CN116959940B - X射线管的阴极组件及x射线管 - Google Patents

X射线管的阴极组件及x射线管 Download PDF

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Abstract

一种X射线管的阴极组件及X射线管,X射线管的阴极组件包括:聚焦罩,具有腔体;灯丝槽体设置于腔体内,具有镂空开口;第一侧板具有平整的第一外表面并至少一部分位于镂空开口内;第二侧板具有平整的第二外表面并至少一部分位于镂空开口内,第二外表面面向第一外表面并形成第一狭缝,第一侧板和第二侧板可相向移动或相离移动;第一电子发射体设置于第一狭缝内。沿第一狭缝的宽度方向,第一侧板与第一外表面相对设置的第一内表面与镂空开口的第一边缘之间具有不为零的第一间隙;和/或第二侧板与第二外表面相对设置的第二内表面与朝向镂空开口的第二边缘之间具有不为零的第二间隙。上述方案能够降低狭缝的形成难度及成本,延长X射线管的寿命。

Description

X射线管的阴极组件及X射线管
技术领域
本发明实施例涉及X射线管领域,尤其涉及一种X射线管的阴极组件及X射线管。
背景技术
X射线管是一种带电子发射源的高压高真空电子器件,电子自定位于灯丝槽体内的电子发射体发射,被阴极的聚焦罩聚焦、在阴极和阳极之间几十或数百千伏的高压电场加速形成电子束,轰击在阳极靶上,形成电子光斑,产生X射线。
阴极通常包含电子发射体、灯丝槽体、聚焦罩等部件。灯丝槽体的设置有槽,电子发射体位于槽中央,产生电子。聚焦罩通常设置有一聚焦形状,在阴极、阳极高压电场的作用下,对发射的电子进行汇聚聚焦。灯丝槽体上槽作为狭缝,槽宽度(也即狭缝的宽度)对阳极靶面电子光斑的大小起决定性影响。
现有技术通过对灯丝槽体进行槽加工得到不同的宽度的槽,得到不同宽度的狭缝来调整电子光斑的尺寸,形成不同光斑大小的系列X射线管,即不同光斑大小的X射线管需要配不同规格的灯丝槽体。对于微米级电子光斑通常要求具有较窄槽宽的狭缝,这将导致灯丝槽体的槽加工难度较大,也即狭缝的形成难度较大,进而导致阴极组件的加工难度较大,同时加工出来的槽表面不光洁,这将影响X射线管的电子发射体驱动功率以及X射线管的寿命。
发明内容
本发明实施例至少解决的技术问题是狭缝的形成难度较大,进而导致阴极组件的加工难度较大。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种X射线管的阴极组件,包括:聚焦罩,所述聚焦罩具有腔体;灯丝槽体,设置于所述腔体内,并与所述聚焦罩连接,所述灯丝槽体具有镂空开口;第一侧板,设置于所述腔体内,所述第一侧板固定连接于所述灯丝槽体,所述第一侧板具有平整的第一外表面,所述第一外表面的至少一部分位于所述镂空开口内;第二侧板,设置于所述腔体内,所述第二侧板固定连接于所述灯丝槽体,所述第二侧板具有平整的第二外表面,所述第二外表面的至少一部分位于所述镂空开口内,所述第二外表面面向所述第一外表面并形成第一狭缝,所述第一侧板和所述第二侧板可相向移动或相离移动;第一电子发射体,设置于所述第一狭缝内,沿所述第一狭缝的宽度方向,所述第一侧板具有与所述第一外表面相对设置的第一内表面,所述第一内表面朝向所述镂空开口的第一边缘,所述第一内表面与所述第一边缘之间具有不为零的第一间隙;和/或,沿所述第一狭缝的宽度方向,所述第二侧板具有与所述第二外表面相对设置的第二内表面,所述第二内表面朝向所述镂空开口的第二边缘,所述第二内表面与所述第二边缘之间具有不为零的第二间隙;其中,所述第一边缘与所述第二边缘沿所述第一狭缝的宽度方向相对设置。
可选的,所述第一侧板包括相互连接的第一连接部及第一悬臂,所述第一连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第一悬臂相对于所述第一连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第一外表面位于所述第一悬臂上;所述第二侧板包括相互连接的第二连接部及第二悬臂,所述第二连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第二悬臂相对于所述第二连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第二外表面位于所述第二悬臂上。
可选的,所述第一外表面的粗糙度小于等于0.2μm,和/或,所述第二外表面的粗糙度小于等于0.2μm。
可选的,所述第一连接部与所述灯丝槽体之间设置有第一隔热件;和/或,所述第二连接部与所述灯丝槽体之间设置有第二隔热件。
可选的,所述第二侧板还具有与所述第二外表面相对设置的平整的第二内表面,所述阴极组件还包括:第三侧板,设置于所述腔体内,所述第三侧板具有平整的第三外表面,所述第三外表面面向所述第二内表面,并形成第二狭缝;第二电子发射体,位于所述第二狭缝内。
可选的,所述第一侧板包括相互连接的第一连接部及第一悬臂,所述第一连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第一悬臂相对于所述第一连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第一外表面位于所述第一悬臂上;所述第二侧板呈板状,沿所述第一狭缝的长度方向的两端连接于所述灯丝槽体;所述第三侧板包括相互连接的第三连接部及第三悬臂,所述第三连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第三悬臂相对于所述第三连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第三外表面位于所述第三悬臂上;其中,所述第二侧板位于所述第一侧板和所述第三侧板之间。
可选的,所述灯丝槽体设置有第一导向部,所述第一侧板设置有第一配合部,所述第一导向部与所述第一配合部适配,引导所述第一侧板沿所述第一狭缝的宽度方向相对所述灯丝槽体运动;和/或,所述灯丝槽体设置有第二导向部,所述第二侧板设置有第二配合部,所述第二导向部与所述第二配合部适配,引导所述第二侧板沿所述第一狭缝的宽度方向相对所述灯丝槽体运动。
可选的,所述阴极组件还包括:第一支撑电极柱及第二支撑电极柱,位于所述腔体内,所述第一支撑电极柱及所述第二支撑电极柱分别与所述第一电子发射体电连接,并将所述第一电子发射体支撑于所述第一狭缝内;管壳,部分伸入所述腔体内,并与所述灯丝槽体连接;法兰,位于所述腔体内,与所述第一支撑电极柱、所述第二支撑电极柱、所述灯丝槽体以及所述管壳固定连接。
可选的,所述第一狭缝的宽度范围为0.4毫米至4毫米。
本发明还提供一种X射线管,包括:外壳;上述任一种阴极组件,设置于所述外壳内;阳极,设置于所述外壳内。
与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下有益效果:
在本发明提供一种X射线管的阴极组件,在聚焦罩的腔体内设置有第一侧板和第二侧板。第一侧板具有平整的第一外表面,第二侧板具有平整的第二外表面,所述第二外表面面向所述第一外表面并形成用于放置第一电子发射体的第一狭缝。由于第一侧板和第二侧板为单独的部件,可以单独加工,在形成第一狭缝时不需要独立的进行槽加工,进而可以避免槽加工所带来的一系列问题,相比在灯丝槽体上开槽得到狭缝而言,本发明中的第一狭缝的形成难度大大降低,从而可以降低阴极组件的加工难度。此外,所述第一侧板和所述第二侧板可相向移动或相离移动,通过调整第一侧板以及第二侧板在腔体内的位置,可以调整第一狭缝的宽度,有助于满足不同电子光斑的要求,提高阴极组件的通用性和灵活性。通过第一间隙可以减少被加热的第一侧板上的热量向灯丝槽体传递,通过第二间隙可以减少被加热的第二侧板上的热量向灯丝槽体传递,进而减少灯丝槽体因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
此外,由于通过调整第一侧板和第二侧板在腔体内的位置,如相向移动第一侧板和第二侧板,使得第一外表面与第二外表面更加靠近,可以得到相对较窄的第一狭缝。而背向移动第一侧板和第二侧板,使得第一外表面与第二外表面相互远离,可以得到相对较宽的第一狭缝。也即是说,采用同样的零部件,可以获得不同电子光斑大小的X射线管,如此,可以提高阴极组件中的零部件的通用性,便于同时批量化生产不同电子光斑大小的X射线管,提高生产效率并有助于降低成本。
此外,由于第一侧板和第二侧板为单独的部件,可以单独加工,有助于采用抛光等方式来降低表面粗糙度,便于高真空零件所要求的清洗处理,从而避免了灯丝槽体的槽加工困难导致的表面粗糙、清洗困难和打火等问题,提升X射线管的寿命。
进一步,第一外表面的粗糙度小于等于0.2μm,和/或,第二外表面的粗糙度小于等于0.2μm。如此,可以使得第一外表面和/或第二外表面相对比较平整和光亮,能够减少第一外表面和第二外表面的热辐射吸收能力并同时加强反射能力。也即是说,可以通过增大反射来自第一电子发射体的热量,减少对第一电子发射体热量的吸收,从而减少第一电子发射体为了维持发射所需的功率,有利于降低热阴极所需的负载功率。
进一步,第一连接部与灯丝槽体之间设置的第一隔热件可以减少甚至隔绝第一电子发射体的热量自第一连接部传向灯丝槽体。第二连接部与灯丝槽体之间设置的第二隔热件可以减少甚至隔绝第一电子发射体的热量自第二连接部传向灯丝槽体。如此,可以进一步减少灯丝槽体以及聚焦罩对第一电子发射体的热量的吸收,从而进一步减少第一电子发射体为了维持发射所需的功率,有利于降低热阴极所需的负载功率。此外,通过减少灯丝槽体对第一电子发射体的热量的吸收,还可以减少灯丝槽体因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例中的一种X射线管的阴极组件在一种视角下的结构示意图;
图2是本发明实施例中的一种X射线管的阴极组件在另一种视角下的结构示意图;
图3是本发明实施例中的一种X射线管的阴极组件在又一种视角下的结构示意图;
图4是图3中的A处的局部结构示意图;
图5是图1沿C-C方向的剖视图;
图6是图5中D处的局部结构示意图;
图7是本发明实施例中的另一种X射线管的阴极组件的结构示意图;
图8是图7中的B处的局部结构示意图;
附图标记说明:
100-阴极组件;1-聚焦罩;11-腔体;2-第一侧板;21-第一连接部;22-第一悬臂;221-第一外表面;222-第一内表面;3-第二侧板;31-第二连接部;32-第二悬臂;321-第二外表面;322-第二内表面;4-第一狭缝;5-第一电子发射体;6-灯丝槽体;61-镂空开口;611-第一边缘;612-第二边缘;71-第一间隙;72-第二间隙;73-第三间隙;8-第三侧板;81-第三连接部;82-第三悬臂;821-第三外表面;822-第三内表面;91-第二电子发射体;92-第二狭缝;93-第一支撑电极柱;94-第二支撑电极柱;95-管壳;96-法兰;97-第一紧固件;98-第二紧固件;x-第一狭缝的宽度方向;y-第一狭缝的长度方向。
具体实施方式
在现有技术中,通常对灯丝槽体进行开槽,得到不同槽宽的槽,电子发射体位于槽内。在一些较小的电子光斑要求的场景下,如微米级电子光斑通常需要较狭窄的槽宽。由于槽的槽宽越窄,加工难度越大。此外,对于较窄的槽加工时,还易带来槽表面质量差、粗糙、表面容易附着机加工导致的脏污残留、清洗困难以及打火风险等一系列问题,这些问题对高洁净要求和高可靠性要求的X射线管寿命不利。
此外,粗糙的槽表面吸热能力强,对于热阴极而言,需要较高的热功率维持发射温度,单个电子发射体上通常有10瓦至数十瓦的负载功率,不仅负载功率大,还会导致阴极有数百度的温度,对阴极部位的零件除气处理带来挑战,会影响X射线管工作时的可靠性,尤其是同时有数十或几百个电子发射体的场景,影响更为明显。
为至少解决上述的狭缝加工难度较大的问题,在本发明实施例提供一种X射线管的阴极组件,在聚焦罩的腔体内设置有第一侧板和第二侧板。第一侧板具有平整的第一外表面,第二侧板具有平整的第二外表面,所述第二外表面面向所述第一外表面并形成用于放置第一电子发射体的第一狭缝。由于第一侧板和第二侧板为单独的部件,可以单独加工,在形成第一狭缝时不需要独立的进行槽加工,进而可以避免槽加工所带来的一系列问题,相比在灯丝槽体上开槽得到狭缝而言,本发明中的第一狭缝的形成难度大大降低,从而可以降低阴极组件的加工难度。此外,所述第一侧板和所述第二侧板可相向移动或相离移动,通过调整第一侧板以及第二侧板在腔体内的位置,可以调整第一狭缝的宽度,有助于满足不同电子光斑的要求,提高阴极组件的通用性和灵活性。
而第一侧板的第一内表面与第一侧板的第一边缘之间具有不为零的第一间隙,第二侧板的第二内表面与第二侧板的第二边缘之间具有不为零的第一间隙。在阴极组件工作时,第一侧板及第二侧板将被第一电子发射体的热量加热,如此,通过第一间隙可以减少被加热的第一侧板上的热量向灯丝槽体传递,通过第二间隙可以减少被加热的第二侧板上的热量向灯丝槽体传递,进而减少灯丝槽体因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
为使本发明实施例的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例中的一种X射线管的阴极组件在一种视角下的结构示意图;图2是本发明实施例中的一种X射线管的阴极组件在另一种视角下的结构示意图;图3是本发明实施例中的一种X射线管的阴极组件在又一种视角下的结构示意图;图4是图3中的A处的局部结构示意图;图5是图1沿C-C方向的剖视图;图6是图5中D处的局部结构示意图。下面结合图1至图6对X射线管的阴极组件(后文简称阴极组件)的具体结构进行说明。其中C-C方向也即第一狭缝4的宽度方向x。
在具体实施中,X射线管的阴极组件100包括:聚焦罩1、灯丝槽体6、第一侧板2、第二侧板3以及第一电子发射体5。
所述聚焦罩1具有腔体11。聚焦罩1也可以称为聚焦体、阴极头、集射罩等。聚焦罩1可以对第一电子发射体5发射的电子进行聚焦。
灯丝槽体6设置于所述腔体11内,并与所述聚焦罩1连接。灯丝槽体6与聚焦罩1可以通过卡接、焊接、螺纹连接等多种合适的方式连接,此处不做限定。所述灯丝槽体6具有镂空开口61。
第一侧板2设置于所述腔体11内,所述第一侧板2具有平整的第一外表面221。所述第一侧板2固定连接于所述灯丝槽体6,所述第一外表面221的至少一部分位于所述镂空开口61内。
第二侧板3设置于所述腔体11内,所述第二侧板3具有平整的第二外表面321。第二侧板3固定连接于所述灯丝槽体6,所述第二外表面321的至少一部分位于所述镂空开口61内。
所述第二外表面321面向所述第一外表面221并形成第一狭缝4。也即第二外表面321和第一外表面221面对面设置,并且两者之间具有间隔,该间隔即为第一狭缝4。
所述第一侧板2和所述第二侧板3可相向移动或相离移动,所述第一侧板2和所述第二侧板3相向移动时,所述第一侧板2和所述第二侧板3相互靠近,可以减小第一狭缝4的宽度。第一狭缝4相离移动时,所述第一侧板2和所述第二侧板3相互远离,相离移动也可称为背向移动,可以增大第一狭缝4的宽度。如此,即可实现根据实际需求增大或者减小第一狭缝4的宽度。
第一电子发射体5也可以称为灯丝,设置于所述第一狭缝4内。
在一些非限制性实施例中,第一电子发射体5设置于所述第一狭缝4的中心位置。
其中,镂空开口61的尺寸大于第一狭缝4的尺寸。例如,至少沿第一狭缝4的宽度方向x,镂空开口61的尺寸大于第一狭缝4的尺寸。此时,镂空开口61用于避让第一侧板2、第二侧板3以及其他部件,或者避让一些走线等,镂空开口61不影响电子光斑的大小,镂空开口61并不会增加加工难度。如此,第一侧板2和第二侧板3固定连接于灯丝槽体6,可以在较小的改动现有的阴极组件100的基础上,能够以更小的加工难度得到更为狭小的第一狭缝4,有效降低加工成本以及加工难度。
在具体实施中,沿所述第一狭缝4的宽度方向x,所述第一侧板2具有与所述第一外表面221相对设置的第一内表面222,所述第一内表面222朝向所述镂空开口61的第一边缘611,所述第一内表面222与所述第一边缘611之间具有不为零的第一间隙71。
在具体实施中,沿所述第一狭缝4的宽度方向x,所述第二侧板3具有与所述第二外表面321相对设置的第二内表面322,所述第二内表面322朝向所述镂空开口61的第二边缘612,所述第二内表面322与所述第二边缘612之间具有不为零的第二间隙72。其中,所述第一边缘611与所述第二边缘612沿所述第一狭缝4的宽度方向x相对设置。
在阴极组件100工作时,第一侧板2及第二侧板3将被第一电子发射体5的热量加热,如此,通过第一间隙71可以减少被加热的第一侧板2上的热量向灯丝槽体6传递,通过第二间隙72可以减少被加热的第二侧板3上的热量向灯丝槽体6传递,进而减少灯丝槽体6因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
由上可知,通过第一侧板2的平整的第一外表面221和第二侧板3的平整的第二外表面321形成第一狭缝4,第一狭缝4用于放置第一电子发射体5。由于第一侧板2和第二侧板3为单独的部件,可以单独加工,在形成第一狭缝4时不需要独立的进行槽加工,进而可以避免槽加工所带来的一系列问题,相比在灯丝槽体上开槽得到狭缝而言,本发明中的第一狭缝4的形成难度大大降低,从而可以降低阴极组件的加工难度。此外,所述第一侧板2和所述第二侧板3可相向移动或相离移动,通过调整第一侧板2以及第二侧板3在腔体11内的位置,也即通过相向或者背向的移动第一侧板2以及第二侧板3即可调整第一狭缝4的宽度,有助于满足不同电子光斑的要求,提高阴极组件100的通用性和灵活性。通过第一间隙可以减少被加热的第一侧板2上的热量向灯丝槽体6传递,通过第二间隙可以减少被加热的第二侧板3上的热量向灯丝槽体6传递,进而减少灯丝槽体6因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
在具体实施中,第一侧板2包括相互连接的第一连接部21及第一悬臂22。所述第一连接部21固定连接于所述灯丝槽体6,所述第一悬臂22相对于所述第一连接部21弯折并伸入所述镂空开口61内。其中,所述第一外表面221位于所述第一悬臂22上。第一内表面222位于所述第一悬臂22上。
所述第二侧板3包括相互连接的第二连接部31及第二悬臂32。所述第二连接部31固定连接于所述灯丝槽体6,所述第二悬臂32相对于所述第二连接部31弯折并伸入所述镂空开口61内。所述第二外表面321位于第二悬臂32上。所述第二内表面322位于第二悬臂32上。如此,所述第一悬臂22与所述第二悬臂32呈面对面设置。
在一些实施例中,第一侧板2呈L字型。第二侧板3呈L字型。
在一些实施例中,第一连接部21可以通过多种方式固定连接于灯丝槽体6。例如,第一连接部21以及灯丝槽体6上均设置有安装孔,采用第一紧固件97配合第一连接部21上的安装孔以及灯丝槽体6上的安装孔,将第一连接部21固定于灯丝槽体6。又如,第一连接部21可以通过卡接的方式连接于灯丝槽体6。再如,第一连接部21可以通过点焊、氩弧焊和激光焊接等方式焊接于灯丝槽体6。
在一些实施例中,第二连接部31可以通过多种方式固定连接于灯丝槽体6。例如,第二连接部31以及灯丝槽体6上均设置有安装孔,采用第二紧固件98配合第二连接部31上的安装孔以及灯丝槽体6上的安装孔,将第二连接部31固定于灯丝槽体6。又如,第二连接部31可以通过卡接的方式连接于灯丝槽体6。再如,第二连接部31可以通过点焊、氩弧焊和激光焊接等方式焊接于灯丝槽体6。
进一步,沿第一狭缝4的宽度方向x,镂空开口61的宽度大于第一悬臂22的尺寸和第二悬臂32的尺寸之和。沿第一狭缝4的宽度方向x,镂空开口61的宽度与第一悬臂22的尺寸和第二悬臂32的尺寸之和的差值,与第一狭缝4的可调节的宽度范围有关。
进一步,第一狭缝4的长度大于第一电子发射体5的长度。
在一些实施例中,可以采用粗糙度来表征第一外表面221或者第二外表面321的平整程度。可以理解的是,也可以采用其他能够反映平整情况的参数来表征第一外表面221或者第二外表面321的平整程度。
在一些实施例中,所述第一外表面221的粗糙度小于等于0.2μm,和/或,所述第二外表面321的粗糙度小于等于0.2μm。如此,可以使得第一外表面221和/或第二外表面321相对比较平整和光亮,能够减少第一外表面221和第二外表面321的热辐射吸收能力并同时加强反射能力。也即是说,可以增大第一外表面221以及第二外表面321反射来自第一电子发射体5的热量,减少对第一电子发射体5热量的吸收,从而减少第一电子发射体5为了维持发射所需的功率,有利于降低热阴极所需的负载功率。
在一些实施例中,可以对第一侧板2进行抛光,使得第一外表面221的粗糙度小于等于0.2μm。可以对第二侧板3进行抛光,使得第二外表面321的粗糙度小于等于0.2μm。其中,抛光可以为机械抛光、化学抛光或电化学抛光等。
由于第一侧板2和第二侧板3是分离的,是相对独立的两个部件。分离且相对独立的第一侧板2的第一外表面221以及第二侧板3的第二外表面321便于抛光,降低第一外表面221以及第二外表面321的粗糙度,便于高真空零件所要求的清洗处理,从而避免了灯丝槽体的槽加工困难导致的表面粗糙、清洗困难和打火等问题,有助于提升X射线管的寿命。
在一些实施例中,所述第一连接部21与所述灯丝槽体6之间设置有第一隔热件,第一连接部21与灯丝槽体6之间设置的第一隔热件可以减少甚至有望隔绝第一电子发射体5的热量自第一连接部21传向灯丝槽体6。
在一些实施例中,所述第二连接部31与所述灯丝槽体6之间设置有第二隔热件,第二连接部31与灯丝槽体6之间设置的第二隔热件可以减少甚至有望隔绝第一电子发射体5的热量自第二连接部31传向灯丝槽体6。
如此,通过第一隔热件和第二隔热件可以进一步减少灯丝槽体6以及聚焦罩1对第一电子发射体5的热量的吸收,从而进一步减少第一电子发射体5为了维持发射所需的功率,有利于降低热阴极所需的负载功率。此外,通过减少灯丝槽体6对第一电子发射体5的热量的吸收,还可以减少灯丝槽体6因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
第一隔热件及第二隔热件可以为陶瓷垫片,还可以为其他具有隔热功能的部件。
在实际中,灯丝槽体6与第一电子发射体5之间具有电位差,换而言之,第一狭缝4与第一电子发射体5之间具有电位差,以确保第一电子发射体5能够正常进行电子发射。为了维持第一电子发射体5电子发射所需的电位差,第一悬臂22及第二悬臂32均与灯丝槽体6电连接,以保证第一悬臂22及第二悬臂32均与灯丝槽体6同电位。其中,灯丝槽体6为导体。
可以有多种电连接方式实现第一悬臂22及第二悬臂32与灯丝槽体6的电连接。
在一些实施例中,第一侧板2和第二侧板3为导体,可以通过第一侧板2直接与灯丝槽体6电连接,实现第一悬臂22与灯丝槽体6的电连接,通过第二侧板3与灯丝槽体6电连接,实现第二悬臂32与灯丝槽体6的电连接。
在另一些实施例中,通过其他导电体实现第一悬臂22及第二悬臂32与灯丝槽体6的电连接。
例如,若第一隔热片及第二隔热片导电,则第一侧板2经由第一隔热片与灯丝槽体6电连接,第二侧板3经由第二隔热片与灯丝槽体6的电连接。
又如,若第一隔热片及第二隔热片绝缘,其他导电体可以为第一紧固件97及第二紧固件98。第一连接部21和灯丝槽体6通过第一紧固件97电连接,进而实现第一悬臂22与灯丝槽体6电连接。第二连接部31和灯丝槽体6通过第二紧固件98电连接,进而实现第二悬臂32与灯丝槽体6的电连接。可以理解的是,其他导电体还可以为其他能够导电的部件,此处不再一一举例。
在一些实施例中,所述灯丝槽体6设置有第一导向部,所述第一侧板2设置有第一配合部,所述第一导向部与所述第一配合部适配,引导所述第一侧板2沿所述第一狭缝4的宽度方向x相对所述灯丝槽体6运动。和/或,所述灯丝槽体6设置有第二导向部,所述第二侧板3设置有第二配合部,所述第二导向部与所述第二配合部适配,引导所述第二侧板3沿所述第一狭缝4的宽度方向x相对所述灯丝槽体6运动。
在一些非限制性实施例中,第一导向部和第一配合部的其中一个可以为导槽,另一个为导轨。
在具体实施中,所述阴极组件100还包括:第一支撑电极柱、第二支撑电极柱94、管壳95以及法兰96。第一支撑电极柱93及第二支撑电极柱94位于所述腔体11内,所述第一支撑电极柱93及所述第二支撑电极柱94分别与所述第一电子发射体5电连接,并将所述第一电子发射体5支撑于所述第一狭缝4内。所述第一支撑电极柱93及所述第二支撑电极柱94不连接第一电子发射体5时电学上断路。
管壳95部分伸入所述腔体11内,并与所述灯丝槽体6连接。法兰96位于所述腔体11内,与所述第一支撑电极柱93、所述第二支撑电极柱94、所述灯丝槽体6以及所述管壳95固定连接。具体而言,法兰96的一端与灯丝槽体6相连,灯丝槽体6的另一端与管壳95封接。
在具体实施中,所述第一狭缝4的宽度范围为0.4毫米至4毫米。
所述第一侧板2的材质为如下任一种:钨、钼、铼、镍、含钨的合金、含钼的合金、含铼的合金、含镍的合金。所述第二侧板3的材质为如下任一种:钨、钼、铼、镍、含钨的合金、含钼的合金、含铼的合金、含镍的合金。钨、钼、铼、镍、含钨的合金、含钼的合金、含铼的合金、含镍的合金等具有耐高温、高熔点、低饱和蒸汽压的特点,便于X射线管制备过程中对第一侧板2和第二侧板3的彻底除气处理,从而降低X射线管工作过程中因第一侧板2和第二侧板3放气而导致的打火出现概率,提升X射线管可靠性与寿命。
所述第一侧板2的厚度范围为1毫米至3毫米。有助于在保证第一侧板2的强度的同时可以使得第一侧板2具有较薄的厚度,保证在X射线管制备过程中以及工作时的高温下不变形,还可以尽量减小空间占用,有助于控制阴极组件100的整体尺寸。
所述第二侧板3的厚度范围为1毫米至3毫米。有助于在保证第二侧板3的强度的同时可以使得第二侧板3具有较薄的厚度,保证在X射线管制备过程中以及工作时的高温下不变形,还可以尽量减小空间占用,有助于控制阴极组件100的整体尺寸。
在具体实施中,阴极组件100可以包括一个电子发射体。例如,如图1至4所示,阴极组件100包括一个第一电子发射体5。
阴极组件100可以包括一个第一电子发射体5时,第一狭缝4的中心面与灯丝槽体6的中心面重合,如此,可以提高聚焦效果。
进一步,所述聚焦罩1的中心轴与灯丝槽体6的中心轴同轴。
可以理解的是,第一狭缝4的中心面与灯丝槽体6的中心面也可以不重合,具体根据聚焦需求进行配置即可。
在具体实施中,阴极组件100可以包括多个电子发射体。每个电子发射体对应的狭缝可以通过多种方式得到。
在一些实施例中,当包括多个电子发射体时,每个电子发射体可以对应一组第一侧板2及第二侧板3,通过第一侧板2及第二侧板3来形成对应的狭缝。
在另一些实施例中,结合图7及图8,以两个电子发射体(第一电子发射体5和第二电子发射体91)为例进行说明。所述第二侧板3还具有与所述第二外表面321相对设置的平整的第二内表面322。所述阴极组件100还包括:第三侧板8以及第二电子发射体91。第三侧板8设置于所述腔体11内,所述第三侧板8具有平整的第三外表面821,所述第三外表面821面向所述第二内表面322,并形成第二狭缝92。第二电子发射体91位于所述第二狭缝92内。其中,图7是本发明实施例中的另一种X射线管的阴极组件的结构示意图;图8是图7中的B处的局部结构示意图。
进一步,第三外表面821的粗糙度小于等于0.2μm。可以对第三侧板8进行抛光,使得第三外表面821的粗糙度小于等于0.2μm。其中,抛光可以为机械抛光、化学抛光或电化学抛光等。
进一步,第二内表面322的粗糙度小于等于0.2μm。可以对第二侧板3进行抛光,使得第二内表面322的粗糙度小于等于0.2μm。其中,抛光可以为机械抛光、化学抛光或电化学抛光等。
在具体实施中,所述第一侧板2包括相互连接的第一连接部21及第一悬臂22,所述第一连接部21固定连接于所述灯丝槽体6且位于所述镂空开口61外,所述第一悬臂22相对于所述第一连接部21弯折并伸入所述镂空开口61内。所述第一外表面221位于所述第一悬臂22上。
所述第二侧板3呈板状,沿所述第一狭缝4的长度方向y的两端连接于所述灯丝槽体6。
所述第三侧板8包括相互连接的第三连接部81及第三悬臂82,所述第三连接部81固定连接于所述灯丝槽体6且位于所述镂空开口61外,所述第三悬臂82相对于所述第三连接部81弯折并伸入所述镂空开口61内。所述第三外表面821位于第三悬臂82上。其中,所述第二侧板3位于所述第一侧板2和所述第三侧板8之间。
第一侧板2以及第三侧板8均可以呈L字型。
进一步,第三悬臂82具有与所述第三外表面821相对设置的第三内表面822,第三内表面822与第二边缘612之间具有不为零的第三间隙73。
在一些实施例中,所述第一连接部21与所述灯丝槽体6之间设置有第一隔热件。第一连接部21与灯丝槽体6之间设置的第一隔热件可以减少甚至有望隔绝第一电子发射体5的热量自第一连接部21传向灯丝槽体6。
在一些实施例中,所述第三连接部81与所述灯丝槽体6之间设置有第三隔热件,第三连接部81与灯丝槽体6之间设置的第三隔热件可以减少甚至有望隔绝第二电子发射体91的热量自第三连接部81传向灯丝槽体6。
如此,通过第一隔热件和第三隔热件可以进一步减少灯丝槽体6以及聚焦罩1对第一电子发射体5和第二电子发射体91的热量的吸收,从而进一步减少第一电子发射体5和第二电子发射体91为了维持发射所需的功率,有利于降低热阴极所需的负载功率。此外,通过减少灯丝槽体6对第一电子发射体5和第二电子发射体91的热量的吸收,还可以减少灯丝槽体6因温度过高而放出气体的量,避免气体对X射线管的真空度的影响,延长X射线管的使用寿命。
进一步,所述第二侧板3与灯丝槽体6之间可以设置有第二隔热件。第二隔热件可以减少甚至有望隔绝第一电子发射体5的热量以及第二电子发射体91的热量自所述第二侧板3传向灯丝槽体6。
第一隔热件及第三隔热件可以为陶瓷垫片,还可以为其他具有隔热功能的部件。
在具体实施中,阴极组件100还可以包括第三支撑电极柱及第四支撑电极柱。第三支撑电极柱及第四支撑电极柱位于所述腔体11内,第三支撑电极柱及第四支撑电极柱分别与所述第二电子发射体91电连接,并将所述第二电子发射体91支撑于所述第二狭缝92内。
第二狭缝92的宽度范围为0.4毫米至4毫米。
所述第一狭缝4与第二狭缝92的宽度可以相同,也可以不相同。
其中,第一狭缝4和第二狭缝92可以处于同一平面内,也可以不处于同一平面。
第一狭缝4和第二狭缝92可以平行,也可以呈一定夹角,具体根据实际聚焦需求进行配置。
第一狭缝4和第二狭缝92可以对称设置,也可以非对称设置,具体根据实际聚焦需求进行配置。
需要说明的是,当阴极组件100包括三个或更多个电子发射体时,适当增加侧板数目来形成对应的狭缝即可。侧板形状根据实际需求进行适应性调整即可。
在一些实施例中,所述聚焦罩1具有向所述腔体11内突出的安装部,所述第一侧板2和第二侧板3固定连接于所述安装部。在安装部上可以形成有镂空开口。
所述安装部可以为沿着所述腔体11的内壁朝向所述腔体11内突出的环形凸台。
本发明实施例还提供一种X射线管包括:外壳、阴极组件以及阳极。阴极组件100以及阳极均设置于所述外壳内。关于阴极组件可以采用上述任一实施例提供的阴极组件100,具体结构参见上述实施例中的描述即可,此处不再赘述。
需要说明的是,上述第一狭缝、第二狭缝、第一电子发射体、第二电子发射体、第一连接部、第二连接部、第三连接部、第一悬臂、第二悬臂、第三悬臂、第一外表面、第二外表面、第三外表面、第一内表面、第二内表面、第三内表面等中的“第一”、“第二”以及“第三”仅是为了便于描述而做的区分,并不限定部件的结构等。例如第一狭缝和第二狭缝可以为相同尺寸的狭缝,也可以不同尺寸的狭缝。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种X射线管的阴极组件,其特征在于,包括:
聚焦罩,所述聚焦罩具有腔体;
灯丝槽体,设置于所述腔体内,并与所述聚焦罩连接,所述灯丝槽体具有镂空开口;
第一侧板,设置于所述腔体内,所述第一侧板固定连接于所述灯丝槽体,所述第一侧板具有平整的第一外表面,所述第一外表面的至少一部分位于所述镂空开口内;
第二侧板,设置于所述腔体内,所述第二侧板固定连接于所述灯丝槽体,所述第二侧板具有平整的第二外表面,所述第二外表面的至少一部分位于所述镂空开口内,所述第二外表面面向所述第一外表面并形成第一狭缝,所述第一侧板和所述第二侧板可相向移动或相离移动;
第一电子发射体,设置于所述第一狭缝内;
沿所述第一狭缝的宽度方向,所述第一侧板具有与所述第一外表面相对设置的第一内表面,所述第一内表面朝向所述镂空开口的第一边缘,所述第一内表面与所述第一边缘之间具有不为零的第一间隙,所述第一间隙用于减少被加热的所述第一侧板上的热量向所述灯丝槽体传递;
和/或,沿所述第一狭缝的宽度方向,所述第二侧板具有与所述第二外表面相对设置的第二内表面,所述第二内表面朝向所述镂空开口的第二边缘,所述第二内表面与所述第二边缘之间具有不为零的第二间隙,所述第二间隙用于减少被加热的所述第二侧板上的热量向所述灯丝槽体传递;
其中,所述第一边缘与所述第二边缘沿所述第一狭缝的宽度方向相对设置。
2.如权利要求1所述的阴极组件,其特征在于,
所述第一侧板包括相互连接的第一连接部及第一悬臂,所述第一连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第一悬臂相对于所述第一连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第一外表面位于所述第一悬臂上;
所述第二侧板包括相互连接的第二连接部及第二悬臂,所述第二连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第二悬臂相对于所述第二连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第二外表面位于所述第二悬臂上。
3.如权利要求2所述的阴极组件,其特征在于,所述第一外表面的粗糙度小于等于0.2μm,和/或,所述第二外表面的粗糙度小于等于0.2μm。
4.如权利要求2所述的阴极组件,其特征在于,
所述第一连接部与所述灯丝槽体之间设置有第一隔热件;
和/或,所述第二连接部与所述灯丝槽体之间设置有第二隔热件。
5.如权利要求1所述的阴极组件,其特征在于,所述第二侧板还具有与所述第二外表面相对设置的平整的第二内表面,所述阴极组件还包括:
第三侧板,设置于所述腔体内,所述第三侧板具有平整的第三外表面,所述第三外表面面向所述第二内表面,并形成第二狭缝;
第二电子发射体,位于所述第二狭缝内。
6.如权利要求5所述的阴极组件,其特征在于,
所述第一侧板包括相互连接的第一连接部及第一悬臂,所述第一连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第一悬臂相对于所述第一连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第一外表面位于所述第一悬臂上;
所述第二侧板呈板状,沿所述第一狭缝的长度方向的两端连接于所述灯丝槽体;
所述第三侧板包括相互连接的第三连接部及第三悬臂,所述第三连接部固定连接于所述灯丝槽体且位于所述镂空开口外,所述第三悬臂相对于所述第三连接部弯折并伸入所述镂空开口内,其中,所述第三外表面位于所述第三悬臂上;
其中,所述第二侧板位于所述第一侧板和所述第三侧板之间。
7.如权利要求1所述的阴极组件,其特征在于,所述灯丝槽体设置有第一导向部,所述第一侧板设置有第一配合部,所述第一导向部与所述第一配合部适配,引导所述第一侧板沿所述第一狭缝的宽度方向相对所述灯丝槽体运动;
和/或,所述灯丝槽体设置有第二导向部,所述第二侧板设置有第二配合部,所述第二导向部与所述第二配合部适配,引导所述第二侧板沿所述第一狭缝的宽度方向相对所述灯丝槽体运动。
8.如权利要求1所述的阴极组件,其特征在于,还包括:
第一支撑电极柱及第二支撑电极柱,位于所述腔体内,所述第一支撑电极柱及所述第二支撑电极柱分别与所述第一电子发射体电连接,并将所述第一电子发射体支撑于所述第一狭缝内;
管壳,部分伸入所述腔体内,并与所述灯丝槽体连接;
法兰,位于所述腔体内,与所述第一支撑电极柱、所述第二支撑电极柱、所述灯丝槽体以及所述管壳固定连接。
9.如权利要求1所述的阴极组件,其特征在于,所述第一狭缝的宽度范围为0.4毫米至4毫米。
10.一种X射线管,其特征在于,包括:
外壳;
如权利要求1至9任一项所述的阴极组件,设置于所述外壳内;
阳极,设置于所述外壳内。
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