CN219287791U - 一种高效散热的微焦点射线源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及X射线管测试仪技术领域，特别涉及一种高效散热的微焦点射线源，包括封装组件，所述的封装组件内设有高压模块，所述的高压模块电连接有微焦点X射线管，所述的封装组件内充斥有绝缘油，高压模块包括内部的高压元器件和包裹在高压元器件外部的绝缘件，本实用新型的高压模块包括内部的高压元器件和包裹在高压元器件外部的绝缘件，减少了高压元器件与绝缘油的直接接触，从而减少绝缘油碳化物质的产生，解决绝缘失效问题。

Description

一种高效散热的微焦点射线源

技术领域

本实用新型涉及X射线管测试仪技术领域，特别涉及一种高效散热的微焦点射线源。

背景技术

现有技术中，普通的小焦点X射线源已经无法满足微米级的器件的检测。所以微焦点X射线源就是在这样的背景下被发明出来。

微焦点X射线源生成X射线的焦斑只有5～10微米，但是其内部高压在100KV至130KV。而通常给X检测设备留给X射线源的空间比较有限，所以微焦点X射线源的体积也比较小。这样对高压模块的绝缘，高压器件的连接处的绝缘都提出了很高的要求。一般的，如专利号为CN201120528043.9公开的一种X射线源，将X射线源的高压线路板，射线管直接浸没在绝缘油里，通过油的绝缘也通过绝缘油将高压部件的热量带走，但是在调试或使用过程中，高压放电会将油里的物质碳化。高压由吸附作用，将碳化后的物质吸附在元器件上，随着时间的推移，碳化物会逐渐积累，最后会导致绝缘失效，乃至射线源报废。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的高压模块放电形成的碳化物质容易造成绝缘失效的问题，本实用新型提供解决绝缘失效问题的一种高效散热的微焦点射线源。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高效散热的微焦点射线源，包括封装组件，所述的封装组件内设有高压模块，所述的高压模块电连接有微焦点X射线管，所述的封装组件内充斥有绝缘油，高压模块包括内部的高压元器件和包裹在高压元器件外部的绝缘件。

进一步的，所述的绝缘件和高压元器件一体灌封成型。

进一步的，所述的高压模块外壁为波纹状结构。

进一步的，所述的高压模块靠近微焦点X射线管的一侧设有沉槽，所述的高压模块与微焦点X射线管的阳极连接处设置在沉槽的槽底。

进一步的，所述的高压模块整体呈圆柱状，所述的沉槽为圆槽。

进一步的，所述的微焦点X射线管的阳端部固定有屏蔽件，所述的屏蔽件面向高压模块的一侧设有容纳槽，所述的容纳槽内容纳有弹簧，所述的弹簧与高压模块的高压元器件电连接。

进一步的，所述的屏蔽件设有凸缘，凸缘上设有若干供绝缘油穿过的透油孔。

进一步的，所述的封装组件包括射线源外壳，射线源外壳两侧分别固定有射线源上板和射线源下板，射线源外壳、射线源上板和射线源下板的材质均为铝，所述的射线源外壳与射线源上板和射线源下板之间均设有耐油O型密封胶圈。

进一步的，射线源外壳具有内孔，所述的高压模块安装在内孔中且被径向限位，所述的射线源外壳内孔的孔壁上设有凸起，凸起和射线源下板共同实现高压模块的轴向限位。

进一步的，所述的微焦点X射线管还包括金属壳体和玻璃壳体，所述的金属壳体和玻璃壳体合围形成密封腔体，所述的阳极上套有阳极罩，所述的微焦点X射线管的射线管阴极组件安装在金属壳体上，且射线管阴极组件内固定有电子枪系统，所述的金属壳体与射线源上板之间通过螺钉固定，且金属壳体与射线源上板之间设有耐油O型密封圈。

有益效果：

(1)本实用新型的高压模块包括内部的高压元器件和包裹在高压元器件外部的绝缘件，减少了高压元器件与绝缘油的直接接触，从而减少绝缘油碳化物质的产生，解决绝缘失效问题；

(2)当射线源工作时由于高压分布不同，形成电场，绝缘油随着电场作用会在内部紊流，将内部热量循环到射线源外壳及线源上板、射线源下板上，再将热量排出，散热效果好；

(3)高压模块整体呈圆柱状，并设有圆槽，射线源装配时将微焦点X射线管沉入圆槽，保证微焦点X射线管和高压模块的高压连接点在圆槽内，同时圆槽四周为环氧树脂浇注成型的筒状结构，环氧树脂有效的阻绝了高压直接对外壳击穿，而改为爬电击穿。环氧树脂筒的外壁为波纹状结构，增加爬弧距离的同时也增加了对绝缘油的散热接触面积；

(4)高压模块侧有多个连接点，连接点处有尖端放电的可能，增加一个屏蔽件，可以将电荷阻挡，起到保护微焦点X射线管的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型的高效散热的微焦点射线源的整体结构示意图；

图2为屏蔽件的主视图；

图3为屏蔽件的剖视图；

图4为微焦点X射线管的结构示意图；

图5为高压模块的结构示意图。

其中，1、微焦点X射线管,1-1、射线管阴极组件，1-2、电子枪系统，1-3、金属壳体，1-4、为玻璃壳体，1-5、阳极罩，1-6、阳极，2、射线源上板，3、高压模块，31、圆槽，4、射线源外壳，5、绝缘油，6、射线源下板，7、屏蔽件，71、透油孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

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实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，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示例可以具有不同的值。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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1～5，为本实用新型的一种高效散热的微焦点射线源，包括封装组件，封装组件内设有高压模块3，高压模块3电连接有微焦点X射线管1，封装组件内充斥有绝缘油5。封装组件包括射线源外壳4，射线源外壳4两侧分别固定有射线源上板2和射线源下板6，射线源外壳4、射线源上板2和射线源下板6的材质均为铝，射线源外壳4与射线源上板2和射线源下板6之间均设有耐油O型密封胶圈。射线源外壳4上开有小孔，用设备将绝缘油5注入整个射线源内腔。这样高压模块3、微焦点X射线管1全部浸没在绝缘油内。当射线源工作时由于高压分布不同，形成电场，绝缘油随着电场作用会在内部紊流，将内部热量循环到射线源外壳4及线源上板2、射线源下板6上，再将热量排出。

高压模块3外壁为波纹状结构。高压模块3内部为高压元器件，整体由环氧树脂浇注成型。其结构整体为圆柱状，上端为一凹槽，靠下为两圆边用来与封装组件的射线源外壳4定位安装。

高压模块3靠近微焦点X射线管1的一侧设有沉槽，高压模块3与微焦点X射线管1的阳极1-6连接处设置在沉槽的槽底。

高压模块3整体呈圆柱状，沉槽为圆槽31。射线源装配时将微焦点X射线管1沉入圆槽31，保证微焦点X射线管1和高压模块3的高压连接点在圆槽31内，同时圆槽31四周为环氧树脂浇注成型的筒状结构，环氧树脂有效的阻绝了高压直接对外壳击穿，而改为爬电击穿。环氧树脂筒的外壁为波纹状结构，增加爬弧距离的同时也增加了对绝缘油的散热接触面积。

高压模块3底部放置高压变压器，将高压变压器直接与高压模块3直接灌封在一体，保证高压变压器与高压元器件连接处的绝缘。将变压器下置，与射线源下板6接触，保证散热效果。

高压模块3尾部伸出为反馈线路，延伸至外侧控制线路板，用以调试控制X射线源整体。

微焦点X射线管1的阳极端部固定有屏蔽件7，屏蔽件7的材料为金属，可选但不限于铝，屏蔽件7面向高压模块3的一侧设有容纳槽，容纳槽内容纳有弹簧，容纳槽对弹簧起到定位作用，弹簧与高压模块的高压元器件电连接，具体的，高压模块上设有螺纹孔与高压元器件相通，可以通过此螺纹孔上安装导电元件并与弹簧连接，从而导出高压。因为高压模块侧有多个连接点，连接点处有尖端放电的可能。增加屏蔽件7可以将电荷阻挡，起到保护X射线管的目的。屏蔽件设有凸缘，凸缘上设有若干供绝缘油5穿过的透油孔71，从而有利于油液的流通。

射线源外壳4具有内孔，高压模块3安装在内孔中且被径向限位，具体的，高压模块3具有圆边，圆边的外径与射线源外壳4的内孔的直径匹配，图1中将高压模块的用于限位的圆边尽可能远离微焦点X射线管1，因为随着靠近微焦点X射线管1高压逐步递增。

射线源外壳4内孔的孔壁上设有凸起，凸起和射线源下板6共同实现高压模块3的轴向限位。

微焦点X射线管1还包括金属壳体1-3和玻璃壳体1-4，金属壳体1-3与射线源上板2之间通过螺钉固定，且金属壳体1-3与射线源上板2之间设有耐油O型密封圈。

金属壳体1-3和玻璃壳体1-4合围形成密封腔体，阳极1-6上套有阳极罩1-5，阳极1-6和玻璃壳体1-4及阳极罩1-5均固定连接。微焦点X射线管1的射线管阴极组件1-1安装在金属壳体1-3上，且射线管阴极组件1-1内固定有电子枪系统1-2。电子枪系统1-2固定在阴极组件1-1内，通过电子枪系统1-2发射电子束，再加速、聚焦，使电子束呈微米级电子束，最后再轰击在阳极靶上，生成X射线。金属壳体1-3和玻璃壳体1-4作为X射线管密封腔体，腔体内侧为高真空，保证射线管内部洁净度的同时增加绝缘性。阳极罩1-5用以防止杂散电子，二次撞击电子轰击在焊接点处导致焊点处玻璃破裂，真空密封失效。阳极1-6头部嵌一钨材靶片，用以接收电子束的轰击。阳极1-6尾部延伸至玻璃壳体1-4外部，用以导电，连接高压。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于:包括封装组件，所述的封装组件内设有高压模块(3)，所述的高压模块(3)电连接有微焦点X射线管(1)，所述的封装组件内充斥有绝缘油(5)，高压模块包括内部的高压元器件和包裹在高压元器件外部的绝缘件。

2.根据权利要求1所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的绝缘件和高压元器件一体灌封成型。

3.根据权利要求1所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的高压模块(3)外壁为波纹状结构。

4.根据权利要求1所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的高压模块(3)靠近微焦点X射线管(1)的一侧设有沉槽，所述的高压模块(3)与微焦点X射线管(1)的阳极(1-6)连接处设置在沉槽的槽底。

5.根据权利要求4所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的高压模块(3)整体呈圆柱状，所述的沉槽为圆槽(31)。

6.根据权利要求4所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的微焦点X射线管(1)的阳端部固定有屏蔽件(7)，所述的屏蔽件(7)面向高压模块(3)的一侧设有容纳槽，所述的容纳槽内容纳有弹簧，所述的弹簧与高压模块(3)的高压元器件电连接。

7.根据权利要求6所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的屏蔽件(7)设有凸缘，凸缘上设有若干供绝缘油(5)穿过的透油孔(71)。

8.根据权利要求1所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的封装组件包括射线源外壳(4)，射线源外壳(4)两侧分别固定有射线源上板(2)和射线源下板(6)，射线源外壳(4)、射线源上板(2)和射线源下板(6)的材质均为铝，所述的射线源外壳(4)与射线源上板(2)和射线源下板(6)之间均设有耐油O型密封胶圈。

9.根据权利要求8所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：射线源外壳(4)具有内孔，所述的高压模块(3)安装在内孔中且被径向限位，所述的射线源外壳(4)内孔的孔壁上设有凸起，凸起和射线源下板(6)共同实现高压模块(3)的轴向限位。

10.根据权利要求4所述的一种高效散热的微焦点射线源，其特征在于：所述的微焦点X射线管(1)还包括金属壳体(1-3)和玻璃壳体(1-4)，所述的金属壳体(1-3)和玻璃壳体(1-4)合围形成密封腔体，所述的阳极(1-6)上套有阳极罩(1-5)，所述的微焦点X射线管(1)的射线管阴极组件(1-1)安装在金属壳体(1-3)上，且射线管阴极组件(1-1)内固定有电子枪系统(1-2)，所述的金属壳体(1-3)与射线源上板(2)之间通过螺钉固定，且金属壳体(1-3)与射线源上板(2)之间设有耐油O型密封圈。

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