CN219936988U - 一种旁热式微焦x射线管 - Google Patents
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Abstract
本申请属于X射线管技术领域，公开了一种旁热式微焦X射线管，包括玻壳、阳极和阴极组件，所述阳极包括钨靶、阳极柄、铍窗、屏蔽罩和散热器，所述阴极组件包括玻璃芯柱，所述玻璃芯柱位于玻壳内的一端连接有灯丝套管，所述灯丝套管内设置有灯丝，所述灯丝套管临近阳极的一端设置有阴极金属，所述阴极金属临近阳极一侧依次布置有控制栅极、帘栅极、抑制栅极、第一聚焦极、第一加速极、第二聚焦极、第二加速极。通过上述七层极片的配合，对电子束进行聚焦和加速，从而产生较小的焦斑，提高X射线管的分辨率。
Description
技术领域
本实用新型涉及X射线管技术领域，特别涉及一种旁热式微焦X射线管。
背景技术
X射线管是工作在高电压下的真空二极管，是一种利用高速电子撞击金属靶面产生X射线的真空电子器件，广泛应用于医学诊断和治疗、工业技术的材料无损检测、结构分析、光谱分析和底片曝光等领域。
X射线管按照所采用的阴极电子源可分为：冷阴极X射线管和热阴极X射线管。热阴极是通过阴极材料的热电子发射而获得电子流的一种阴极，按照加热方式又可被分为2大类别，分别是直热式和旁热式。对发射体或它们的基金属直接通电进行加热的叫做直热式阴极；对热子进行通电加热，再由热子将热量辐射和传导给发射体的阴极叫做旁热式阴极。
旁热式X射线管作工相对较稳定，应用较为广泛。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，而提高X射线管的分辨率主要就是要减小X射线管的焦点尺寸。但目前市场上比较常见的旁热式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，其焦点都在30um以上，无法在继续减小。继续创新X射线管结构以获得更小的焦点，从而进一步提高X射线管的分辨率。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种旁热式微焦X射线管。
本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种旁热式微焦X射线管，包括玻壳、阳极和阴极组件，所述阳极包括钨靶、阳极柄、铍窗、屏蔽罩和散热器，所述阴极组件包括玻璃芯柱，所述玻璃芯柱位于玻壳内的一端连接有灯丝套管，所述灯丝套管内设置有灯丝，所述灯丝套管临近阳极的一端设置有阴极金属，所述阴极金属临近阳极一侧依次布置有控制栅极、帘栅极、抑制栅极、第一聚焦极、第一加速极、第二聚焦极、第二加速极。
通过采用上述技术方案，在阴极金属临近阳极一侧依次布置控制栅极、帘栅极、抑制栅极、第一聚焦极、第一加速极、第二聚焦极、第二加速极，控制栅极用于控制X射线的发生和停止；帘栅极通过施加的正电压产生正向电场，使阴极金属发射的电子束能顺利到达阳极；抑制栅极用于吸收在帘栅极正向电场的加速作用下产生的二次电子发射；第一聚焦极和第二聚焦极用于吸引阴极电子流以及实现对电子束的聚焦，使得电子束在轰击阳极时产生较小的焦斑，从而提高分辨率；第一加速极用于给电子束提供较高的射速，形成高速电子束；第二加速极用于给电子束提供二次较高的射速，提供巨大的动能，在电子束撞击阳极时，加速后的电子撞击金属靶，撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，从而提高X射线的计量；通过上述七层极片的配合，对电子束进行聚焦和加速，从而产生较小的焦斑，提高X射线管的分辨率。
进一步的，所述灯丝为双螺旋结构。
通过采用上述技术方案，将灯丝绕制成双螺旋结构，可以增大灯丝的表面积和长度，从而达到释放更多热量的作用。
进一步的，所述灯丝为经过黑化处理的灯丝。
通过采用上述技术方案，将灯丝进行黑化处理，可以使得该灯丝在相同的电压电流下，比普通灯丝释放的热量更多；在释放相同的热量的情况下，所需的电压电流比普通灯丝小，从而提高了灯丝的寿命。
进一步的，所述灯丝的表面镀附有氧化铝层。
通过采用上述技术方案，在灯丝的表面镀附氧化铝层，用于绝缘。
进一步的，所述阴极金属为钡钨。
通过采用上述技术方案，阴极金属采用钡钨，钡钨材料具有较高的电子发射能力、较低的逸出功、较高的电子发射电子电流密度和较低的电级工作温度，提高了电子束的发射能力，增强了电子电流密度，从而提高了X射线管的射线计量。
进一步的，所述阴极组件的布置方向与阳极垂直。
通过采用上述技术方案，将阴极组件与阳极垂直布置，可以减小X射线管的长度。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
1、本申请中，通过在阴极金属临近阳极一侧依次布置控制栅极、帘栅极、抑制栅极、第一聚焦极、第一加速极、第二聚焦极、第二加速极，控制栅极用于控制X射线的发生和停止；帘栅极通过施加的正电压产生正向电场，使阴极金属发射的电子束能顺利到达阳极；抑制栅极用于吸收在帘栅极正向电场的加速作用下产生的二次电子发射；第一聚焦极和第二聚焦极用于吸引阴极电子流以及实现对电子束的聚焦，使得电子束在轰击阳极时产生较小的焦斑，从而提高分辨率；第一加速极用于给电子束提供较高的射速，形成高速电子束；第二加速极用于给电子束提供二次较高的射速，提供巨大的动能，在电子束撞击阳极时，加速后的电子撞击金属靶，撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，从而提高X射线的计量；通过上述七层极片的配合，对电子束进行聚焦和加速，从而产生较小的焦斑，提高X射线管的分辨率；
2、本申请中，通过对灯丝进行黑化处理，可以使得该灯丝在相同的电压电流下，比普通灯丝释放的热量更多；在释放相同的热量的情况下，所需的电压电流比普通灯丝小，从而提高了灯丝的寿命；
3、本申请中，通过采用钡钨作为阴极金属，可降低电级工作温度，提高了电子束的发射能力，增强了电子电流密度，从而提高了X射线管的射线计量。
附图说明
图1是本实用新型实施例的整体结构示意图；
图2是图1的局部放大示意图。
图中：10、玻壳；20、阳极；30、阴极组件；21、钨靶；22、阳极柄；23、铍窗；24、屏蔽罩；25、散热器；31、玻璃芯柱；32、灯丝套管；33、灯丝；34、阴极金属；41、控制栅极；42、帘栅极；43、抑制栅极；44、第一聚焦极；45、第一加速极；46、第二聚焦极；47、第二加速极。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-2所示，本申请实施例公开一种旁热式微焦X射线管，包括包括玻壳10、阳极20和阴极组件30，阳极20包括钨靶21、阳极柄22、铍窗23、屏蔽罩24和散热器25，阴极组件30包括玻璃芯柱31、灯丝33套管32、灯丝33、阴极金属34以及控制栅极41、帘栅极42、抑制栅极43、第一聚焦极44、第一加速极45、第二聚焦极46、第二加速极47。具体布置时，玻璃芯柱31位于玻壳10内的一端设置灯丝套管32，灯丝33设置在灯丝套管32内，其一端连接到玻璃芯柱31上。灯丝33为双螺旋结构，这样可以增大灯丝33的表面积和长度，从而达到释放更多热量的作用。灯丝33还需要经过黑化处理，这样可以使得该灯丝33在相同的电压电流下，比普通灯丝释放的热量更多；在释放相同的热量的情况下，所需的电压电流比普通灯丝小，从而提高了灯丝33的寿命。灯丝33黑化处理后在其表面镀附一层氧化铝，可以起到绝缘作用。通过对灯丝33的结构和制作工艺进行设计，可以有效提高灯丝33的使用寿命。
在灯丝套管32临近阳极20的一端设置有阴极金属34，阴极金属34为钡钨材料。钡钨材料具有较高的电子发射能力、较低的逸出功、较高的电子发射电子电流密度和较低的电级工作温度，提高了电子束的发射能力，增强了电子电流密度，从而提高了X射线管的射线计量。
在阴极金属34临近阳极20一侧依次布置有控制栅极41、帘栅极42、抑制栅极43、第一聚焦极44、第一加速极45、第二聚焦极46、第二加速极47。控制栅极41用于控制X射线的发生和停止；帘栅极42通过施加的正电压产生正向电场，使阴极金属34发射的电子束能顺利到达阳极20；抑制栅极43用于吸收在帘栅极42正向电场的加速作用下产生的二次电子发射；第一聚焦极44和第二聚焦极46用于吸引阴极电子流以及实现对电子束的聚焦，使得电子束在轰击阳极20时产生较小的焦斑，从而提高分辨率；第一加速极45用于给电子束提供较高的射速，形成高速电子束；第二加速极47用于给电子束提供二次较高的射速，提供巨大的动能，在电子束撞击阳极20时，加速后的电子撞击金属靶，撞击过程中，电子突然减速，其损失的动能会以光子形式放出，从而提高X射线的计量；通过上述七层极片的配合，对电子束进行聚焦和加速，从而产生较小的焦斑，提高X射线管的分辨率。
具体布置时，将阴极组件30与阳极20垂直布置，这样可以减小X射线管的长度。也可以将阴极组件30与阳极20共线布置，以便适应不同场合下的安装需求。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种旁热式微焦X射线管，包括玻壳(10)、阳极(20)和阴极组件(30)，所述阳极(20)包括钨靶(21)、阳极柄(22)、铍窗(23)、屏蔽罩(24)和散热器(25)，其特征是：所述阴极组件(30)包括玻璃芯柱(31)，所述玻璃芯柱(31)位于玻壳(10)内的一端连接有灯丝套管(32)，所述灯丝套管(32)内设置有灯丝(33)，所述灯丝套管(32)临近阳极(20)的一端设置有阴极金属(34)，所述阴极金属(34)临近阳极(20)一侧依次布置有控制栅极(41)、帘栅极(42)、抑制栅极(43)、第一聚焦极(44)、第一加速极(45)、第二聚焦极(46)、第二加速极(47)。
2.根据权利要求1所述的一种旁热式微焦X射线管，其特征是：所述灯丝(33)为双螺旋结构。
3.根据权利要求2所述的一种旁热式微焦X射线管，其特征是：所述灯丝(33)为经过黑化处理的灯丝。
4.根据权利要求3所述的一种旁热式微焦X射线管，其特征是：所述灯丝(33)的表面镀附有氧化铝层。
5.根据权利要求1所述的一种旁热式微焦X射线管，其特征是：所述阴极金属(34)为钡钨。
6.根据权利要求1所述的一种旁热式微焦X射线管，其特征是：所述阴极组件(30)的布置方向与阳极(20)垂直。
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