CN214898322U - X射线管及x射线发生装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种X射线发生装置，包括：构造为产生发射电子的阴极，构造为接受所述电子轰击并产生X射线的阳极以及构造为容纳所述阴极、阳极并提供真空环境的壳体，其中，所述X射线发生装置还包括：射线窗口，构造为面向所述X射线出射的位置以透射所述X射线；以及平台结构，构造为相对于所述X射线出射的位置沿所述壳体的外侧凸出以形成开口，其中，所述射线窗口安装于所述开口的端部以密封所述壳体。设置平台结构括大了X射线发生装置出射X射线焦点位置与射线窗口之间的距离，并部分吸收X射线、二次电子及其他散射电子的轰击，同时不影响X射线的出射，降低了射线窗口的变形几率，有效减少X射线发生装置因真空泄露而失效。

Description

X射线管及X射线发生装置

技术领域

本公开涉及医疗器械的放射性产品技术领域，特别涉及X射线管的构造。

背景技术

X射线发生装置是一种将电源输入转换为X射线的真空管。可利用的X射线的可控源造就了放射新成像技术的诞生，即一种对部分不透明的物体通过穿透的射线进行成像。与其它离子辐射源不同，X射线只有当X射线发生装置通电后产生。X射线发生装置被广泛使用于计算机断层扫描(CT)设备，X射线衍射设备，X射线医学影像成像设备以及工业探伤领域。由于高性能的CT扫描设备和血管造影系统的持续增长的需求，驱动着高性能的医用X射线发生装置的发展。X射线发生装置具有典型的X射线管芯结构，通常由阳极、阴极和腰箍容纳于真空密封外壳中。

X射线发生装置中使用的真空管包括一用于将电子发射到真空的阴极灯丝，以及一用于接收被发射电子的阳极，从而在X射线发生装置中形成被称为线束的电子流。提供被称为管电压的高电压电源连接于阳极与阴极灯丝之间。设置在该真空密封外壳阴极端的阴极灯丝在通电电流下受激溢出形成电子云，管电压通常在40至150kV(±20kV～±75kV)之间，经其高压电场加速后，高速电子轰击阳极端的阳极靶上，导致特征辐射及韧致辐射。

通常阳极产生的X射线通过X射线发生装置的腰箍上设置的射线窗口出射到装置外。该射线窗口一般采用硬X射线可穿透的金属材质，例如铍及铍合金或者钛及钛合金。然而射线窗口位置在使用过长中会长时间承受X射线的轰击，同时还包括受到二次电子、其他散射点自己的轰击。在这些高能射线的轰击作用下，射线窗口处的温度通常远高于腰箍上个其他区域，导致在交变热负荷的使用条件下，由于表面与内层之间温差所产生的热应力容易使得射线窗口本身产生材料变形、变性、裂纹和变黑等不良现象，从而导致X射线发生装置因真空泄露而失效。

实用新型内容

本公开实施例的一方面提供一种X射线管，能够解决射线窗口处在交变热负荷的条件下产生变形等不良现象而导致X射线管因此真空泄露而失效，X射线管包括：构造为产生发射电子的阴极，构造为接受所述电子轰击并产生X射线的阳极以及构造为容纳所述阴极、阳极并提供真空环境的壳体，其中，该X射线管还包括：射线窗口，构造为面向所述X射线出射的位置以透射所述X射线；以及平台结构，构造为相对于所述X射线出射的位置沿所述壳体的外侧凸出以形成开口，其中，所述射线窗口安装于所述开口的端部以密封所述壳体。

本公开实施例的另一方面提供了一种X射线发生装置，包括电源以及如前所述的X射线管，所述电源被构造为向所述X射线管供电。

本公开所提供的一个优势在于，平台结构增加了X射线出射的焦点与射线窗口的距离，且平台结构还可以部分吸收X射线、二次电子及其他散射电子的轰击，同时不影响X射线的出射，降低了射线窗口的变形几率，有效减少X射线发生装置因真空泄露而失效，从而降低X射线管的失效率，提升X射线管的使用寿命。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本公开的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本公开的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本公开一个示例性实施例的X射线管的结构示意图；

图2为根据本公开一个示例性实施例的X射线管的射线窗口的右视结构示意图。

其中，附图标记如下：

10 X射线管

12 阴极

122 阴极灯丝

14 阳极

142 阳极靶

15 轴承

16 射线窗口

17 壳体

18 平台结构

181 阶梯沉降结构

182 第一钎焊处

183 第二钎焊处

具体实施方式

为了对本公开的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本公开的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本公开相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在现有的X射线管中，为改善射线窗口因高温变形引起的失效，例如采用在射线窗口所在位置开设散热片等方法。尽管有多种方法改善射线窗口的使用寿命，射线窗口的故障导致的真空泄露仍然是X射线管失效的一个主要故障之一。

以下结合附图和具体实施例对本公开提供的一种X射线管加以详细说明，其基于增加X射线出射的焦点位置与射线窗口之间的距离，并考虑部分吸收X射线、二次电子及其他散射电子的轰击，同时不影响X射线的出射，降低了射线窗口的变形几率，有效减少X射线管因真空泄露而失效。

图1为根据本公开一个示例性实施例的X射线管的结构示意图。

如图1所示，本公开示出了一种X射线管10，包括：构造为产生发射电子的阴极12，例如阴极12可以通过构造阴极灯丝122向真空环境发射电子，构造为接受电子轰击并产生X射线的阳极14，为此阳极14上面向阴极灯丝122发射电子的方向构造阳极靶142导致特征辐射及韧致辐射，以及构造为容纳阴极12、阳极14并提供真空环境的壳体17。另外，阳极14可以在电机驱动下转动使阳极靶142形成出射X射线的带，为此阳极14可以固定于轴承15上，阳极靶142的表面可以构造有一定的斜面以控制出射X射线的方向。该X射线管10还包括：射线窗口16，构造为面向X射线出射的位置以透射X射线；以及平台结构18，构造为相对于X射线出射的位置沿壳体17的外侧凸出以形成开口，其中，射线窗口16安装于开口的端部以密封壳体17。

在此，由于在壳体17上沿X射线出射和传播的路线上设置平台结构18，加大了X射线管射线焦点位置与出射窗口的距离，且平台结构18可部分吸收了X射线以及二次电子、散射电子的轰击，以降低射线窗口16的变形几率。

图2为根据本公开一个示例性实施例的X射线管的射线窗口的右视结构示意图。

如图2所示，在一些示出实施例的X射线管10，为平台结构18适于传导出射的X射线且不影响X射线的出射，平台结构18沿所述壳体的外侧凸出形成的开口的大小被构造为渐次向外增大以形成漏斗形，且平台结构18的厚度渐次向外减小。平台结构18由铜合金构成，铜合金材料具有加高的导热系数，以提高平台结构18的导热，以改善射线窗口16受到的热应力。

在一些示出实施例的X射线管10，为平台结构18与壳体17进行固定安装，平台结构18与壳体17之间开设第一钎焊处181，使平台结构18与壳体17于第一钎焊处181通过钎焊固定。

在一些示出实施例的X射线管10，为进一步保护射线窗口16与平台结构18之间的钎焊界面不受二次电子和其他散射电子的轰击，平台结构18的开口的端部表面构造阶梯沉降结构181，在阶梯沉降结构181开设第二钎焊处183，使射线窗口16与平台结构18于第二钎焊处183通过钎焊固定，且位于阶梯沉降机构181处的第二钎焊处183被平台结构18遮挡自阳极14出射的X射线，例如自阳极靶142出射的X射线所在的到达第二钎焊处183的路径被平台结构18遮挡，若平台结构18由铜合金构成则第二钎焊处183被铜合金保护免受二次电子或其他散射电子或粒子等的轰击。例如，平台结构18被构造为其开口大小向外渐次增大，平台结构18可遮挡自例如阳极靶142方向散射的二次电子或其他散射电子或粒子等。

在一些示出实施例的X射线管10，为减少射线窗口16的内应力以降低其受热应力的作用而产生变形，射线窗口16进一步构造为呈平板片状。

本公开的另一个方面提供了一种X射线发生装置，包括电源以及如前所述的X射线管，该电源被构造为向X射线管供电，该电源可为X射线管提供30至200kV之间的管电压，使X射线管10在得到供电后阴极12可产生电子并向阳极靶盘142所在的方向出射电子，电子经壳体17内的真空环境中传播并轰击阳极靶142，导致其特征辐射至轫致辐射从而产生X射线，该X射线可透过射线窗口16以对成像目标进行检查和扫描。

以上所述仅为本公开的实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种X射线管(10)，包括：构造为产生发射电子的阴极(12)，构造为接受所述电子轰击并产生X射线的阳极(14)以及构造为容纳所述阴极(12)、阳极(14)并提供真空环境的壳体(17)，其特征在于，还包括：

射线窗口(16)，构造为面向所述X射线出射的位置以透射所述X射线；以及

平台结构(18)，构造为相对于所述X射线出射的位置沿所述壳体(17)的外侧凸出以形成开口，其中，所述射线窗口(16)安装于所述开口的端部以密封所述壳体(17)。

2.根据权利要求1所述的X射线管(10)，其中，所述平台结构(18)沿所述壳体(17)的外侧凸出形成的开口的大小被构造为渐次向外增大，且所述平台结构(18)的厚度渐次向外减小。

3.根据权利要求1所述的X射线管(10)，其中，所述平台结构(18)与所述壳体(17)之间开设第一钎焊处(182)，使所述平台结构(18)与所述壳体(17)于所述第一钎焊处(182)通过钎焊固定。

4.根据权利要求1所述的X射线管(10)，其中，所述平台结构(18)的开口的端部表面构造阶梯沉降结构(181)，在所述阶梯沉降结构(181)开设第二钎焊处(183)，使所述射线窗口(16)与所述平台结构(18)于所述第二钎焊处(183)通过钎焊固定。

5.根据权利要求1所述的X射线管(10)，其中，所述射线窗口(16)进一步构造为呈平板片状。

6.根据权利要求1所述的X射线管(10)，其中，所述平台结构(18)由铜合金构成。

7.一种X射线发生装置，包括电源以及如权利要求1-6任一项所述的X射线管(10)，所述电源被构造为向所述X射线管供电。

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