CN117637416A - 一种微焦点x射线管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微焦点X射线管，包括具有容纳腔的壳体；配置于壳体上的电子枪组件，铍窗组件和绝缘组件；所述绝缘组件包括陶瓷筒，所述陶瓷筒的上端与壳体连接；以及贯穿陶瓷筒并延伸至壳体内的阳极组件；所述陶瓷筒的下端与阳极组件连接；所述电子枪组件发射的电子束在壳体与阳极组件形成的同轴电场作用下，汇聚加速后轰击在阳极组件上形成微米尺寸的焦点，进而产生X射线从铍窗组件射出。该微焦点X射线管能够解决现有的微焦点X射线管排气真空度低、抗力学冲击能力差和装配精度较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及X射线管技术领域。更具体地，涉及一种微焦点X射线管。
背景技术
在高精度无损检测领域，微焦点X射线管的应用极为广泛。目前国产微焦点X射线管均沿袭国外技术路线，采用玻璃作为管体与阳极的耐压绝缘材料，该设计思路在降低了正向设计开发风险的同时，未考虑到国内外供应链和工艺方面存在的差异，导致该技术路线所固有的排气真空度低、抗力学冲击能力差和装配精度较差的缺点迟迟无法得到有效解决，从而导致微焦点X射线管在性能、寿命和可靠性方面存在较大问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种微焦点X射线管以解决现有的微焦点X射线管排气真空度低、抗力学冲击能力差和装配精度较差的问题。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种微焦点X射线管，包括：
具有容纳腔的壳体；配置于壳体上的电子枪组件，铍窗组件和绝缘组件；所述绝缘组件包括陶瓷筒，所述陶瓷筒的上端与壳体连接；以及贯穿陶瓷筒并延伸至壳体内的阳极组件；所述陶瓷筒的下端与阳极组件连接；所述电子枪组件发射的电子束在壳体与阳极组件形成的同轴电场作用下，汇聚加速后轰击在阳极组件上形成微米尺寸的焦点，进而产生X射线从铍窗组件射出。
优选方案是，所述电子枪组件包括依次设置的阴极、第一栅极和第二栅极；所述第一栅极和第二栅极的中心位置处均开设有通孔；所述通孔的孔径相同且同轴设置。
优选方案是，所述电子枪组件安装于壳体的侧壁上，所述铍窗组件钎焊于壳体的顶壁上。
优选方案是，所述阳极组件包括阳极杆，钎焊于阳极杆顶部斜面上的钨靶，钎焊于阳极杆上部的阳极帽及钎焊于阳极杆的下部的封接延长筒。
优选方案是，所述阳极帽上开设有沿电子入射方向设置的开孔。
优选方案是，所述绝缘组件还包括设置于陶瓷筒上端的上端盖和设置于陶瓷筒下端的下端盖；所述陶瓷筒通过高温钎焊与上端盖和下端盖封接；所述上端盖与壳体结合固定，所述下端盖与阳极组件结合固定。
优选方案是，所述陶瓷筒的内壁涂覆有用以抑制二次电子产生的复合涂层。
优选方案是，所述上端盖和下端盖均为可伐瓷封合金并通过套封或平封的方式与陶瓷筒钎焊。
优选方案是，所述陶瓷筒的外侧壁表面为平滑表面或波纹状表面。
优选方案是，所述阳极组件，铍窗组件及绝缘组件的轴线相重合；所述电子枪组件的轴线与阳极组件的轴线相垂直。
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明通过双栅微孔技术实现了微电子束的发射和第一次汇聚，经过壳体和阳极组件形成的同轴电场的二次汇聚后，在钨靶表面形成微米尺寸的焦点；同时采用陶瓷作为壳体和阳极组件的耐压材料，改善了管内真空度，提高了抗力学冲击能力，也有利于整管装配精度的提高，从而实现了微焦点X射线管性能、寿命和可靠性的提升。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的电子枪组件的结构示意图。
图3是本发明的绝缘组件的结构示意图。
图4是本发明的阳极组件的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了解决现有的微焦点X射线管排气真空度低、抗力学冲击能力差和装配精度较差的问题。本发明提供一种微焦点X射线管，结合图1至图4所示，具体地所述微焦点X射线管包括：具有容纳腔的壳体3，该壳体3为金属壳体；配置于壳体3上的电子枪组件1，铍窗组件2和绝缘组件5，所述绝缘组件5包括陶瓷筒11，所述陶瓷筒11的上端与壳体3连接；所述陶瓷筒11的下端与阳极组件4连接，所述陶瓷筒11的外侧壁表面上形成有波纹状结构，波纹数目可以是“7”、“5”等任意数值或所述陶瓷筒11的外侧壁表面为平滑表面；以及贯穿陶瓷筒11并延伸至壳体3内的阳极组件4；通过上述设置，改变了微焦点X射线管采用玻璃作为绝缘组件的传统，提高了机械强度、高温耐压稳定性、装配精度，改善了微焦点射线管的可靠性和成品率；陶瓷筒11上的波纹状结构能够加大绝缘距离，提高绝缘能力。
需要说明的是，所述阳极组件4，铍窗组件2及绝缘组件5的轴线相重合；所述电子枪组件1的轴线与阳极组件4的轴线相垂直。
进一步的，所述铍窗组件2钎焊在壳体3上部，所述铍窗组件2由铍金属片和金属封接环通过钎焊的方式制成，并通过氩弧焊、激光焊等高温熔焊方式实现与壳体3上部连接；所述电子枪组件1通过高温钎焊方式垂直安装在壳体3上部侧壁，所述绝缘组件5安装在壳体3下端部，所述阳极组件4自下而上贯穿绝缘组件5后探入壳体3内部，所述电子枪组件1发射的电子束在壳体3与阳极组件4形成的同轴电场作用下，汇聚加速后轰击在钨靶13上，形成微米尺寸的焦点，进而产生X射线从铍窗组件2射出。
在一具体实施例中，所述绝缘组件5还包括设置于陶瓷筒11上端的上端盖10和设置于陶瓷筒11下端的下端盖12；陶瓷筒11整体呈现上部敞口大，下部敞口小的喇叭状；所述陶瓷筒11通过高温钎焊与上端盖10和下端盖12封接；陶瓷筒11的材质可以为95瓷、97瓷或99瓷；上端盖10通过氩弧焊或激光焊与壳体3连接。
进一步的，所述陶瓷筒11的内壁涂覆有用以抑制二次电子产生的复合涂层从而降低打火频率；上端盖10为可伐瓷封合金，通过套封或平封的方式与陶瓷筒11钎焊在一起；下端盖12为可伐瓷封合金，通过套封或平封的方式与陶瓷筒11钎焊在一起。
在一具体实施例中，所述阳极组件4包括阳极杆15，钎焊于阳极杆15顶部斜面上的钨靶13，钎焊于阳极杆15上部的阳极帽14及钎焊于阳极杆15的下部的封接延长筒16；在所述阳极帽14上开设有沿电子入射方向设置的开孔，便于电子入射和屏蔽散射电子；封接延长筒16通过氩弧焊或激光焊与下端盖12连接。
在一具体实施例中，所述电子枪组件1用于提供电子束，所述电子枪组件1包括从左向右依次设置的阴极7、第一栅极8和第二栅极9；所述第一栅极8和第二栅极9的中心位置处均开设有通孔；所述通孔的孔径相同且同轴设置，所述电子枪组件1安装于壳体3的侧壁上，所述铍窗组件2钎焊于壳体3的顶壁上；由阴极7、第一栅极8到第二栅极9逐渐靠近壳体3，且各电极之间相互绝缘。
更具体的，所述第一栅极8和第二栅极9中心开有微孔，对较大尺寸阴极7进行微小发射面取样，实现微小电子束的发射和第一次聚焦；第一栅极8和第二栅极9上的微孔孔径相同且同轴设置；阴极7为钡钨阴极，可在阴极7的表面涂覆或溅射微米厚度的锇膜或其他降低阴极表面逸出功的金属薄膜。
另外，为了维持射线管寿命期内的高真空度，电子枪组件1内安装消气剂6对管内气体进行吸附。
综上所述，与现有技术相比，本发明通过双栅微孔技术实现了微电子束的发射和第一次汇聚，经过壳体和阳极组件形成的同轴电场的二次汇聚后，在钨靶表面形成微米尺寸的焦点；同时采用陶瓷作为壳体和阳极组件的耐压材料，改善了管内真空度，提高了抗力学冲击能力，也有利于整管装配精度的提高，从而实现了微焦点X射线管性能、寿命和可靠性的提升。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种微焦点X射线管，其特征在于，包括：
具有容纳腔的壳体；配置于壳体上的电子枪组件，铍窗组件和绝缘组件；所述绝缘组件包括陶瓷筒，所述陶瓷筒的上端与壳体连接；以及贯穿陶瓷筒并延伸至壳体内的阳极组件；所述陶瓷筒的下端与阳极组件连接；所述电子枪组件发射的电子束在壳体与阳极组件形成的同轴电场作用下，汇聚加速后轰击在阳极组件上形成微米尺寸的焦点，进而产生X射线从铍窗组件射出。
2.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述电子枪组件包括依次设置的阴极、第一栅极和第二栅极；所述第一栅极和第二栅极的中心位置处均开设有通孔；所述通孔的孔径相同且同轴设置。
3.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述电子枪组件安装于壳体的侧壁上，所述铍窗组件钎焊于壳体的顶壁上。
4.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述阳极组件包括阳极杆，钎焊于阳极杆顶部斜面上的钨靶，钎焊于阳极杆上部的阳极帽及钎焊于阳极杆的下部的封接延长筒。
5.根据权利要求4所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述阳极帽上开设有沿电子入射方向设置的开孔。
6.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述绝缘组件还包括设置于陶瓷筒上端的上端盖和设置于陶瓷筒下端的下端盖；所述陶瓷筒通过高温钎焊与上端盖和下端盖封接；所述上端盖与壳体结合固定，所述下端盖与阳极组件结合固定。
7.根据权利要求6所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述陶瓷筒的内壁涂覆有用以抑制二次电子产生的复合涂层。
8.根据权利要求6所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述上端盖和下端盖均为可伐瓷封合金并通过套封或平封的方式与陶瓷筒钎焊。
9.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述陶瓷筒的外侧壁表面为平滑表面或波纹状表面。
10.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述阳极组件，铍窗组件及绝缘组件的轴线相重合；所述电子枪组件的轴线与阳极组件的轴线相垂直。
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