CN111293016B - X射线管和x射线成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及X射线管和X射线成像设备，其中X射线管包括：一玻壳(10)；一阴极组件(20)，被容纳在玻壳内，其中X射线管还包括：一罩体(40)，被配置为在玻壳的外部至少部分地包围阴极组件，并与阴极组件(20)电连接。

Description

X射线管和X射线成像设备

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及X射线管和X射线成像设备。

背景技术

目前，长时间连续工作的X射线管的阴极结构是由玻璃芯柱和阴极电极组成。在高电场长时间负载的情况下，X射线管阴极端所产生的二次电子会诱发表面闪络现象，频繁的表面闪络容极易损伤玻璃壳体，造成玻璃内壁产生裂纹并释放出气体及玻璃碎屑，从而造成打火影响球管质量稳定性及使用寿命。

在长时间连续工作的X射线管中，为了减少二次电子发射及由此产生的闪络现象，主要采用以下的方案。在第一种方案中，降低阴极电极温度，通常采用玻珠绝缘一体式阴极的设计，该设计能够在一定程度上降低阴极的温度，但总体结构复杂，工艺复杂，生产制作的工艺要求较高，玻珠存在炸裂的风险，产品存在一定漏气比例。在另一种方案中，在阴极玻壳内表面增加涂层来提高玻壳电导率，减少二次电子的堆积来降低闪络现象，这种方案对玻壳涂层工艺要求较高，规模化生产存在一定难度。并且长时间工作后涂层容易脱落导致打火，影响球管寿命。

发明内容

本发明提供了一种X射线管和X射线成像设备。根据本发明的X射线管结构简单、成本低、生产工艺易实现，而且还能够有效地抑制在X射线管内产生的二次电子，尤其是抑制在阴极处产生的二次电子。根据本发明的X射线管提高了产品质量及产品在终端用户端的使用寿命，改善了用户体验。

本发明的一方面提供了一种X射线管，尤其是一种工业用固定阳极X射线管。这种X射线管包括：一玻壳；一阴极组件，被容纳在玻壳内，其中，X射线管还包括：一罩体，被配置为在玻壳的外部至少部分地包围阴极组件，并与阴极组件电连接。相比于一体式的阴极结构，本发明的X射线管在阴极玻壳外增加与阴极电导通的罩体，这对于原有X射线管结构无影响，不需要更改产品设计，从而使得这种新型的X射线管的生产制造简单并且成本低廉。

根据本发明的示例性实施例，罩体在通电时具有电压，其中电压与施加在阴极组件上的高压相同。通过在玻壳外设置与阴极组件电导通的罩体，罩体能够具有与阴极组件相同的电位，在罩体通电的时候，罩体能够抑制在阴极端产生的二次电子。

根据本发明的示例性实施例，X射线管还包括：一玻璃芯柱，被熔接在玻壳的端部，具有多个导电支杆，其中多个导电支杆中的一个或多个与阴极组件连接，并且多个导电支杆中的至少一个与罩体连接。高压电源能够向阴极组件提供用于发射电子束的高压和灯丝加热，而且本发明的X射线管的包围玻壳端部的罩体不会使得现存的阴极组件的导电连接变得更复杂，这使得无需调整现有X射线管管的生产工艺。

根据本发明的示例性实施例，罩体包括：第一导电部段和第二导电部段，其中，第一导电部段在玻壳的端部处与导电支杆电连接，并且第二导电部段包围玻壳的端部。罩体的一部分与向阴极组件提供高压的导电支杆电导通，从而在向阴极组件提供高压的时候，罩体也能够被提供有等电位的高压。这种电导通的连接结构简单，无需改变现有球管的电连接结构。

根据本发明的示例性实施例，第二导电部段朝向阴极组件延伸至少包围阴极组件的一部分。罩体的第二导电部段与阴极组件电导通，能够有效抑制所包围的阴极组件的那部分产生的二次电子，避免该二次电子在玻壳内产生闪络现象。

根据本发明的示例性实施例，第二导电部段至少包围多个导电支杆与玻壳接合的部分。为了抑制在导电支杆与X射线管内玻璃接合的部分所产生的二次电子，罩体的第二导电部段至少围绕该部分，例如，导电后具有与阴极结构等电位的第二导电部段能够产生电场，用于抑制二次电子轰击玻璃壳，避免玻璃壳内的闪络现象发生。

根据本发明的示例性实施例，通过焊接或者夹持连接将罩体的第一导电部段与导电支杆电连接。罩体的第一导电部段向第二导电部段提供高压电，使得包围阴极组件的至少一部分的第二导电部段能够具有与阴极组件相同的电位。

根据本发明的示例性实施例，罩体由金属制成。罩体的金属材料能够容易地从阴极组件获取相同的电位，而且制作成本低，无需改变玻壳或者阴极组件的结构。

本发明的另一方面提供了一种X射线成像设备，其中该X射线成像设备包括根据以上所描述的X射线管。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1示出根据本发明的实施例的X射线管的结构示意图。

附图标记说明：

10：玻壳

20：阴极组件

30：玻璃芯柱

31：导电支杆

40：罩体

41：第一导电部段

42：第二导电部段

50：X射线管真空腔体

100：X射线管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的方案，下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他方案，都应当属于本发明的保护范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含一系列单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

图1示出根据本发明的实施例的X射线管100的结构示意图。为了说明的方便，仅在图1中示出了X射线管100的一部分，尤其是X射线管100的包括阴极组件20的部分。根据图1的实施例的X射线管100包括玻壳10和阴极组件20，其中，该阴极组件20被容纳在玻壳10内，尤其是被容纳于玻壳10的端部处。阴极组件20通过玻璃芯柱30被固定在玻壳10的端部。玻璃芯柱30被熔接在玻壳10的端部，具有多个导电支杆31，例如，四个由导电金属丝构成的导电支杆31，其中，多个导电支杆31中的一个或多个与阴极组件20连接在一起。玻璃芯柱30的多个导电支杆31的一端与阴极组件20连接，另一端穿过玻璃，其中两个或多个导电支杆31被用于连接与阴极端高压电源同电位的灯丝电源。例如，四个导电支杆31的两个连接至具有一定灯丝电源的高压电源，用于向阴极的灯丝供电，从而加热产生自由电子并提供使自由电子定向高速运动的高压，例如80kV的高压。X射线管100还包括罩体40，该罩体40被配置为在玻壳10的外部至少部分地包围阴极组件20，并与阴极组件20电连接，使得罩体40在通电时抑制由阴极组件20产生的二次电子。

如图1所示，根据本发明实施例的X射线管100在玻壳10的端部外部设置有罩体40，而且该罩体40具有第一导电部段41和第二导电部段42，其中第一导电部段41和第二导电部段42在该实施例中可以是分开的两个单件，亦可以是一个整体的零件。例如，第二导电部段42与第一导电部段41被构成为分开的两个单件，并且相互连接(例如，通过螺丝或者焊接)，或者第二导电部段42从第一导电部段41延伸，并且第一导电部段41与第二导电部段42被构成为一体化的单个部件。尤其是，该罩体40由金属材料制成，例如由可伐合金或者任意导电的且能够产生电场的金属制成。容纳于玻壳10内的阴极组件20通过玻璃芯柱的多个导电支杆31中的至少两个导电支杆31从X射线管真空腔体中50伸出，用于连接至高压电源。而且，罩体40的第一导电部段41与从真空腔体中50伸出的且与高压电源连接的导电支杆31电连接。例如，通过焊接或者夹持连接将罩体40的第一导电部段41与连接高压电源的导电支杆31电连接。因此，在所述的导电支杆31与高压电源连通时，由金属制成的罩体40与阴极组件20处于同样的电位，这改变了X射线管100的阴极端的电场分布，进而使得金属罩体40区域的玻壳10内外的电压差为零。罩体40的第二导电部段42朝向阴极组件20延伸至少包围阴极组件20的一部分，例如，金属罩体40的第二导电部段42至少包围导电支杆41与玻壳10接合的部分，从而该第二导电部段42能够抑制三接合部分(金属、真空、绝缘体)的表面电子发射及阴极金属表面的尖端电子发射，同时能够降低该区域内的电子运动速度，从而极大地降低玻璃表面二次电子的产生，进而避免了由二次电子导致的表面闪络对玻壳10造成的损伤。

在本发明所提供的实施例中，应该理解，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合，可以是电性或其它的形式。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.X射线管，包括：

一玻壳(10)；

一阴极组件(20)，被容纳在所述玻壳(10)内，

其特征在于，所述X射线管还包括：

一玻璃芯柱(30)，被熔接在所述玻壳的端部，具有多个导电支杆(31)，其中，所述多个导电支杆中的一个或多个与所述阴极组件(20)连接，并且所述多个导电支杆(31)中的至少一个与罩体连接；

一所述罩体(40)，被配置为在所述玻壳的外部至少部分地包围所述阴极组件(20)，并与所述阴极组件(20)电连接；所述罩体(40)包括：第一导电部段(41)和第二导电部段(42)，其中，所述第一导电部段(41)在所述玻壳的端部处与所述导电支杆电连接，并且所述第二导电部段(42)包围所述玻壳的端部；所述第二导电部段(42)至少包围所述多个导电支杆(31)与所述玻壳(10)接合的部分。

2.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述罩体(40)在通电时具有电压，其中所述电压与施加在所述阴极组件(20)上的高压相同。

3.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，所述第二导电部段(42)朝向所述阴极组件延伸至少包围所述阴极组件(20)的一部分。

4.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于，通过焊接或者夹持连接将所述罩体的所述第一导电部段(41)与所述导电支杆电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的X射线管，其特征在于，所述罩体(40)由金属制成。

6.X射线成像设备，其特征在于，包括根据权利要求1至5中任一项所述的X射线管。

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