CN109216137A - 分布式x射线源及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分布式X射线源及其控制力法。分布式X射线源包括分布式X射线管和阴极控制器。分布式X射线管包括：壳体；包括多个阴极的阴极组；包括多个靶点的阳极，多个靶点与多个阴极一一对准，使得多个靶点接收来自多个阴极的电子束，以产生多束X射线；和阴极引线端子组件组，包括多个阴极引线端子组件，每个阴极引线端子组件包括多个端子，所述端子与所述阴极分别电连接。所述阴极控制器通过所述阴极电缆与阴极引线端子组件电连接并且配置成通过所述阴极电缆分别向所述阴极施加工作电压，以产生所述电子束。

Description

分布式X射线源及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种X射线源，更具体地涉及一种分布式X射线源及其控制方法。

背景技术

X射线在工业无损检测、安全检查、医学诊断和治疗等领域具有广泛的应用。产生X射线的装置称为X射线源，通常由X射线管、电源与控制系统、冷却及屏蔽等辅助装置等构成。X射线管包含阴极、阳极和壳体三个主要部分。阴极产生电子束流，电子束流被阴极与阳极之间的高压电场加速，并撞击阳极上靶点，从而产生X射线。

现有技术中的多靶点X射线源(或称分布式X射线源)是一种具有多个阴极、多个靶点、并能从多个不同位置产生X射线的X射线源。在具有多个独立阴极的多点X射线源中，各个阴极按排列顺序连接到阴极控制器，并且通常是顺次控制各个阴极的工作。如果要调整工作顺序，则需要阴极控制器做复杂的逻辑设计或者硬件设置。在通过对单阴极产生的电子束流进行扫描实现多点X射线源中，各个X射线靶点只能顺次产生X射线，难以实现多阴极的多点X射线源可以对各个靶点的X射线发射顺序进行灵活调整的工作模式。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种分布式X射线源，包括：

分布式X射线管，所述分布式X射线管包括：

壳体；

阴极组，所述阴极组包括多个阴极C1，C2，……，Cm，其中m为整数；

阳极，所述阳极包括多个靶点T1，T2，……，Tm，阳极上的多个靶点与多个阴极一一对准，使得多个靶点接收来自多个阴极的电子束，以产生多束X射线；以及

阴极引线端子组件组，包括多个阴极引线端子组件F1，F2，F3，F4，……，Fn，其中n为整数且n≥2，每个阴极引线端子组件包括多个端子P1，P2，……，Pa，其中a为整数且a≥2，所述端子与所述阴极分别电连接；以及

阴极控制器，所述阴极控制器通过所述阴极电缆与阴极引线端子组件电连接并且配置成通过所述阴极电缆分别向所述阴极施加工作电压，以产生所述电子束。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，分布式X射线源具有K个工作模式，K为整数且K≥2，所述阴极电缆通过n/K个阴极引线端子组件与m个阴极中的m/K个阴极电连接，其余的阴极引线端子组件空置，使得所述阴极控制器仅向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，所述阴极控制器进一步被配置成通过被电连接的n/K个阴极引线端子组件依次向与所述n/K个阴极引线端子组件电连接的m/K个阴极施加所述工作电压。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，相邻的每K个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每K×a个阴极组成一组。第i组阴极引线端子组件中的第j个阴极引线端子组件的第1，2，……，a个端子依次电连接到第C((i-1)×K×a+j)，C((i-1)×K×a+j+K×1)，C((i-1)×K×a+j+K×2)，……，C((i-1)×K×a+j+K×(a-1))个阴极，其中i为整数且i＝1，2，3，……，n/K，j为整数且j＝1，2，3，……，K。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，K＝2，a＝4，相邻的每2个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每8个阴极组成一组。第1组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C1，C3，C5，C7，第1组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C2，C4，C6，C8。第2组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C9，C11，C13，C15，第2组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C10，C12，C14，C16。以此类推，将其余的端子和阴极电连接。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，所述阴极电缆是多芯电缆，所述多芯电缆的每个芯通过被电连接的阴极引线端子组件的端子与一个阴极电连接。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，通过所述阴极控制器以第一预定时间间隔依次向与阴极控制器电连接的每一个阴极施加电压。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，阴极按照顺序分别直接电连接至阴极引线端子组件的端子。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，所述分布式X射线源还包括检测装置，所述检测装置被构造成检测所述端子与阴极的电连接状态。在所述检测装置检测到处于操作状态的端子与阴极的电连接不良时，将处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件切换成空置状态，并将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接至所述阴极电缆。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，所述分布式X射线源还包括检测装置，所述检测装置被构造成检测所述与端子电连接的阴极的状态。在所述检测装置检测到所述阴极的工作状态不佳时，将处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件切换成空置状态，并将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接至所述阴极电缆。

根据本发明的一个实施例的分布式X射线源，所述分布式X射线源还包括阳极控制器和位于分布式X射线管上的阳极引线端子，阳极控制器与阳极引线端子通过阳极电缆电连接。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于控制上述实施例中的分布式X射线源的控制方法，将阴极电缆电连接至n/K个阴极引线端子组件，其余的阴极引线端子组件空置，使得所述阴极控制器仅向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压，以产生所述电子束。

根据本发明实施例的上述控制方法，通过被电连接的n/K个阴极引线端子组件依次向与所述n/K个阴极引线端子组件电连接的m/K个阴极施加所述工作电压。

根据本发明的一个实施例的控制方法，相邻的每K个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每K×a个阴极组成一组。将第i组阴极引线端子组件中的第j个阴极引线端子组件的第1，2……a个端子依次电连接到第C((i-1)×K×a+j)，C((i-1)×K×a+j+K×1)，C((i-1)×K×a+j+K×2)，……，C((i-1)×K×a+j+K×(a-1))个阴极，其中i为整数且i＝1，2，3，……，n/K，j为整数且j＝1，2，3，……，K。

根据本发明的一个实施例的控制方法，通过所述阴极控制器以第一预定时间间隔依次向与阴极控制器电连接的每一个阴极施加电压。

根据本发明的一个实施例的控制方法，经过第二预定时间间隔之后，断开处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件与所述阴极电缆的电连接，并使所述阴极电缆与处于空置状态的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接。

根据本发明实施例的上述分布式X射线源及其控制方法，明确定义了多个阴极的电气连接关系、以及阴极电缆的布置和管理方法，并因此限定射线源的特定工作方式，拓宽了分布式X射线源的应用，有利于系统的集成控制，降低了成本，能够延长分布式X射线源的使用寿命。

附图说明

本发明的这些和/或其他方面和优点从下面结合附图对优选实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是分布式X射线源的工作原理的示意图。

图2是本发明实施例的阴极引线端子组件组中的一个阴极引线端子组件的结构示意图。

图3是本发明一个示例性实施例的分布式X射线源的电气连接原理的示意图。

图4是图3所示电气连接关系的一个实施例的示意图。

图5是图3所示电气连接关系的一个实施例的示意图。

图6是根据本发明另一个示例性实施例的分布式X射线源的电气连接关系示意图。

附图标记：

1：分布式X射线管；

2：阴极控制器；

3：阳极控制器；

4：阴极组；

5：阳极；

6：阴极引线端子组件组；

7：阴极电缆；

8：阳极引线端子；

9：阳极电缆；

10：壳体；

11：引出窗口；

12：窗体；

C1，C2，……，Cm：阴极；

61，F1，F2，F3，F4，……，Fn：阴极引线端子组件；

T1，T2，……，Tm：靶点；

P1，P2，……，Pa：端子。

具体实施方式

下面将通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明总体上的发明构思，提供一种分布式X射线源，包括分布式X射线管和阴极控制器。所述分布式X射线管包括：壳体；阴极组，所述阴极组包括多个阴极C1，C2，……，Cm，其中m为整数；阳极，所述阳极包括多个靶点T1，T2，……，Tm，阳极上的多个靶点与多个阴极一一对准，使得多个靶点接收来自多个阴极的电子束，以产生多束X射线；和阴极引线端子组件组，包括多个阴极引线端子组件F1，F2，F3，F4，……，Fn，其中n为整数且n≥2，每个阴极引线端子组件包括多个端子P1，P2，……，Pa，其中a为整数且a≥2，所述端子与所述阴极分别电连接。所述阴极控制器通过所述阴极电缆与阴极引线端子组件电连接并且配置成通过所述阴极电缆分别向所述阴极施加工作电压，以产生所述电子束。

图1是分布式X射线源的工作原理的示意图。图2是本发明实施例的阴极引线端子组件组中的一个阴极引线端子组件的结构示意图。图3是本发明一个示例性实施例的分布式X射线源的电气连接原理的示意图。

如图1-3所示，根据本发明的一种实施例，分布式X射线源包括分布式X射线管1和阴极控制器2。所述分布式X射线管1包括：壳体10；阴极组4、阳极5和阴极引线端子组件组6。阴极组4包括m个阴极C1，C2，……，Cm，其中m为整数。阳极5包括多个靶点T1，T2，……，Tm，阳极上的多个靶点与多个阴极一一对准，使得多个靶点接收来自多个阴极的电子束，以产生多束X射线。所述阴极引线端子组件组6包括分别用F1，F2，F3，F4，……，Fn表示的多个阴极引线端子组件，其中n为整数且n≥2。每个阴极引线端子组件包括多个端子P1，P2，……，Pa，其中a为整数且a≥2。m＝n×a。所述端子与所述阴极分别电连接。所述分布式X射线源还包括阴极控制器2，所述阴极控制器2通过所述阴极电缆7与阴极引线端子组件组6电连接并且配置成通过所述阴极电缆分别向所述阴极施加工作电压，以产生所述电子束。由于在阴极与阴极控制器之间设置阴极引线端子组件，使得每a个阴极共用一个相应的阴极引线端子组件，由此减少了阴极电缆的宏观数量，便于阴极电缆的布置和管理，有利于系统的集成并且降低了成本。

如图1所示，阴极组4和阳极5位于分布式X射线管1的壳体10内。阴极组4被构造成阴极控制器2通过阴极电缆7与阴极引线端子组件组6电连接并且配置成通过所述阴极电缆分别向所述阴极施加工作电压而从多个位置引出电子束流E。阳极5也位于壳体内并且被构造成与阴极对准以从多个靶点产生多束X射线。具体而言，电子束流被位于阴极与阳极之间的高压电场加速并获得能量，撞击阳极上的多个靶点(或者焦点)，从而产生多束X射线X。壳体10上设有引出窗口11，在引出窗口11上设置有窗体12。所述窗体12设置成对壳体10进行密封并允许X射线X通过窗体12引出壳体10。所述引出窗口11与阳极5上的多个靶点对准。这样，从靶点产生的X射线可以通过引出窗口11引出。优选地，各个阴极的分布位置是间距均匀的，在阳极上产生的靶点位置也是间距均匀分布的。但是间距不均匀的分布，如一定数量的阴极成为一组，各组之间的间距稍大，也不违反本发明的基本原则，只是成像效果会略差。

图2示出的阴极引线端子组件61表示阴极引线端子组件组6中的一个阴极引线端子组件，其位于分布式X射线管1的壳体10上，并且将阴极4与阴极控制器2电连接。

在一种示例性实施例中，分布式X射线源具有K个工作模式，K为整数且K≥2，所述阴极电缆通过n/K个阴极引线端子组件与m个阴极中的m/K个阴极电连接，其余的阴极引线端子组件空置，使得所述阴极控制器仅向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压。需要说明的是，术语“空置”是指相关部件之间处于物理断开的状态，即相关部件之间不存在机械连接和电连接。根据本发明的分布式X射线源，仅利用n/K个阴极引线端子组件将阴极控制器电连接至m/K个阴极，使得在增加阴极数量的情况下，没有增加阴极电缆的数量，有利于降低成本。

在一种示例性实施例中，所述阴极控制器进一步被配置成通过被电连接的n/K个阴极引线端子组件依次向与所述n/K个阴极引线端子组件电连接的m/K个阴极施加所述工作电压。这样，与阴极控制器电连接的m/K个阴极可以在阴极控制器的控制下以预定序列工作，预定序列工作包括各个阴极的工作顺序控制、工作时长控制、间隔时间控制、束流发射强度控制、循环周期控制等。本发明所述的分布式X射线源工作时，优选的，每次仅有m/K个阴极通过n/K个阴极引线端子组件与阴极控制器电连接，每次仅有m/K个阴极依次工作，其余阴极不工作。由于每次不是所有阴极都依次运行，而是通过改变阴极电缆与阴极引线端子组件之间的连接关系，使这些阴极能够以K为频率交替使用，因此可以使分布式X射线源的总工作时间增加为原来的K倍，延长了分布式X射线源的使用寿命。对于选择改变阴极电缆与阴极引线端子组件之间的连接关系的时机，包括发现当前连接的阴极电缆与阴极引线端子组件之间连接不良、或者发现当前处于连接状态的阴极的工作状态不佳等。这是可以通过阴极控制器的输出点负载状态(如通断或阻抗异常变化)进行自动检测的。

在一种示例性实施例中，如图3所示，相邻的每K个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每K×a个阴极组成一组，第i组阴极引线端子组件中的第j个阴极引线端子组件的第1，2，……，a个端子依次电连接到第C((i-1)×K×a+j)，C((i-1)×K×a+j+K×1)，C((i-1)×K×a+j+K×2)，……，C((i-1)×K×a+j+K×(a-1))个阴极，其中i为整数且i＝1，2，3，……，n/K，j为整数且j＝1，2，3，……，K。换句话说，编号为C1，C(K×1+1)，C(K×2+1)，……，C(K×(a-1)+1)的阴极连接到第1个阴极引线端子组件，编号为C2，C(K×1+2)，C(K×2+2)，……，C(K×(a-1)+2)的阴极连接到第2个阴极引线端子组件，按此方法，编号为CK，C(K×1+K)，C(K×2+K)，……，C(K×(a-1)+K)的阴极连接到第K个阴极引线端子组件，完成相邻的K×a个阴极的连接。然后类似的连接下一区域的K×a个阴极。换句话说，从相邻的K×a个阴极中，按顺次从每K个中选1个的方式连接到K个不同的阴极引线端子组件。并按此方法重复，直到完成所有m个阴极的连接。优选地，K为n的数学因子，即n能够被K整除。这样，通过使第i组阴极引线端子组件电连接至第i组阴极，使得每相邻的K个阴极被连接至不同的阴极引线端子组件，为阴极的分时工作提供了可能。即，所述分布式X射线源工作时，仅n/K个阴极引线端子组件与阴极电缆电连接，依次对与阴极引线端子组件电连接且编号除以K所得的余数均等于第一余数的阴极施加工作电压，所得一组m/K个阴极以预定序列工作。经过一定时间后改变阴极电缆与阴极引线端子组件之间的连接关系，对与阴极引线端子组件电连接且编号除以K所得的余数均等于不同于第一余数的另一余数的阴极施加工作电压，使得另一组m/K个阴极以预定序列工作。虽然分布式X射线源具有n个阴极引线端子组件和m个阴极，但是可以每次只使用n/K个阴极引线端子组件，使每根电缆通过对应的n/K个阴极引线端子组件每次控制n/K×a(＝m/K)个阴极，K组阴极进行轮换工作，可以使分布式X射线源的总工作寿命变为原来的K倍。

如图3中所示，K＝2，a＝4，相邻的每2个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每8个阴极组成一组。第1组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C1，C3，C5，C7，第1组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C2，C4，C6，C8。第2组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C9，C11，C13，C15，第2组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C10，C12，C14，C16。以此类推，将其余的端子和阴极电连接。也就是说，编号为C1，C3，C5，C7号的阴极连接到第1个阴极引线端子组件，编号为C2，C4，C6，C8号的阴极连接到第2个阴极引线端子组件。换句话说，工作模式因子K＝2时，与m个阴极连接的n个阴极引线端子组件的具体方法是：m个阴极，n个阴极引线端子组件均顺序编号；序号为1，3，5，7的阴极连接到1号阴极引线端子组件F1；序号为2，4，6，8的阴极连接到2号阴极引线端子组件F2；序号为9，11，13，15的阴极连接到3号阴极引线端子组件F3；序号为10，12，14，16的阴极连接到4号阴极引线端子组件F4；直到m个阴极全部连接到n个阴极引线端子组件。从上述连接方式可以看出，是以每个阴极引线端子组件的端子数量a×工作模式因子K(即4×2＝8)的积8为周期，重复连接关系。

在第一种工作模式中，如图3中的虚线连接所示，阴极控制器2通过n/2根阴极电缆仅与每2个阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件电连接。分布式X射线源工作时，仅依次向序号C1，C3，C5，……的阴极施加所述工作电压。阴极控制器2可以控制分布式X射线管1内部的均匀分布的1，3，5，7，9，……号阴极进行电子束流发射，并可以在阳极5的T1，T3，T5，T7，T9，……号靶点位置产生X射线。阴极电缆7为多芯电缆，阴极控制器2通过阴极电缆7可以对每一个阴极进行单独控制。受到控制的序号1，3，5，7，9，……号阴极进行电子束流发射通常是按照某种预定的顺序、按照预定的时间间隔、按照预定的发射时长依次发射，即某一个时刻只有一个阴极发射，所有阴极都至少发射一次形成一个循环周期。

在第二种工作模式中，如图3中的实线连接所示，阴极控制器2通过n/2根阴极电缆仅与每2个阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件电连接。分布式X射线源工作时，仅依次向序号C2，C4，C6，……的阴极施加所述工作电压。阴极控制器2可以控制分布式X射线管1内部均匀分布的2，4，6，8，10，……号阴极进行电子束流发射，并可以在阳极5的T2，T4，T6，T8，T10，……号靶点位置产生X射线。

当第一种工作模式工作到阴极发射单元的寿命耗尽时(即发射能力不足以满足正常工作要求)，则只需要将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件与阴极电缆电连接，就可以更换到第二种工作模式，分布式X射线源又可以继续工作。

在一种示例性实施例中，K＝3，a＝2，则编号为C1，C4号的阴极连接到第1个阴极引线端子组件，编号为C2，C5号的阴极连接到第2个阴极引线端子组件，编号为C3，C6号的阴极连接到第3个阴极引线端子组件。编号为C7，C10号的阴极连接到第4个阴极引线端子组件，编号为C8，C11号的阴极连接到第5个阴极引线端子组件，编号为C9，C12号的阴极连接到第6个阴极引线端子组件。以此类推，连接其余的阴极引线端子组件和阴极。

图4是图3所示电气连接关系的一个实施例的示意图。如图4所示，K＝2，阴极引线端子组件的端子数量a＝4，阴极数量m＝24，阴极引线端子组件的数量n＝6。相邻的每2个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每8个阴极组成一组。第1组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C1，C3，C5，C7，第1组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C2，C4，C6，C8。第2组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C9，C11，C13，C15，第2组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C10，C12，C14，C16。以此类推，将其余的端子和阴极电连接。

具体地，在第一种工作模式中，将3根阴极电缆分别连接至编号为F1，F3，F5的三个阴极引线端子组件。对应的，分布式X射线源的C1，C3，C5，C7，……，C23号阴极共12个可以工作，且他们的间隔是均匀的(隔一个工作一个)，可以在阳极靶点T1，T3，T5，……，T23位置产生X射线。在第二种工作模式中，将3根阴极电缆分别连接至编号为F2，F4，F6的三个阴极引线端子组件。对应的，分布式X射线源的C2，C4，C6，C8，……，C24号阴极共12个可以工作，且他们的间隔是均匀的(隔一个工作一个)，可以在阳极的T2，T4，T6，……，T24位置产生X射线。

图5是图3所示电气连接关系的另一个实施例的示意图。如图5所示，K＝3，阴极引线端子组件的端子数量a＝4，阴极数量m＝24，阴极引线端子组件的数量n＝6。相邻的每3个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每12个阴极组成一组。第1组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C1，C4，C7，C10，第1组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C2，C5，C8，C11，第1组阴极引线端子组件中的第3个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C3，C6，C9，C12。第2组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C13，C16，C19，C22，第2组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C14，C17，C20，C23，第2组阴极引线端子组件中的第3个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C15，C18，C21，C24。以此类推，将其余的端子和阴极电连接。此时，分布式X射线源具有三种工作模式。在第一种工作模式中，将2根阴极电缆分别连接至编号为F1，F4的阴极引线端子组件。对应的，分布式X射线源的C1，C4，C7，……，C22号阴极共8个可以工作，且他们的间隔是均匀的(隔2个工作一个)，可以在阳极的靶点T1，T4，T7，……，T22位置产生X射线。在第二种工作模式中，将2根阴极电缆分别连接至编号为F2，F5的阴极引线端子组件。对应的，分布式X射线源的C2，C5，C8，……，C23号阴极共8个可以工作，且他们的间隔是均匀的(隔2个工作一个)，可以在阳极的T2，T5，T8，……，T23位置产生X射线。在第三种工作模式中，将2根阴极电缆分别连接至编号为F3，F6的阴极引线端子组件。对应的，分布式X射线源的C3，C6，C9，……，C24号阴极共8个可以工作，且他们的间隔是均匀的(隔2个工作一个)，可以在阳极的T3，T6，T9，……，T24位置产生X射线。

在一些实施例中，所述阴极电缆是多芯电缆。如图3-6所示，所述多芯电缆的每个芯通过被电连接的阴极引线端子组件的端子与一个阴极电连接。

在一种示例性实施例中，通过所述阴极控制器以第一预定时间间隔依次向与阴极控制器电连接的每一个阴极施加电压。例如所述第一预定时间为微秒级至毫秒级，例如施加电压的脉冲宽度20微秒～500微秒，脉冲间隔10微秒；或者施加电压的脉冲宽度5毫秒～200毫秒，脉冲间隔10毫秒。但是本发明的第一预定时间间隔并不局限于此，而是可以根据实际应用来设定。

图6是根据本发明另一个示例性实施例的分布式X射线源的电气连接关系示意图。在一种实施例中，如图6所示，阴极按照顺序分别直接电连接至阴极引线端子组件的端子。也就是说，分布式X射线管1内部的阴极与阴极引线端子组件的端子之间的连接关系也可以是按照顺序一对一直连。但是在这种情形下，产生X射线的靶点位置的间距是不均匀的。

在一种实施例中，所述分布式X射线源还包括检测装置，所述检测装置被构造成检测所述端子与阴极的电连接状态。在所述检测装置检测到处于操作状态的端子与阴极的电连接不良时，将处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件切换成空置状态，并将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接至所述阴极电缆。需要说明的是，术语“操作状态”是指阴极引线端子组件与阴极电缆物理电连接的状态，而不是指单个阴极工作时的通电状态。由于检测装置能够及时发现部分阴极与端子之间的电连接存在故障，并将分布式X射线源切换至阴极正常工作的工作模式，提高了工作效率。

在一种实施例中，所述分布式X射线源还包括检测装置，所述检测装置被构造成检测所述端子与阴极的电连接状态。在所述检测装置检测到所述阴极的工作状态不佳时，将处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件切换成空置状态，并将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接至所述阴极电缆。由于检测装置能够及时发现阴极的工作状态，并将分布式X射线源切换至阴极正常工作的工作模式，提高了X射线管工作的稳定性。

在一种实施例中，如图3-6所示，所述分布式X射线源还包括阳极控制器3和位于分布式X射线管1上的阳极引线端子8，阳极控制器3与阳极引线端子8通过阳极电缆9电连接。

本发明还提供一种用于控制上述分布式X射线源的控制方法，其中，将阴极电缆电连接至n/K个阴极引线端子组件，其余的阴极引线端子组件空置，使得所述阴极控制器仅向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压，以产生所述电子束。具体地，利用阴极控制器依次向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压，并使其余的阴极空置。

在根据本发明的一种示例性实施例中，通过被电连接的n/K个阴极引线端子组件依次向与所述n/K个阴极引线端子组件电连接的m/K个阴极施加所述工作电压。

在根据本发明的一种示例性实施例中，相邻的每K个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每K×a个阴极组成一组，第i组阴极引线端子组件中的第j个阴极引线端子组件的第1，2，……，a个端子依次电连接到第C((i-1)×K×a+j)，C((j-1)×K×a+j+K×1)，C((i-1)×K×a+j+K×2)，……，C((i-1)×K×a+j+K×(a-1))个阴极，其中i为整数且i＝1，2，3，……，n/K，j为整数且j＝1，2，3，……，K。

在根据本发明的一种示例性实施例中，通过所述阴极控制器以第一预定时间间隔依次向与阴极控制器电连接的每一个阴极施加电压。

在根据本发明的一种示例性实施例中，经过第二预定时间间隔之后，断开处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件与所述阴极电缆的电连接，并使所述阴极电缆与处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件组电连接。第二预定时间间隔可以是日、月、年为单位。例如，每隔1个月改变阴极电缆与阴极引线端子组件的连接关系，使得阴极能够至少每隔1个月停止工作一次，延长了分布式X射线源的寿命。

根据本发明的分布式X射线源及其控制方法，能够在一些不需要太多视角图像的应用中，选择部分阴极工作，降低分布式X射线源的成本，提高使用寿命。根据本发明的分布式X射线源一方面可以极大地简化阴极控制器的输出通道，降低成本，另一方面，可以使所连接的阴极交替使用，可以使分布式X射线源的总工作时间增加为原来的K倍，提高了分布式X射线源的寿命。

虽然为了例举说明的目的而根据当前被认为是最实际并且优选的实施例对本发明进行了详细描述。本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，从而在解决本发明的技术问题的基础上，实现更多种壳体和多焦点X射线管。

在详细说明本发明的较佳实施例之后，熟悉本领域的技术人员可清楚的了解，在不脱离随附权利要求的保护范围与精神下可进行各种变化与改变，且本发明亦不受限于说明书中所举示例性实施例的实施方式。

Claims (16)

1.一种分布式X射线源，包括：

分布式X射线管，所述分布式X射线管包括：

壳体；

阴极组，所述阴极组包括多个阴极C1，C2，……，Cm，其中m为整数；

阳极，所述阳极包括多个靶点T1，T2，……，Tm，阳极上的多个靶点与多个阴极一一对准，使得多个靶点接收来自多个阴极的电子束，以产生多束X射线；以及

阴极引线端子组件组，包括多个阴极引线端子组件F1，F2，F3，F4，……，Fn，其中n为整数且n≥2，每个阴极引线端子组件包括多个端子P1，P2，……，Pa，其中a为整数且a≥2，所述端子与所述阴极分别电连接；以及

阴极控制器，所述阴极控制器通过所述阴极电缆与阴极引线端子组件电连接并且配置成通过所述阴极电缆分别向所述阴极施加工作电压，以产生所述电子束。

2.根据权利要求1所述的分布式X射线源，其中，

分布式X射线源具有K个工作模式，K为整数且K≥2，所述阴极电缆通过n/K个阴极引线端子组件与m个阴极中的m/K个阴极电连接，其余的阴极引线端子组件空置，使得所述阴极控制器仅向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压。

3.根据权利要求2所述的分布式X射线源，其中，

所述阴极控制器进一步被配置成通过被电连接的n/K个阴极引线端子组件依次向与所述n/K个阴极引线端子组件电连接的m/K个阴极施加所述上作电压。

4.根据权利要求2-3中任一项所述的分布式X射线源，其中，

相邻的每K个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每K×a个阴极组成一组，

第i组阴极引线端子组件中的第j个阴极引线端子组件的第1，2，……，a个端子依次电连接到第C((i-1)×K×a+j)，C((i-1)×K×a+j+K×1)，C((i-1)×K×a+j+K×2)，……，C((i-1)×K×a+j+K×(a-1))个阴极，其中i为整数且i＝1，2，3，……，n/K，j为整数且j＝1，2，3，……，K。

5.根据权利要求3所述的分布式X射线源，其中，

K＝2，a＝4，相邻的每2个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每8个阴极组成一组，

第1组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C1，C3，C5，C7，第1组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C2，C4，C6，C8，

第2组阴极引线端子组件中的第1个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C9，C11，C13，C15，第2组阴极引线端子组件中的第2个阴极引线端子组件的第1，2，3，4个端子依次电连接到阴极C10，C12，C14，C16，

以此类推，将其余的端子和阴极电连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的分布式X射线源，其中，

所述阴极电缆是多芯电缆，所述多芯电缆的每个芯通过被电连接的阴极引线端子组件的端子与一个阴极电连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的分布式X射线源，其中，

通过所述阴极控制器以第一预定时间间隔依次向与阴极控制器电连接的每一个阴极施加电压。

8.根据权利要求3所述的分布式X射线源，其中，

阴极按照顺序分别直接电连接至阴极引线端子组件的端子。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的分布式X射线源，其中，

所述分布式X射线源还包括检测装置，所述检测装置被构造成检测所述端子与阴极的电连接状态，

在所述检测装置检测到处于操作状态的端子与阴极的电连接不良时，将处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件切换成空置状态，并将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接至所述阴极电缆。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的分布式X射线源，其中，

所述分布式X射线源还包括检测装置，所述检测装置被构造成检测所述与端子电连接的阴极的状态，

在所述检测装置检测到所述阴极的工作状态不佳时，将处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件切换成空置状态，并将处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接至所述阴极电缆。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的分布式X射线源，其中，

所述分布式X射线源还包括阳极控制器和位于分布式X射线管上的阳极引线端子，阳极控制器与阳极引线端子通过阳极电缆电连接。

12.一种用于控制根据权利要求1-11中任一项所述的分布式X射线源的控制方法，其中，

将阴极电缆电连接至n/K个阴极引线端子组件，其余的阴极引线端子组件空置，使得所述阴极控制器仅向所述m个阴极中的m/K个阴极施加所述工作电压，以产生所述电子束。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其中，

通过被电连接的n/K个阴极引线端子组件依次向与所述n/K个阴极引线端子组件电连接的m/K个阴极施加所述工作电压。

14.根据权利要求12-13中任一项所述的控制方法，其中，

相邻的每K个阴极引线端子组件组成一组，相邻的每K×a个阴极组成一组，

将第i组阴极引线端子组件中的第j个阴极引线端子组件的第1，2，……，a个端子依次电连接到第C((i-1)×K×a+j)，C((i-1)×K×a+j+K×1)，C((i-1)×K×a+j+K×2)，……，C((i-1)×K×a+j+K×(a-1))个阴极，其中i为整数且i＝1，2，3，……，n/K，j为整数且j＝1，2，3，……，K。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的控制方法，其中，

通过所述阴极控制器以第一预定时间间隔依次向与阴极控制器电连接的每一个阴极施加电压。

16.根据权利要求12-15中任一项所述的控制方法，其中，

经过第二预定时间间隔之后，断开处于操作状态的所述n/K个阴极引线端子组件与所述阴极电缆的电连接，并使所述阴极电缆与处于空置状态的其余的阴极引线端子组件中的n/K个阴极引线端子组件电连接。