弧与射线管的圆弧匹配。
法兰是圆形法兰,圆形法兰上排列若干圆孔。
圆孔用来安装螺钉与发光源箱盖连接。
腔体的壁厚均匀。
圆弧与接受发光管发射射线处是与射线管同心。
矩形法兰及腔体为采用PC聚碳酸酯经过精密压铸而成。
尺寸公差在0.05mm~0.1mm之间,表面粗糙度达到Ra0.8~3.2μm。
圆弧的圆弧面与射线管玻壳表面距离是2mm。
发射窗口的材料为绝缘强度高,透光率高的材料,可以是透明树脂或半透明的树脂,透明性树脂,主要包括PC、PMMA、PS、PET、PETG、AS、BS、MS、MBS、透明ABS、透明PP及透明PA;半透明树脂,主要包括PP、PE、PA、PVB(聚乙烯缩丁醛)。
本发明的技术效果是:
解决了传统发射窗口材质对X射线吸收率高的技术问题,经过调研和试验,发现传统发射窗口所使用的材料铝镁合金6061对X射线的吸收率还是比较高,而PC聚碳酸酯对X射线的吸收率却大大低于铝镁合金6061。利用这种材料加工发射窗口,可以提高发光源整体的发光效率。
解决了传统铝合金材料与发光管易产生放电现象,传统的发射窗口都是铝合金6061机加工之后焊接而成,该零件属于金属零件,不免与发光管高电压区域产生放电现象,因此需要10mm以上的隔离距离,该距离本身就降低了发光源的发光效率,而本发明发射窗口采用PC聚碳酸酯经过精密压铸而成,属于非金属零件。从根本上杜绝了发射窗口与发光管之间的放电现象,理论上可以0距离,但是考虑到加工精度等问题,预留2mm隔离空间。
解决了传统发射窗口的加工工艺尺寸精度误差较大且一致性不好的技术问题,传统发射窗口是将铝镁合金6061通过机加工后焊接而成,零件的尺寸误差较大,一致性不好,且不易制作出与发光管表面曲面紧密配合的曲面。
本发明的发射窗口由于采用塑料精密铸造工艺,一次成型,提高了零件的尺寸精度,由于是精密铸造因此零件批量的一致性得到了显著提高,在装配和维修时零件之间有较强的互换性。
本发明发射窗口具有的优点:
1、制造精度高、一致性好
传统发射窗口是利用铝合金焊接制作加工精度较低,即使利用焊接工装,位置尺寸误差也在0.5mm以上,而本发明发射窗口利用塑料精密铸造成型,能使铸造出来的零件尺寸公差在0.05mm~0.1mm之间,表面粗糙度也可达到Ra0.8~3.2,由于使用铸造模具,所有零件的一致性较好,可做到量产零件全互换。
2、减轻零件的重量
传统的发射窗口都是铝合金板焊接而成,而压铸的塑料零件是利用PC塑料制作,铝合金的密度2.7×103kg/m,而PC塑料的密度是1.2×103kg/m,是铝合金的44%,在加厚不变的情况下,塑料的窗口重量不到铝合金窗口重量的1/2。
3、减少固有滤过,提高射线穿透力,且一致性好
射线源质量的一个重要指标就是射线穿透力,而严重影响射线穿透力的两大因素。
第一是发射窗口的原材料,PC塑料的透明度和表面光泽度高,透光率高达92%以上,相比传统铝合金窗口不透光依靠射线强穿透,PC发射窗口大大减少了遮挡射线的固有滤过值。
第二是射线管的焦点与发射窗口的位置吻合程度,吻合度越高射线穿透力就越高,射线源的质量也就越好。本发明发射窗口比传统发射窗口与射线管的位置关系更有利于提高射线穿透力,经过试验,测出提高31%,这也是本发明窗口最重要的优点。
以下几点是射线穿透力得以提高的原因:
传统窗口由于加工方法的限制,不易制作出曲面,与射线管配合的表面是平面,而本发明PC塑料窗口由于是精密铸造,制作曲面比较容易,因此与射线管配合的表面是圆弧面,且与射线管中焦点的射线角度以及射线管玻壳表面,形成一个同心圆,因此本发明窗口配合面各个点与射线角度的距离是相等的,如此以来通过窗口发射出去各个角度的射线强度一致。
2)传统窗口是金属制造的,需要与射线管(内有高电压)保持10mm以上距离,以免产生放电。而本发明窗口是塑料制品,没有该问题,可以与射线管原则上零距离,现在考虑到装配和加工误差,圆弧面与射线管玻壳表面距离是2mm。距离短了意味着管线穿过的冷却油层的厚度减少了(减少了固有滤过),这是射线穿透力显著提高的重要原因。
附图说明
当结合附图考虑时,通过参照下面的详细描述,能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点,但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定,如图其中:
图1为本发明的结构A-A截面示意图;
图2为本发明的结构侧面示意图;
图3为本发明的矩形窗口结构俯视示意图;
图4为本发明的圆形窗口截面结构示意图;
图5为本发明的圆形窗口结构示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
具体实施方式
显然,本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当称元件、组件被“连接”到另一元件、组件时,它可以直接连接到其他元件或者组件,或者也可以存在中间元件或者组件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。
为便于对本发明实施例的理解,下面将做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
实施例1:如图1、图2、图3所示,一种X射线源装置的发射窗口,其作用是作为X射线的发射窗口,使X光管发出的X射线穿透窗口的指定部位,高效地发射出源外。
本发明的发射窗口为一个整体的开放式空腔,壁厚均匀,上部是一个矩形法兰,上排列圆孔若干,用来安装螺钉与发光源箱盖连接,下部在接受X光管发射射线处是与X光管外形同心的圆弧,这样可以保持周边X射线发射路途长度一致,均匀的接收X射线。
发射窗口为一个开放式空腔,采用塑料精密铸造工艺,一次成型,发射窗口通过若干螺钉和密封垫连接在发光源的箱盖上,在当作窗口的同时还保障箱体密封,使得发光源体内的冷却油不由此泄漏。
使用发射窗口既保障X射线顺利发射,又使得系统对X射线吸收率尽量低,降低固有滤过值,极大地提高了射线穿透力,有效的提高了射线源的质量。
实施例2:如图1、图2、图3所示,一种X射线源装置的发射窗口,整个零件有一个开放式空腔4,壁厚均匀,上部是一个矩形法兰1,矩形法兰1上排列若干圆孔3,圆孔3用来安装螺钉与发光源箱盖连接,在接受发光管发射射线处是与射线管2外形同心的圆弧6,这样可以周边X射线发射路途长度一致,均匀的接收X射线。
矩形法兰1下部连接腔体5,腔体5的下部开口处有圆弧6,圆弧6与发光管2的圆弧匹配,腔体5有开放式空腔4。
腔体5的壁厚均匀。
矩形法兰1及腔体5采用PC聚碳酸酯材料,采用PC聚碳酸酯经过精密压铸而成。
零件尺寸公差在0.05mm~0.1mm之间,表面粗糙度也可达到Ra0.8~3.2μm。
PC塑料的密度是1.2×103kg/m,本发明与射线管配合的表面是圆弧面,且与射线管中焦点的射线角度以及射线管玻壳表面,形成一个同心圆,因此本发明窗口配合面各个点与射线角度的距离是相等的,如此以来通过窗口发射出去各个角度的射线强度一致。
圆弧6的圆弧面与射线管玻壳表面距离是2mm。
实施例3:如同实施例1和实施例2所述,发射窗口的材料可以采用绝缘强度高、透光率高的材料,可以是透明树脂或半透明的树脂,透明性树脂,主要包括PC、PMMA、PS、PET、PETG、AS、BS、MS、MBS、透明ABS、透明PP及透明PA;半透明树脂,主要包括PP、PE、PA或者PVB(聚乙烯缩丁醛)等。
实施例4:如图4、图5所示,一种X射线源装置的发射窗口,整个零件有一个开放式空腔11,壁厚均匀,上部是一个圆形法兰7,圆形法兰7上排列若干圆孔9和若干凸台10,圆孔9用来安装螺钉与发光源箱盖连接,在接受发光管发射射线处是与射线管2外形配合的圆孔12,这样可以周边X射线发射路途长度一致,均匀的接收X射线,凸台10有圆孔13。
矩形法兰1下部连接腔体8,腔体8的下部开口处有圆孔12,圆孔12与发光管2的圆弧匹配,腔体8有开放式空腔11。
腔体8的壁厚均匀。
圆形法兰7及腔体8采用PC聚碳酸酯材料,采用PC聚碳酸酯经过精密压铸而成。
零件尺寸公差在0.05mm~0.1mm之间,表面粗糙度也可达到Ra0.8~3.2。
如上所述,对本发明的实施例进行了详细地说明,但是只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果可以有很多的变形,这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此,这样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于腔体有开放式空腔,腔体上部是法兰,法兰为矩形法兰,矩形法兰上排列若干圆孔,腔体的下部开口处有圆弧,圆弧与射线管的圆弧匹配。
2.根据权利要求1所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于法兰是圆形法兰,圆形法兰上排列若干圆孔。
3.根据权利要求1或者2所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于圆孔用来安装螺钉与发光源箱盖连接。
4.根据权利要求3所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于腔体的壁厚均匀。
5.根据权利要求4所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于圆弧与接受发光管发射射线处是与射线管同心。
6.根据权利要求5所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于矩形法兰及腔体为采用PC聚碳酸酯经过精密压铸而成。
7.根据权利要求1所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于发射窗口的材料为绝缘强度高,透光率高的材料,可以是透明树脂或半透明的树脂,透明性树脂,主要包括PC、PMMA、PS、PET、PETG、AS、BS、MS、MBS、透明ABS、透明PP及透明PA;半透明树脂,主要包括PP、PE、PA、PVB(聚乙烯缩丁醛)。
8.根据权利要求6所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于尺寸公差在0.05mm~0.1mm之间,表面粗糙度达到Ra0.8~3.2μm。
9.根据权利要求8所述的一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于圆弧的圆弧面与射线管玻壳表面距离是2mm。
10.根据权利要求1至权利要求9所述的任一一种X射线源装置的发射窗口,其特征在于发射窗口应用于80、100、140、160、180、200kv的X射线装置上。
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