CN203351547U - 一种增强绝缘强度的小型x光管 - Google Patents
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Abstract
一种增强绝缘强度的小型X光管，包括阴极部件、管壳、芯柱部件；其特征在于，所述芯柱部件包括屏蔽玻环，所述屏蔽玻环环绕阴极部件，位于阴极部件和管壳之间。采用本实用新型所述的增强绝缘强度的小型X光管，采用了具备屏蔽玻璃圆环的结构，大有效延长了阴阳极间的绝缘距离，很大程度上提高了整管的耐压能力，延长了整管使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于物理电子领域，涉及一种增强绝缘强度的小型X光管。
背景技术
在医疗、医学诊断、工业检测、安全技术等涉及的各种X光设备，需要高性能的X光管。作为X光成像设备的核心器件之一，X光管除应具备成像质量好、工作稳定可靠、使用寿命长等特点外，随着科技发展，对于小型化，低能耗的高品质X光管的需求越来越突出。
现有的X光管主要存在以下问题：1，当高功率密度的电子束轰击阳极时，由于阳极不能在瞬间实现良好散热，导致阳极材料蒸发，蒸发的材料到达管壳导致X光管的绝缘强度下降，使X光管报废，据统计，由于阳极材料蒸发导致报废的X光管占使用产品的1/3以上。2、现有X光管一般采用钨丝作为阴极，这种阴极的逸出功高，电流发射密度小，工作温度高，电子束发散度大，电子束的利用效率低，阴极蒸发率大，产品寿命短等各种问题。
实用新型内容
为克服现有技术的X光管长期使用后由于阳极蒸发沉积在管壳内壁造成X光管绝缘能力下降的技术缺陷。本实用新型公开了一种增强绝缘强度的小型X光管。
本实用新型所述一种增强绝缘强度的小型X光管，包括阴极部件、管壳、芯柱部件；其特征在于，所述芯柱部件包括屏蔽玻环，所述屏蔽玻环环绕阴极部件，位于阴极部件和管壳之间。
优选的，所述芯柱部件由屏蔽玻环和芯柱组成，所述屏蔽玻环固定在芯柱上。
优选的，所述屏蔽玻环的外表面平滑或呈波纹状。
优选的，所述阴极部件包括栅极、基座以及位于基座内的阴极、阴极支架、绝缘陶瓷和紧固螺钉；所述栅极位于阴极上方，所述栅极上开有正对阴极的电子出射孔，所述阴极固定在阴极支架上，所述阴极支架固定在绝缘陶瓷上，绝缘陶瓷通过紧固螺钉固定连接在基座上，所述阴极部件上还有与栅极电连接的独立栅极引线电极。
进一步的，栅极的电子出射孔横截面积随高度从低到高逐渐增大。
优选的，所述阴极部件的阴极由二元六硼化物或多元六硼化物的多晶或单晶材料制成。
进一步的，所述阴极部件的阴极材料为六硼化镧。
采用本实用新型所述的增强绝缘强度的小型X光管，采用了具备屏蔽玻璃圆环的结构，大有效延长了阴阳极间的绝缘距离，很大程度上提高了整管的耐压能力，延长了整管使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型所述一种增强绝缘强度的小型X光管的一种具体实施方式结构示意图；
图中各附图标记名称为：1-阳极部件 2-钨靶 3-栅极 4-阴极 5-阴极支架 6-基座 7-绝缘陶瓷 8-紧固螺钉 9-芯柱 10-屏蔽玻环 11-管壳 12-阳极引线螺孔。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
一种增强绝缘强度的小型X光管，包括阴极部件1、管壳11、芯柱部件；所述芯柱部件包括屏蔽玻环10，所述屏蔽玻环环绕阴极部件，位于阴极部件和管壳之间。
如图1所示，钨靶2安装在阳极部件上，钨靶在受电子轰击过程中温度升高，钨原子会蒸发，蒸发的游离钨原子冷却凝结在管壳内壁，蒸发的材料到达管壳导致X光管的绝缘强度下降。
本实用新型在阴极部件周围设置环绕阴极部件的屏蔽玻环，屏蔽玻环由玻璃材料制成，位于阴极部件和管壳内壁之间，使阴极到管壳内壁的路径上电阻增大，有效延长了阴阳极间的绝缘距离，很大程度上提高了整管的耐压能力，延长了整管使用寿命。屏蔽玻环底部可以固定在芯柱上，共同形成芯柱部件。屏蔽玻环的外表面可以设置成方便加工的平滑表面，也可以设置成波纹状，进一步加强绝缘效果。
阴极部件的阴极材料可以使用二元六硼化物或多元六硼化物的多晶或单晶材料，二元六硼化物为形式如MB6的化合物，M为稀土元素，如六硼化铯、六硼化钕、六硼化镧等；多元六硼化物为形式如 M1-xNxB6的六硼化物，其中M、N表示不同的稀土元素；从而提高尖锥在强电场作用下的稳定性，同时，由于二元六硼化物或多元六硼化物材料具有较低的逸出功和很好的化学稳定性，发射电流密度大，耐离子轰击，提高了整管的使用稳定性和寿命。
使用六硼化镧作为阴极时，阴极的工作温度要比钨丝阴极低1000℃以上，蒸发率比钨丝阴极的蒸发率降低约3个数量级。用六硼化镧（LaB6）材料制作小型X光管的阴极，可以解决因钨丝阴极在高温工作下因材料蒸发导致X光管的损坏。
如图1所示出本实用新型一个具体实施方式，阳极部件由阳极部件1、钨靶2组成，钨靶2位于阳极部件1的下端面中部，在阳极部件1上具有阳极引线螺孔12；阴极部件由栅极3、阴极4、阴极支架5、基座6、绝缘陶瓷7和紧固螺钉8组成，各零件组装在一起。栅极3位于阴极上方，所述栅极3上开有正对阴极的电子出射孔，所述阴极4固定在阴极支架5上，所述阴极支架5固定在绝缘陶瓷7上，绝缘陶瓷通过紧固螺钉8固定连接在基座6上，所述阴极部件上还有与栅极电连接的独立栅极引线电极。
当电子逸出阴极表面时，电子出射方向具有一定发散性，导致电子打到阳极形成的电子束斑面积很大。增加外栅极约束电子运动方向，使发射电子收敛，电子束被聚焦后达到阳极形成需要大小的斑点，降低了电子的散射，减少了无效X光的剂量。采用独立的栅控结构，能够快速方便的调节X光管的工作电流和X光输出剂量。优选的，在本发明的阴极部件中，在阴极外部设置有栅极，栅极位于阴极和阳极之间，与阴极电绝缘，靠近阴极上方的位置，栅极上开有电子出射孔，电子出射孔位于阴极和阳极之间，且轴线重合。
使用时，通过栅极引线给栅极通一定的相对于阴极为负的电压，使阴极表面的电场强度减低到电子无法从阴极表面发射出来的程度，实现电子发射截止。
上述栅极可以采用V形的电子出射孔形状，电子出射孔横截面积随高度从低到高逐渐增大，靠近阴极的部分孔径较小，靠近阳极的部分孔径较大，能达到更好的约束电子运动方向指向阳极的效果。
芯柱部件由屏蔽玻环10、芯柱9组成，屏蔽玻环是可与玻璃芯柱封接在一起的玻璃圆环。芯柱9是由与管壳匹配的玻璃和可伐金属材料制成；管壳11由X光高透过率的玻璃制成。
制造时，先将钨靶2焊接在阳极部件1上备用；将阴极支架5与绝缘陶瓷8固定在一起，用紧固螺钉固定在基座6上，将阴极4固定在阴极支架5上，将栅极3焊接在基座6上，形成阴极部件，将阴极部件与芯柱焊接在一起备用；通过专用玻璃加工设备，将玻璃加工成管壳11的结构。通过常规的X光管玻璃封接方法，将阳极部件与管壳上端熔封在一起，退火消除应力备用；再将芯柱与管壳下端熔封在一起，退火消除应力。最后通过常规的X光管制作流程完成器件制作。
本实用新型与现有技术相比，采用了具备屏蔽玻璃圆环的结构，有效延长了阴阳极间的绝缘距离，有效降低了阳极材料蒸发导致器件的耐压性能降低，从而影像器件的使用寿命的问题。
另一方面，基于此结构，采用二元六硼化物（MB6）、多元六硼化物（M1-xMxB6）的多晶或单晶材料制成的阴极，具有工作温度低、发射电流密度大、发射均匀、发射稳定、寿命长、发射电流调节方便的特点，这对于满足高X光输出密度大、高分辨率X成像、高能量转换效率、无效辐射剂量小、长寿命、输出易于控制的X光成像设备具有重大价值。
栅极采用“V”结构，提高了电子束的自会聚性能，大大提升了电子束轰击阳极的均匀性和利用率；采用独立的栅控结构，能够快速方便的调节X光管的X光输出的通断。
前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型发明人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
Claims (1)
1.一种增强绝缘强度的小型X光管，包括阴极部件、管壳、芯柱部件；其特征在于，所述芯柱部件包括屏蔽玻环（10），所述屏蔽玻环环绕阴极部件，位于阴极部件和管壳之间。
2.根据权利要求1所述的一种增强绝缘强度的小型X光管，其特征在于，所述芯柱部件由屏蔽玻环（10）和芯柱（9）组成，所述屏蔽玻环固定在芯柱上。
3．根据权利要求1所述的一种增强绝缘强度的小型X光管，其特征在于，所述屏蔽玻环的外表面平滑或呈波纹状。
4．根据权利要求1所述的一种增强绝缘强度的小型X光管，其特征在于，所述阴极部件包括栅极（3）、基座（6）以及位于基座内的阴极（4）、阴极支架（5）、绝缘陶瓷（7）和紧固螺钉（8）；所述栅极（3）位于阴极上方，所述栅极（3）上开有正对阴极的电子出射孔，所述阴极（4）固定在阴极支架（5）上，所述阴极支架（5）固定在绝缘陶瓷（7）上，绝缘陶瓷通过紧固螺钉（8）固定连接在基座（6）上，所述阴极部件上还有与栅极电连接的独立栅极引线电极。
5．根据权利要求4所述的一种增强绝缘强度的小型X光管，其特征在于，栅极的电子出射孔横截面积随高度从低到高逐渐增大。
6．根据权利要求1所述的一种增强绝缘强度的小型X光管，其特征在于，所述阴极部件的阴极由二元六硼化物或多元六硼化物的多晶或单晶材料制成。
7．根据权利要求6所述的一种增强绝缘强度的小型X光管，其特征在于，所述阴极部件的阴极材料为六硼化镧。
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