CN214753635U - 一种微焦点x射线管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微焦点X射线管。所述微焦点X射线管包括管壳、阳极组件、阴极组件和铍窗组件，所述阳极组件、阴极组件和铍窗组件均安装在所述管壳内；所述阴极组件包括阴极套、聚焦极、阴极、加速极和栅极，所述聚焦极、阴极、加速极和栅极均安装在所述阴极套内，所述阴极位于所述聚焦极的远离阳极组件的一侧，所述加速极和栅极位于所述聚焦极和阴极之间。本实用新型提供的微焦点X射线管具有新型阴极结构，更容易实现微焦点的优点。

Description

一种微焦点X射线管

技术领域

本实用新型涉及X射线管技术领域，尤其涉及一种微焦点X射线管。

背景技术

传统的X射线管一般由阴极组件、阳极组件、管壳组件、铍窗组件组成。传统X射线管的聚焦方式：通过聚焦槽结构形状使聚焦槽与阳极之间的电场形成类似凸透镜的效果，从而使螺旋钨丝发出的电子得到汇聚，其中，聚焦槽结构一般为方形或者圆筒形。

随着科技不断进步，在X射线成像检测领域，对X射线管的分辨率要求越来越高。而目前比较常见的微焦点X射线管的焦点都在30um以上，而想进一步减小焦点尺寸，采用传统聚焦槽的螺旋钨丝结构的X射线管已经不能满足要求。因而需要一种新的聚焦结构的X射线管实现更小的焦点。

因此，有必要提供一种新的微焦点X射线管解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种具有新型阴极结构，更容易实现微焦点的微焦点X射线管。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的微焦点X射线管包括：管壳、阳极组件、阴极组件和铍窗组件，所述阳极组件、阴极组件和铍窗组件均安装在所述管壳内；所述阴极组件包括阴极套、聚焦极、阴极、加速极和栅极，所述聚焦极、阴极、加速极和栅极均安装在所述阴极套内，所述阴极位于所述聚焦极的远离阳极组件的一侧，所述加速极和栅极位于所述聚焦极和阴极之间。

优选的，所述加速极和栅极上均开设有限制小孔。

优选的，所述加速极为钼、钽、钨等高熔点金属。

优选的，所述阴极为旁热式氧化物阴极。

与相关技术相比较，本实用新型提供的微焦点X射线管具有如下有益效果：

本实用新型提供一种微焦点X射线管，通过采用端面发射电子的方式与加速极电压的共同作用下产生近似平行电子束，通过限制小孔限制电子束的直径，然后通过栅极的负电压改变电场结构，使电子束得到汇聚；最后，聚焦极与阳极之间的电场形成类似凸透镜的效果，使电子汇聚到阳极靶面时面积足够小，可实现1um-200um的焦点。

附图说明

图1为本实用新型提供的微焦点X射线管第一实施例的结构示意图；

图2为图1所示的阴极组件的结构示意图；

图3为本实用新型提供的微焦点X射线管第二实施例的结构示意图。

图中标号：1、管壳；2、阳极组件；3、阴极组件；4、铍窗组件；101、金属管壳；102、玻璃管壳；301、阴极套；302、聚焦极；303、阴极；304、加速极；305、栅极。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

第一实施例

请结合参阅图1-图2，在本实用新型的第一实施例中，微焦点X射线管包括：管壳1、阳极组件2、阴极组件3和铍窗组件4，所述阳极组件2、阴极组件3和铍窗组件4均安装在所述管壳1内；所述阴极组件3包括阴极套301、聚焦极302、阴极303、加速极304和栅极305，所述聚焦极302、阴极303、加速极304和栅极305均安装在所述阴极套301内，所述阴极303位于所述聚焦极302远离阳极组件2的一侧，所述加速极304和栅极305位于所述聚焦极302和阴极303之间，且加速极304位于栅极305和阴极303之间；

阴极303用于发射电子，且电子从端面发出，阴极303采用了旁热式氧化物阴极，与传统的X射线管采用螺旋钨丝通电加热后直接发射电子不同（即加热与发射电子部分为同一体），旁热式给热丝通电，热丝加热电子发射单元而发射电子（即加热与发射电子部分是分离的），而且，电子发射单元的基底材料为钡钨，表面镀Ir、Os或Ru浸渍阴极（稀土掺杂），相对于螺旋钨丝这类工作温度高、发射电流密度小和效率低而言，氧化物阴极工作温度较低、发射电流密度大、效率高和寿命长，而采用旁热式主要是方便控制电子发射面；

加速极304用于对阴极303表面发出的电子进行加速，且限制电子束的大小，加速极304的电压调制范围为300V-2000V；

栅极305通过调节电场来调节电子束，可使电子束不通过，或者使电子束聚焦，或者限制电子束大小，栅极305电压为负电压，电压调制范围 在300V-1500V之间；

聚焦极302定制成特定的形状，可维持电子束不散开，同时具有使电子束汇聚的功能。

为了限制电子束的直径，本实施例中，优选的，所述加速极304和栅极305上均开设有限制小孔，孔直径为0.2-1mm，与传统的聚焦槽的开放相比，因为采用了限制小孔限制，这就减少了电子束的电子数量，而传统螺旋钨丝的发射电流密度小，就需要一种发射电流密度大的阴极，同时需要此阴极断面发射，因此选择了旁热式氧化物阴极。

由于需要承受电子轰击，需要是难熔金属材料，因此，本实施例中，优选的，所述加速极304为钼合金材质。

本实施例中：

为了实现微焦点，需要阴极发射出的电子束撞击到阳极靶面的面积要足够小，而传统阴极的螺旋钨丝发射处的电子是呈现柱面散射状，因此电子束不易汇聚成较小的尺寸，因而本装置通过采用面发射电子的方式，在对阴极303通电加热后，阴极303端面发射出电子，电子在与加速极304之间的电场加速与小孔限制的作用下，通过加速极304的电子束将成为近似于平行的0.2-1mm微束电子束，然后再在栅极305电压和阳极60～100kV高压的共同静电场调制聚焦下，使电子束汇聚，聚焦极302接地时可得到一般微焦点的结构。

与相关技术相比较，本实用新型提供的微焦点X射线管具有如下有益效果：

通过采用端面发射电子的方式与加速极电压的共同作用下产生近似平行电子束，通过限制小孔限制电子束的直径，然后通过栅极的负电压改变电场结构，使电子束得到汇聚；最后，聚焦极与阳极之间的电场形成类似凸透镜的效果，使电子汇聚到阳极靶面时面积足够小，可实现1um-200um的焦点。

第二实施例：

基于本申请的第一实施例提供的微焦点X射线管，本申请的第二实施例提出另一种微焦点X射线管，第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。

下面结合附图和实施方式对本实用新型的第二实施例作进一步说明

请结合参阅图3，在本实用新型的第二实施例中，阴极组件3与阳极组件2不在同轴线，而是相互垂直，呈类似于“L”型结构，此种结构下，管壳1分为两个部分，金属管壳101和玻璃管壳102：阴极组件3位置的外壳由金属组成，阳极组件2位置的外壳由玻璃部分组成，焦点到铍窗位置的距离较短。

需要说明的是，本实用新型的设备结构和附图主要对本实用新型的原理进行描述，在该设计原理的技术上，装置的动力机构及控制系统等的设置并没有完全描述清楚，而在本领域技术人员理解上述实用新型的原理的前提下，可清楚获知其动力机构及控制系统的具体。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种微焦点X射线管，其特征在于，包括：

管壳、阳极组件、阴极组件和铍窗组件，所述阳极组件、阴极组件和铍窗组件均安装在所述管壳内；

所述阴极组件包括阴极套、聚焦极、阴极、加速极和栅极，所述聚焦极、阴极、加速极和栅极均安装在所述阴极套内，所述阴极位于所述聚焦极的远离阳极组件的一侧，所述加速极和栅极位于所述聚焦极和阴极之间。

2.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述加速极和栅极上均开设有限制小孔。

3.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述加速极为钼、钽、钨等高熔点金属。

4.根据权利要求1所述的微焦点X射线管，其特征在于，所述阴极为旁热式氧化物阴极。

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