DE102012216005A1 - Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode - Google Patents

Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode Download PDF

Info

Publication number
DE102012216005A1
DE102012216005A1 DE201210216005 DE102012216005A DE102012216005A1 DE 102012216005 A1 DE102012216005 A1 DE 102012216005A1 DE 201210216005 DE201210216005 DE 201210216005 DE 102012216005 A DE102012216005 A DE 102012216005A DE 102012216005 A1 DE102012216005 A1 DE 102012216005A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
emitter
ray source
measuring
emission current
control module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201210216005
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Böhme
Ronald Dittrich
Clemens Engelke
Ernst Neumeier
Christian Riedl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE201210216005 priority Critical patent/DE102012216005A1/en
Publication of DE102012216005A1 publication Critical patent/DE102012216005A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J35/00—X-ray tubes
    • H01J35/02—Details
    • H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/26—Measuring, controlling or protecting
    • H05G1/30—Controlling
    • H05G1/34—Anode current, heater current or heater voltage of X-ray tube
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05G—X-RAY TECHNIQUE
    • H05G1/00—X-ray apparatus involving X-ray tubes; Circuits therefor
    • H05G1/08—Electrical details
    • H05G1/70—Circuit arrangements for X-ray tubes with more than one anode; Circuit arrangements for apparatus comprising more than one X ray tube or more than one cathode

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • X-Ray Techniques (AREA)

Abstract

The X-ray source (1) has a thermal emitter (3) to emit electrons. An anode (5) is provided to generate an electron beam (9) by an anode voltage (UA) applied from emitter. A measuring electrode (4) of a measuring arrangement (10) is arranged between emitter and anode. The measuring arrangement is provided to determine an actual value (IeI) of an emission current of emitter, such that measuring voltage (UM) is flowed between emitter and measuring electrode. A control module (14) is provided to control actual value of the emission current based on a reference value (IeS).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Röntgenquelle, insbesondere eine Multifokusröntgenquelle. The invention relates to an X-ray source, in particular a multi-focus X-ray source.

Eine Röntgenquelle wird unter anderem zur Erzeugung von Röntgenaufnahmen beispielsweise in einem Computertomographen (CT) eingesetzt. Herkömmlicherweise rotiert dabei die Röntgenquelle, die diametral einem (Röntgen-)Detektor gegenüberliegt, um ein Messobjekt, so dass eine räumliche Abtastung erfolgt. Für leistungsfähige Röntgenbildgebungsgeräte wie beispielsweise in der Medizintechnik moderne Mammographie- oder Tomosynthesegeräte wird derzeit der Einsatz von sogenannten Multifokusröntgenquellen, das heißt Röntgenquellen mit mehreren Elektronenstrahlquellen, die an jeweils einem Target oder einem gemeinsamen Target jeweils einen Röntgenstrahl erzeugen, diskutiert, um bereits ohne Bewegung der Multifokusröntgenquelle eine räumliche Abtastung zu erzielen. An X-ray source is used inter alia for generating X-ray images, for example in a computed tomography (CT). Conventionally, the X-ray source, which is diametrically opposed to an (X-ray) detector, rotates around a measurement object so that a spatial scan takes place. For powerful X-ray imaging devices such as modern mammography or tomosynthesis in medical technology is currently the use of so-called multi-focus Xgenquellen, ie X-ray sources with multiple electron beam sources, each generate a target or a common target each X-ray discussed to already without movement of the multi-focus X-ray source to achieve a spatial scan.

Hierbei werden bisher teilweise als Elektronenstrahlquellen beispielsweise sogenannte Feld-Emitter-Kathoden eingesetzt, die allerdings eine sehr hohe Steuerspannung, das heißt eine sehr hohe Potentialdifferenz zwischen der Kathode und einer Gitter-Elektrode, der sogenannten Gate-Elektrode, zur Erzeugung eines Elektronenstromes erfordern. Alternativ ist der Einsatz von thermischen Emittern, insbesondere Dispenserkathoden als Elektronenstrahlquelle bekannt, bei denen für einen vergleichbaren Elektronenstrom signifikant niedrigere Potentialdifferenzen ausreichend sind. In this case, for example so-called field emitter cathodes are sometimes used as electron beam sources, which, however, require a very high control voltage, ie a very high potential difference between the cathode and a grid electrode, the so-called gate electrode, for generating an electron current. Alternatively, the use of thermal emitters, in particular dispenser cathodes known as electron beam source, in which for a comparable electron current significantly lower potential differences are sufficient.

Allerdings kann bei solchen thermischen Emittern die Austrittsarbeit, die die Elektronen beim Austritt aus dem Kathodenmaterial leisten müssen, vergleichsweise stark über der Zeit schwanken, bedingt beispielsweise durch Veränderungen des Vakuums in der Röntgenquelle. Weiterhin wird die Austrittsarbeit durch den Aktivierungszustand des Emitters sowie die Umgebungstemperatur beeinflusst. Die Schwankung der Austrittsarbeit wirkt sich negativ auf die Fokuseigenschaften des Röntgenstrahls, insbesondere auf dessen Größe auf dem Target, aus, was wiederum die Abbildungsqualität des mit der Röntgenquelle ausgestatteten Bildgebungsgeräts beeinträchtigt. However, in such thermal emitters, the work function which the electrons have to perform when exiting the cathode material can fluctuate comparatively strongly over time, for example as a result of changes in the vacuum in the X-ray source. Furthermore, the work function is influenced by the activation state of the emitter and the ambient temperature. The work function variation negatively affects the focus characteristics of the X-ray beam, particularly its size on the target, which in turn affects the imaging quality of the X-ray source equipped imaging device.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute Röntgenquelle mit möglichst konstanter Elektronenstrahlqualität und Fokusqualität anzugeben. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Röntgengerät mit möglichst stabiler Abbildungsqualität anzugeben. The invention has for its object to provide a simply constructed X-ray source with the highest possible electron beam quality and focus quality. The invention is further based on the object of specifying an X-ray machine with the highest possible imaging quality.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich einer Röntgenquelle erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bezüglich eines Röntgengeräts wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 12. Vorteilhafte und teils für sich erfinderische Ausführungsformen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. With regard to an X-ray source, this object is achieved according to the invention by the features of claim 12. Advantageous and in part inventive embodiments and further developments of the invention are set forth in the subclaims and the description below ,

Eine erfindungsgemäße Röntgenquelle umfasst mindestens einen thermischen Emitter zur Emission von Elektronen und eine Anode, die zur Erzeugung eines Elektronenstrahls mittels einer zwischen dem Emitter und der Anode angelegten Anodenspannung dient. Der Elektronenstrahl geht dabei von dem oder jedem Emitter aus. Weiterhin umfasst die Röntgenquelle eine dem oder jedem Emitter zugeordnete Messanordnung, die eine Messelektrode aufweist. Die Messanordnung ist dazu eingerichtet und vorgesehen, einen Istwert eines Emissionsstroms zu erfassen, der unter Wirkung einer zwischen dem Emitter und der Messelektrode angelegten Messspannung zwischen dem Emitter und der Messelektrode fließt. Außerdem umfasst die Röntgenquelle ein Steuermodul, das erfindungsgemäß dazu eingerichtet ist, den Istwert des Emissionsstroms auf einen Sollwert zu regeln. An X-ray source according to the invention comprises at least one thermal emitter for emitting electrons and an anode which serves to generate an electron beam by means of an anode voltage applied between the emitter and the anode. The electron beam emanates from the or each emitter. Furthermore, the X-ray source comprises a measuring arrangement assigned to the or each emitter, which has a measuring electrode. The measuring arrangement is set up and provided to detect an actual value of an emission current which flows between the emitter and the measuring electrode under the effect of a measuring voltage applied between the emitter and the measuring electrode. In addition, the x-ray source comprises a control module, which according to the invention is set up to regulate the actual value of the emission current to a desired value.

Der Emissionsstrom stellt hierbei eine vergleichsweise einfach zu erfassende Messgröße dar. Der Emissionsstrom ist zudem vorteilhafterweise mit den Eigenschaften des Elektronenstrahls korreliert, insbesondere dessen Abmessungen auf der Anode oder einem sonstigen Target, auf der bzw. dem unter Beschuss mit dem Elektronenstrahl Röntgenstrahlung erzeugt wird. Dies liegt daran, dass der Emissionsstrom (bei gegebener Messspannung) ein Maß für die Austrittsarbeit der Kathode, und somit für das Angebot und die räumliche Verteilung der emittierten Elektronen darstellt. So lässt sich aus dem Emissionsstrom erkanntermaßen insbesondere ablesen ob der Emitter in dem angestrebten Raumladungsbereich oder im thermisch limitierten Bereich arbeitet. In dem Raumladungsbereich erzeugt der Emitter eine Raumladungswolke aus freien Elektronen, aus der der Elektronenstrahl gespeist wird. Im thermisch limitierten Bereich wird der Elektronenstrahl dagegen unmittelbar und instantan aus den von dem Emitter emittierten Elektronen gespeist. In addition, the emission current is advantageously correlated with the properties of the electron beam, in particular its dimensions on the anode or another target on which X-radiation is produced under bombardment with the electron beam. This is because the emission current (for a given measurement voltage) is a measure of the work function of the cathode, and thus of the supply and spatial distribution of the emitted electrons. As can be seen from the emission current recognized in particular read whether the emitter works in the desired space charge range or in the thermally limited range. In the space charge region, the emitter generates a space charge cloud of free electrons from which the electron beam is fed. In the thermally limited range, however, the electron beam is fed directly and instantaneously from the electrons emitted by the emitter.

Die Regelung des Emissionsstroms bietet eine besonders einfache Möglichkeit, indirekt auch die Eigenschaften des Elektronenstrahls und damit auch die Eigenschaften des Röntgenstrahls zu regeln. Insbesondere ermöglicht die Regelung des Emissionsstroms, dass während des Betriebs der Röntgenquelle auftretende Schwankungen der Austrittsarbeit, beispielsweise bedingt durch Veränderung des Vakuums oder durch atomare Ablagerungen auf dem Emitter etc., die zu einem Abfall des Emissionsstroms und damit zu einer Beeinflussung der Eigenschaften des Elektronenstrahls führen, schnell und effektiv ausgeglichen werden können. The regulation of the emission current offers a particularly simple possibility to indirectly also regulate the properties of the electron beam and thus also the properties of the X-ray beam. In particular, the regulation of the emission current makes it possible for fluctuations in the work function occurring during operation of the X-ray source, for example owing to changes in the vacuum or by atomic deposits on the emitter, which lead to a drop in the emission current and thus to an influence on the emission current Properties of the electron beam can be compensated quickly and effectively.

Vorzugsweise handelt es sich bei der Röntgenquelle um eine Multifokusröntgenquelle mit mehreren Emittern. In diesem Fall werden mittels der erfindungsgemäßen Regelung insbesondere die mehreren Emitter, und die von diesen jeweils erzeugten Elektronenstrahlen und Röntgenfokusse aneinander angeglichen. Grundsätzlich ist die Erfindung aber auch auf (Monofokus-)Röntgenquellen mit nur einem Emitter anwendbar, um deren Strahleigenschaften zeitlich konstant zu halten. Preferably, the X-ray source is a multi-focus X-ray source with multiple emitters. In this case, by means of the regulation according to the invention, in particular the multiple emitters, and the electron beams and X-ray focuses respectively generated by them, are matched to one another. In principle, however, the invention can also be applied to (monofocus) X-ray sources with only one emitter in order to keep their beam properties constant over time.

In bevorzugter Ausführung ist der oder jeder thermische Emitter als Dispenserkathode ausgebildet und umfasst somit als Elektronenquelle eine sogenannte Dispenserpille. Bei der Dispenserpille handelt es sich insbesondere um einen porösen Sinterkörper, meist aus Wolfram oder Molybdän, in den beispielsweise Barium eingelagert ist, das im Betrieb an die Oberfläche des Sinterkörpers diffundiert und dort eine Schicht ausbildet, aus der Elektronen mit verhältnismäßig geringer Austrittsarbeit austreten können. Dabei liegt eine Arbeitstemperatur einer solchen Dispenserkathode bei etwa 1000 °C. Die zur Aufheizung der Dispenserkathode nötige Heizleistung beträgt etwa 2 bis 10 Watt. Dispenserkathoden haben gegenüber herkömmlichen metallischen thermischen Emittern den Vorteil, dass die Austrittsarbeit und die Arbeitstemperatur niedriger sind. Alternative Bezeichnungen für eine Dispenserkathode sind beispielsweise „Vorratskathode“, „Impregnated-Kathode“, „Metall-Kapillar-Kathode“, „L-Kathode“, „B-Kathode“, „M-Kathode“ oder „S-Kathode“, wobei manche Bezeichnungen für ein Elektronenquellmaterial wie beispielsweise Barium stehen. In a preferred embodiment, the or each thermal emitter is designed as a dispenser cathode and thus comprises, as an electron source, a so-called dispenser pill. The dispenser pill is, in particular, a porous sintered body, usually of tungsten or molybdenum, in which, for example, barium is embedded, which diffuses to the surface of the sintered body during operation and forms a layer there from which electrons with relatively low work function can escape. In this case, a working temperature of such a dispenser cathode is about 1000 ° C. The heating power required to heat the dispenser cathode is about 2 to 10 watts. Dispenser cathodes have the advantage over conventional metallic thermal emitters that the work function and the working temperature are lower. Alternative names for a dispenser cathode are, for example, "supply cathode", "impregnated cathode", "metal capillary cathode", "L-cathode", "B-cathode", "M-cathode" or "S-cathode", wherein some names for an electron source material such as barium stand.

Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung eine Regelung der Eigenschaften des Elektronenstrahls oder des resultierenden Röntgenstrahls über eine Veränderung der Steuerspannung oder eine Veränderung von Fokussierspannungen, die an strahlformenden – zwischen dem Emitter und der Anode angeordneten – Fokussier-Elektroden anliegen, möglich. Allerdings beeinflussen die Steuerspannung und die Fokussierspannungen die Elektronenstrahleigenschaften unter komplexer gegenseitiger Wechselwirkung, so dass eine Änderung der Steuerspannung stets eine aufwendige Anpassung der Fokussierspannungen (und umgekehrt) erfordert. Da der Emissionsstrom bei thermischen Emittern, insbesondere bei Dispenserkathoden, maßgeblich von der Temperatur der Emitteroberfläche beeinflusst ist, ist in bevorzugter und vorteilhafter Ausführung der Erfindung das Steuermodul dazu eingerichtet, den Istwert des Emissionsstroms durch Steuerung der Temperatur des Emitters auf den Sollwert zu regeln. In principle, a regulation of the properties of the electron beam or of the resulting x-ray beam is possible by means of a change in the control voltage or a change in focusing voltages applied to beam-forming focusing electrodes arranged between the emitter and the anode. However, the control voltage and the focusing voltages affect the electron beam properties under complex mutual interaction, so that a change of the control voltage always requires a complex adjustment of the focusing voltages (and vice versa). Since the emission current in thermal emitters, in particular dispenser cathodes, is significantly influenced by the temperature of the emitter surface, in a preferred and advantageous embodiment of the invention, the control module is adapted to control the actual value of the emission current by controlling the temperature of the emitter to the desired value.

Im Rahmen der Erfindung ist es dabei denkbar, den oder jeden Emitter bzw. dessen Kathode direkt, das heißt beispielsweise durch Beaufschlagung mit einer Wechselspannung, zu beheizen. In bevorzugter Ausführung umfasst der oder jeder thermische Emitter, insbesondere in Ausbildung als Dispenserkathode, jedoch ein Heizelement, das in unmittelbarer Nähe zu der Dispenserpille angeordnet ist. Das Heizelement wird dabei von dem Steuermodul angesteuert, indem das Steuermodul das Heizelement mit einer Heizspannung oder sonstigen Steuersignalen beaufschlagt. In the context of the invention, it is conceivable to heat the or each emitter or its cathode directly, that is to say, for example, by application of an alternating voltage. In a preferred embodiment, however, the or each thermal emitter, in particular in the form of a dispenser cathode, comprises a heating element which is arranged in the immediate vicinity of the dispenser pill. The heating element is driven by the control module by the control module applied to the heating element with a heating voltage or other control signals.

Zweckmäßigerweise erfolgt die Erfassung und Regelung des Emissionsstroms insbesondere bei abgeschalteter Anodenspannung. Dadurch geht von der Röntgenquelle während der Regelung keine Röntgenstrahlung aus, so dass sich Bedienpersonal und Patient in unmittelbarer Nähe zu der Röntgenquelle aufhalten können. Insbesondere wird die Regelung in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitintervallen immer dann wiederholt, wenn die Röntgenquelle vorübergehend nicht regulär, d.h. nicht zur Erzeugung von Röntgenstrahlung, verwendet wird. Appropriately, the detection and control of the emission current takes place in particular when the anode voltage is switched off. As a result, no X-ray radiation emanates from the X-ray source during regulation, so that operating personnel and the patient can be in the immediate vicinity of the X-ray source. In particular, the control is repeated at regular or irregular time intervals whenever the X-ray source is temporarily not regular, i. not used to generate X-radiation.

Um die Messspannung zwischen dem Emitter und der Messelektrode möglichst gering halten zu können, ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Messelektrode wesentlich näher zu der Emitteroberfläche, von der die Elektronen emittiert werden, angeordnet als die Anode. Der Abstand der Messelektrode zu der Emitteroberfläche beträgt dabei in vorteilhafter Dimensionierung zwischen 10 bis 500 Mikrometer. In order to be able to keep the measuring voltage between the emitter and the measuring electrode as low as possible, in an advantageous embodiment of the invention the measuring electrode is arranged substantially closer to the emitter surface, from which the electrons are emitted, than the anode. The distance of the measuring electrode to the emitter surface is in an advantageous dimensioning between 10 to 500 micrometers.

Vorzugsweise wird als Messelektrode für die erfindungsgemäße Regelung eine Elektrode der Röntgenquelle herangezogen, die auch für den regulären Betrieb, also die Erzeugung von Röntgenstrahlung, verwendet wird. Insbesondere wird als Messelektrode die – meist ohnehin vorhandene – Gate-Elektrode verwendet. Preferably, an electrode of the X-ray source which is also used for regular operation, that is to say the generation of X-ray radiation, is used as the measuring electrode for the regulation according to the invention. In particular, the measuring electrode used is the gate electrode, which is usually present anyway.

Insbesondere für den Fall, dass die Gate-Elektrode auf gleicher Höhe mit der Emitteroberfläche in der Röntgenquelle angeordnet ist, das heißt, dass die Gate-Elektrode nicht zwischen Emitter und Anode angeordnet ist, oder für den Fall, dass die Gate-Elektrode nicht vorgesehen ist, ist die Messelektrode alternativ durch eine Fokussierelektrode gebildet, wie sie bei einer Multifokusröntgenröhre herkömmlicherweise zur (Elektronen-)Strahlformung zwischen dem Emitter und der Anode angeordnet ist. In particular, in the case that the gate electrode is arranged at the same height with the emitter surface in the X-ray source, that is, that the gate electrode is not arranged between emitter and anode, or in the event that the gate electrode is not provided Alternatively, the measuring electrode is alternatively constituted by a focusing electrode conventionally arranged in a multifocal X-ray tube for (electron) beam forming between the emitter and the anode.

Mit der Messelektrode ist vorzugsweise ein Strommessgerät verbunden, dessen Signalausgang zur Übertragung des Istwerts des Emissionsstroms auf das Steuermodul aufgeschaltet ist. The measuring electrode is preferably connected to an ammeter whose signal output is switched to transmit the actual value of the emission current to the control module.

Grundsätzlich ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass für mehrere (Mess-)Spannungswerte der zwischen dem Emitter und der Messelektrode angelegten Messspannung jeweils ein Istwert des Emissionsstroms erfasst und auf einen dem jeweiligen Spannungswert zugeordneten Sollwert geregelt wird. Allerdings ist in einfacher und zweckmäßiger Ausbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Steuermodul an lediglich einem Spannungswert – beispielsweise bei 500 Volt – den Istwert ermittelt und auf den zugeordneten Sollwert regelt. Dies beruht auf der Erkenntnis, dass durch die Regelung des Emissionsstroms bei nur einem Spannungswert die Istwerte weiterer Spannungswerte dem jeweils zugeordneten Sollwert – zumindest in ausreichender Näherung, d.h. zur Aufrechterhaltung der Strahleigenschaften – entsprechen. Der Sollwert des Emissionsstroms ist dabei derart vorgegeben, dass der Elektronenstrahl die für jeden Arbeitspunkt der Röntgenquelle (d.h. bei vorgegebener Kombination von Anodenspannung, Steuerspannung und Fokussierspannung) geforderten Eigenschaften aufweist. Beispielsweise arbeitet der Emitter, insbesondere die Dispenserkathode, bei diesem Sollwert im Raumladungsbereich oder an der Grenze zwischen Raumladungsbereich und thermisch limitierten Bereich. In principle, it is possible within the scope of the invention that, for a plurality of (measured) voltage values, the measured voltage applied between the emitter and the measuring electrode is detected in each case an actual value of the emission current and regulated to a desired value assigned to the respective voltage value. However, it is provided in a simple and expedient embodiment of the invention that the control module at only one voltage value - for example, at 500 volts - the actual value determined and regulated to the associated setpoint. This is based on the knowledge that by regulating the emission current with only one voltage value, the actual values of further voltage values correspond to the respective assigned setpoint-at least in a sufficient approximation, ie, to maintain the beam properties. The setpoint value of the emission current is predetermined such that the electron beam has the properties required for each operating point of the x-ray source (ie for a given combination of anode voltage, control voltage and focusing voltage). For example, the emitter, in particular the dispenser cathode, operates at this desired value in the space charge region or at the boundary between the space charge region and the thermally limited region.

In zweckmäßiger Ausgestaltung umfasst die Röntgenquelle in Ausführung als Multifokusröntgenquelle eine Mehrzahl an vorzugsweise gleichartigen thermischen Emittern, wobei insbesondere jedem Emitter jeweils eine Messanordnung zugeordnet ist. Bevorzugt sind die Emitter dabei in einem Array angeordnet, beispielsweise in einer Zeile nebeneinander oder in mehreren Zeilen matrixförmig gestaffelt. Jeder Emitter ist dabei dazu vorgesehen und eingerichtet, einen zugeordneten Elektronenstrahl zu erzeugen, der auf der Anode oder einem von der Anode verschiedenem Target in einem Fokus auftrifft und dabei ein Röntgenstrahlenbündel erzeugt. Das Steuermodul ist bei dieser Ausgestaltung der Röntgenquelle insbesondere dazu eingerichtet, einen jeden Emitter in Abhängigkeit einer gemeinsamen Führungsgröße derart individuell anzusteuern, dass jeder Fokus auf der Anode oder auf dem Target vergleichbar und zudem zeitlich möglichst konstant ist. Für den Fall, dass jeder Emitter eine Dispenserpille und ein Heizelement umfasst, ist das Steuermodul bevorzugt dazu eingerichtet, das Heizelement eines jeden Emitters in Abhängigkeit der gemeinsamen Führungsgröße individuell anzusteuern, so dass jeder Fokus vergleichbar und zudem zeitlich möglichst konstant ist. Eine gemeinsame Führungsgröße ermöglicht eine einfache und zentrale Ansteuerung der jeweiligen Heizelemente. Als aussagekräftige und somit einfach verwertbare Führungsgröße wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt der Sollwert des Emissionsstroms (beispielsweise in Form eines mit dem Emissionsstrom korrelierten Spannungssignals) herangezogen. In an expedient embodiment, the x-ray source in the form of a multi-focus x-ray source comprises a plurality of preferably identical thermal emitters, wherein in particular each emitter is assigned in each case one measuring arrangement. In this case, the emitters are preferably arranged in an array, for example stacked in a row next to one another or in a plurality of rows in matrix form. Each emitter is thereby provided and arranged to generate an associated electron beam which impinges on the anode or a target different from the anode in a focus and thereby generates an x-ray beam. In this embodiment of the x-ray source, the control module is set up in particular to individually control each emitter in dependence on a common reference variable such that each focus on the anode or on the target is comparable and also as constant in time as possible. In the event that each emitter comprises a dispenser pill and a heating element, the control module is preferably configured to individually control the heating element of each emitter as a function of the common reference variable, so that each focus is comparable and also as constant in time as possible. A common reference variable allows a simple and central control of the respective heating elements. In the context of the invention, the setpoint value of the emission current (for example in the form of a voltage signal correlated with the emission current) is preferably used as a meaningful and thus easily usable reference variable.

Für den Fall, dass die Multifokusröntgenquelle unterschiedliche Emitter – beispielsweise für jeweils unterschiedliche Fokusabmessungen – umfasst, ist es im Rahmen der Erfindung allerdings auch denkbar, dass die Steuereinheit jedes Heizelement in Abhängigkeit einer für jeden Emitter individuell vorgegebenen Führungsgröße ansteuert. In the case where the multi-focus x-ray source comprises different emitters, for example for different focus dimensions, it is, however, also conceivable within the scope of the invention for the control unit to control each heating element as a function of a reference variable predetermined individually for each emitter.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Röntgenröhre ist das Steuermodul außerdem dazu eingerichtet, den Istwert des Emissionsstroms insbesondere zyklisch, d.h. in zumindest näherungsweise regelmäßigen Zeitabständen, zu erfassen und gegebenenfalls auf den Sollwert zu regeln. Beispielsweise liegen Zykluszeiten zwischen 1 Sekunde und 45 Minuten oder zwischen jeder mit der Röntgenquelle durchgeführten Bilderzeugung. Als zweckmäßige Zykluszeiten sind Abstände von insbesondere etwa 1 bis 15 Minuten vorgesehen. Das Steuermodul ist vorzugsweise auch dazu eingerichtet, nach jedem Hochfahren oder Aufheizen der Röntgenquelle, beispielsweise nachdem die Röntgenquelle über Nacht ausgeschaltet war, den Istwert zu überprüfen und gegebenenfalls auf den Sollwert zu regeln. In an expedient embodiment of the x-ray tube, the control module is also set up to cyclically, in particular cyclically, the actual value of the emission current. in at least approximately regular time intervals, to capture and, where appropriate, to regulate the target value. For example, cycle times are between 1 second and 45 minutes, or between each imaging done with the X-ray source. As appropriate cycle times distances of in particular about 1 to 15 minutes are provided. The control module is preferably also configured to check the actual value after every start-up or heating of the x-ray source, for example after the x-ray source has been switched off overnight, and if necessary to regulate it to the desired value.

Ein erfindungsgemäßes Röntgengerät umfasst eine Röntgenquelle, insbesondere eine Multifokusröntgenquelle der vorstehend beschriebenen Art. Das Röntgengerät umfasst dabei vorzugsweise weiterhin eine zentrale Steuereinheit, die insbesondere zum Steuern der Röntgenbildaufnahme eingerichtet und vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall das Steuermodul der Röntgenquelle in die zentrale Steuereinheit des Röntgengeräts integriert. Vorzugsweise handelt es sich bei der zentralen Steuereinheit um eine Rechnereinheit, insbesondere einen Mikrocontroller. Das Steuermodul der Röntgenquelle ist dabei als Softwarekomponente lauffähig in der Rechnereinheit implementiert. An X-ray device according to the invention comprises an X-ray source, in particular a multi-focus X-ray source of the type described above. The X-ray device preferably further comprises a central control unit, which is set up and provided in particular for controlling the X-ray image recording. Appropriately, in this case, the control module of the X-ray source is integrated into the central control unit of the X-ray machine. The central control unit is preferably a computer unit, in particular a microcontroller. The control module of the X-ray source is implemented as a software component executable in the computer unit.

Bei dem Röntgengerät kann es sich im Rahmen der Erfindung beispielsweise um ein Mammographie- oder Tomosynthesegerät handeln. Alternativ kann das erfindungsgemäße Röntgengerät ein Computertomograph für medizinische, messtechnische oder auch sicherheitstechnische (beispielsweise Gepäckdurchleuchtung) Anwendungen oder eine andere 3D-Röntgenbildgebungsmodalität sein. Durch den Einsatz einer Röntgenquelle der vorstehend beschriebenen Art ist es möglich, das Röntgengerät mit gleichbleibender Abbildungsqualität zu betreiben. In the context of the invention, the X-ray apparatus can be, for example, a mammography or tomosynthesis apparatus. Alternatively, the X-ray device according to the invention may be a computer tomograph for medical, metrological or even safety-related (for example, baggage transillumination) applications or another 3D X-ray imaging modality. By using an X-ray source of the type described above, it is possible to operate the X-ray machine with a constant imaging quality.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

1 in schematischer Darstellung eine (Monofokus-)Röntgenquelle mit einem thermischen Emitter, und 1 a schematic representation of a (monofocus) X-ray source with a thermal emitter, and

2 in Ansicht gemäß 1 eine Multifokusröntgenquelle mit vier thermischen Emittern. 2 in view according to 1 a multi-focus x-ray source with four thermal emitters.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are always provided with the same reference numerals in all figures.

In 1 ist schematisch eine Röntgenquelle 1 dargestellt, die zum Einbau in ein Röntgengerät vorgesehen oder in ein Röntgengerät eingebaut ist. Die Röntgenquelle 1 umfasst eine Vakuumröhre 2, die evakuiert ist oder in nicht näher dargestellter Weise durch eine Vakuumpumpe während des Betriebs der Röntgenquelle 1 beispielsweise in einen Druckbereich von etwa 10–9 mbar evakuiert wird. Die Vakuumröhre 2 ist dabei beispielsweise aus Glas gebildet. Weiterhin umfasst die Röntgenquelle 1 einen thermischen Emitter 3, eine Gate-Elektrode 4 und eine Anode 5, die jeweils in der Vakuumröhre 2 angeordnet sind. Die Gate-Elektrode 4 ist dabei zwischen dem Emitter 3 und der Anode 5, jedoch näher an dem Emitter 3 angeordnet. In 1 is schematically an x-ray source 1 shown, which is intended for installation in an X-ray machine or installed in an X-ray machine. The X-ray source 1 includes a vacuum tube 2 which is evacuated or in a manner not shown by a vacuum pump during operation of the X-ray source 1 For example, in a pressure range of about 10 -9 mbar is evacuated. The vacuum tube 2 is formed for example of glass. Furthermore, the X-ray source comprises 1 a thermal emitter 3 , a gate electrode 4 and an anode 5 , each in the vacuum tube 2 are arranged. The gate electrode 4 is between the emitter 3 and the anode 5 but closer to the emitter 3 arranged.

Der thermische Emitter 3 ist als Dispenserkathode ausgebildet und umfasst als eigentliche Kathode eine Dispenserpille 6. Der Emitter 3 umfasst weiterhin ein unmittelbar unterhalb der Dispenserpille 6 angeordnetes Heizelement 7 sowie eine Hülse 8, in der die Dispenserpille 6 und das Heizelement 7 gehaltert sind. Bei der Dispenserpille 6 handelt es sich beispielsweise um gesintertes Molybdän, in das Barium als Elektronenquellmaterial eingelagert ist. Das Heizelement 7 kann beispielsweise durch eine Wolfram-Glühwendel oder ein Keramik-Heizplättchen gebildet sein. The thermal emitter 3 is designed as a dispenser cathode and includes as the actual cathode a dispenser pill 6 , The emitter 3 further includes an immediately below the dispenser pill 6 arranged heating element 7 and a sleeve 8th in which the dispenser pill 6 and the heating element 7 are held. With the dispenser pill 6 is, for example, sintered molybdenum, in which barium is incorporated as electron source material. The heating element 7 may be formed for example by a tungsten filament or a ceramic heating plate.

Die Dispenserpille 6 dient zur thermisch bedingten, spontanen Emission von Elektronen, die zur Bildung eines Elektronenstrahls 9 aufgrund einer zwischen der Anode 5 und der Dispenserpille 6 angelegten Anodenspannung UA „abgesaugt“ und zu der Anode 5 hin beschleunigt werden. Die Dispenserpille 6 weist dabei aufgrund ihres Aufbaus eine sehr niedrige Austrittsarbeit für die Elektronen auf. Zur Energieversorgung ist die Dispenserpille 6 in nicht dargestellter Weise mit einer Versorgungseinheit verbunden. Die Gate-Elektrode 4 dient zur Steuerung, hauptsächlich zum „An- oder Abschalten“, des Elektronenstrahls 9. The dispenser pill 6 is used for thermally induced, spontaneous emission of electrons, which leads to the formation of an electron beam 9 due to a between the anode 5 and the dispenser pill 6 applied anode voltage U A "sucked" and to the anode 5 be accelerated. The dispenser pill 6 Due to its structure, it has a very low work function for the electrons. For energy supply is the dispenser pill 6 connected in a manner not shown with a supply unit. The gate electrode 4 is used to control, mainly to "turn on or off", the electron beam 9 ,

Des Weiteren umfasst die Röntgenquelle 1 eine Messanordnung 10. Die Messanordnung 10 weist ein Strommessgerät 11 und eine Messspannungsquelle 12 auf, die in Reihe zwischen die Gate-Elektrode 4 und die Dispenserpille 6 geschaltet sind. Mittels der Messspannungsquelle 12 kann hierbei eine Messspannung UM zwischen der Dispenserpille 6 und der Gate-Elektrode 4 angelegt werden. Bei angelegter Messspannung UM werden von der Dispenserpille 6 Elektronen in die Gate-Elektrode 4 „geschossen“, die einen mittels des Strommessgeräts 11 messbaren Emissionsstrom Ie verursachen. Der Emissionsstrom Ie kann hierbei als indirekte Messgröße für die Austrittsarbeit der Dispenserpille 6 verwendet werden. Furthermore, the X-ray source comprises 1 a measuring arrangement 10 , The measuring arrangement 10 has an ammeter 11 and a measuring voltage source 12 on in series between the gate electrode 4 and the dispenser pill 6 are switched. By means of the measuring voltage source 12 In this case, a measuring voltage U M between the dispenser pill 6 and the gate electrode 4 be created. When applied measuring voltage U M be from the dispenser pill 6 Electrons in the gate electrode 4 "Shot", the one by means of the ammeter 11 cause measurable emission current I e . The emission current I e can be used as an indirect measure of the work function of the dispenser pill 6 be used.

Der Emissionsstrom Ie der Dispenserpille 6 kann über die Temperatur der Dispenserpille 6 verändert und somit eingestellt werden. Der Emissionsstrom Ie ist dadurch bei gegebenen Steuer- und Fokussierspannungen auch mit Strahleigenschaften des Elektronenstrahls 9, insbesondere mit Abmessungen eines Fokus 13, der durch den Elektronenstrahl 9 auf der Anode 5 erzeugt wird, korreliert. Als „Steuerspannung“ wird hierbei eine Spannung zwischen dem Emitter 3 und der Gate-Elektrode 4 bezeichnet. Unter den Fokusabmessungen wird beispielsweise der Durchmesser oder eine Länge und Breite des Fokus 13 auf der Anode 5 verstanden. The emission current I e of the dispenser pill 6 can about the temperature of the dispenser pill 6 changed and thus adjusted. The emission current I e is therefore at given control and Fokussierspannungen also with beam properties of the electron beam 9 , in particular with dimensions of a focus 13 by the electron beam 9 on the anode 5 is generated correlates. As "control voltage" in this case is a voltage between the emitter 3 and the gate electrode 4 designated. Among the focus dimensions, for example, the diameter or a length and width of the focus 13 on the anode 5 Understood.

Die Austrittsarbeit kann andererseits durch Schwankungen des Drucks in der Vakuumröhre 2 oder durch Anlagerung von abgedampftem Material auf der Dispenserpille 6 derart beeinflusst werden, dass der Arbeitspunkt der Dispenserpille 6 bei gegebener (konstanter) Temperatur von dem angestrebten Raumladungsbereich, in dem der Elektronenstrahl 9 aus einer die Dispenserpille 6 umgebenden „Raumladungswolke“ gespeist wird, so weit in den thermisch limitierten Arbeitsbereich verschoben wird, dass nicht ausreichend Elektronen für eine Aufrechterhaltung der gewünschten Strahleigenschaften zur Verfügung stehen. On the other hand, the work function may be due to variations in the pressure in the vacuum tube 2 or by accumulation of evaporated material on the dispenser pill 6 be influenced so that the operating point of the dispenser pill 6 at a given (constant) temperature of the desired space charge area, in which the electron beam 9 from a dispenser pill 6 surrounding space charge cloud, as far as the thermally limited work area is shifted, that insufficient electrons are available to maintain the desired beam properties.

Um den Emissionsstrom Ie und damit den Fokus 13 konstant zu halten, umfasst die Röntgenquelle 1 ein Steuermodul 14 zur Steuerung der Temperatur des Heizelements 7 und damit der Temperatur der Dispenserpille 6. Hierfür ist das Steuermodul 14 mittels Steuerleitungen 15 mit dem Heizelement 7 zur Übertragung einer Stellgröße S, insbesondere eines Heizstroms, gekoppelt. To the emission current I e and thus the focus 13 to keep constant, includes the X-ray source 1 a control module 14 for controlling the temperature of the heating element 7 and thus the temperature of the dispenser pill 6 , This is the control module 14 by means of control lines 15 with the heating element 7 for transmitting a manipulated variable S, in particular a heating current coupled.

Das Steuermodul 14 ist dabei dazu eingerichtet, den Emissionsstrom Ie über die Temperatur der Dispenserpille 6 auf einen (Emissionsstrom-)Sollwert IeS zu regeln. Dazu wird mittels des Strommessgeräts 11 ein (Emissionsstrom-)Istwert IeI des Emissionsstroms Ie erfasst. Die Gate-Elektrode 4 stellt somit eine Messelektrode der Messanordnung 10 dar. Während der Messung des Emissionsstroms Ie ist die Anodenspannung UA abgeschaltet, so dass keine Elektronen zur Anode 5 beschleunigt werden und folglich keine Röntgenstrahlung auftritt. The control module 14 is set up to measure the emission current I e via the temperature of the dispenser pill 6 to a (emission current) setpoint I eS to regulate. This is done by means of the current measuring device 11 an (emission current ) actual value I eI of the emission current I e detected. The gate electrode 4 thus provides a measuring electrode of the measuring arrangement 10 During the measurement of the emission current I e , the anode voltage U A is turned off, so that no electrons to the anode 5 be accelerated and consequently no X-rays occur.

Der Istwert IeI wird über eine Messleitung 16 dem Steuermodul 14, bspw. in Form eines stromproportionalen Spannungssignals, zugeführt und von dem Steuermodul 14 mit dem Sollwert IeS beispielsweise durch Differenzbildung verglichen. Der Sollwert IeS ist dabei beispielsweise in einem (nicht dargestellten) Speichermodul hinterlegt und wird dem Steuermodul 14 von diesem ebenfalls als Spannungssignal zugeführt. Das Steuermodul 14 generiert die Stellgröße S in Abhängigkeit von dem Sollwert IeS, bevorzugt in Abhängigkeit von der Differenz des Sollwerts IeS und des Istwerts IeI. The actual value I eI is via a measuring line 16 the control module 14 , For example, in the form of a current-proportional voltage signal supplied and from the control module 14 compared with the setpoint I eS, for example by subtraction. The setpoint I eS is stored for example in a (not shown) memory module and is the control module 14 supplied by this also as a voltage signal. The control module 14 generates the manipulated variable S as a function of the setpoint value I eS , preferably as a function of the difference between the setpoint value I eS and the actual value I eI .

Um sicherzustellen, dass die Temperatur der Dispenserpille 6 an die Temperatur des Heizelements 7 angeglichen ist, ist in einfacher Ausführung das Steuermodul 14 dazu eingerichtet, zwischen jeder Messung des Istwerts IeI eine Zeitkonstante abzuwarten. Die Zeitkonstante kann beispielsweise im Bereich von 1 Sekunde bis 5 Minuten liegen und dabei zusätzlich von einem aktuellen Wert der Temperatur des Heizelements 7 abhängen. Alternativ können das Aufheizverhalten der Dispenserpille 6 und damit die Zeitkonstante auch durch geeignete Kombination und Parametrierung von P-, I- und/oder D-Regelgliedern in einem Regelkreis berücksichtigt sein. To make sure the temperature of the dispenser pill 6 to the temperature of the heating element 7 is matched, is in simple design, the control module 14 adapted to wait for a time constant between each measurement of the actual value I eI . The time constant may be in the range of, for example 1 Second to 5 minutes, while additionally from a current value of the temperature of the heating element 7 depend. Alternatively, the heating behavior of the dispenser pill 6 and thus the time constant can also be taken into account by suitable combination and parameterization of P, I and / or D control elements in a control loop.

Die Messung des Istwerts IeI und dessen Regelung auf den Sollwert IeS erfolgt dabei bevorzugt bei nur einem festgelegten (Mess-)Spannungswert der Messspannung UM. The measurement of the actual value I eI and its control to the setpoint I eS is preferably carried out at only one fixed (measurement) voltage value of the measuring voltage U M.

Das Steuermodul 14 ist bevorzugt durch einen Mikrocontroller mit einem darin lauffähig implementierten Steuerprogramm gebildet. Alternativ kann das Steuermodul 14 auch als analoge oder digitale Schaltungshardware, z.B. als ASIC, ausgeführt sein. Für den Fall, dass die Röntgenquelle 1 in einem Röntgengerät eingebaut ist, kann das Steuermodul 14 optional in einer zentralen Steuereinheit des Röntgengeräts, insbesondere als Softwaremodul dieser zentralen Steuereinheit, integriert sein. The control module 14 is preferably formed by a microcontroller having a control program implemented therein. Alternatively, the control module 14 also be designed as analog or digital circuit hardware, such as ASIC. In the event that the x-ray source 1 is installed in an X-ray machine, the control module 14 optionally be integrated in a central control unit of the X-ray device, in particular as a software module of this central control unit.

In 2 ist die Röntgenquelle 1 alternativ als Multifokusröntgenquelle ausgebildet. Die Röntgenquelle 1 umfasst dabei vier thermische Emitter 3 der anhand von 1 beschriebenen Art, denen jeweils eine Gate-Elektrode 4 und jeweils eine Messanordnung 10 zugeordnet ist. Die vier thermischen Emitter 3 erzeugen jeweils einen Elektronenstrahl 9, der in jeweils einem Fokus 13 auf einer – hier beispielhaft für alle Emitter 3 gemeinsamen – Anode 5 auftrifft. In 2 is the X-ray source 1 alternatively designed as a multi-focus X-ray source. The X-ray source 1 includes four thermal emitters 3 the basis of 1 described type, each having a gate electrode 4 and in each case a measuring arrangement 10 assigned. The four thermal emitters 3 each generate an electron beam 9 which in each case has a focus 13 on one - here exemplary for all emitters 3 common - anode 5 incident.

Dem Steuermodul 14 wird als gemeinsame Führungsgröße für alle Emitter 3 der Sollwert IeS zentral zugeführt. Das Steuermodul 14 umfasst außerdem für jeden Emitter 3 ein Steuersubmodul 17. Den Steuersubmodulen 17 wird neben dem Sollwert IeS von jedem Strommessgerät 11 ein – jedem Emitter 3 bzw. jeder Dispenserpille 6 zugeordneter – (Emissionsstrom-)Istwert IeI1, IeI2, IeI3, IeI4 zugeführt. In Abhängigkeit der jeweiligen Differenz zwischen den Istwerten IeI1, IeI2, IeI3, IeI4 und dem Sollwert IeS generieren die Steuersubmodule 17 eine dem jeweiligen Heizelement 7 zugeführte Stellgröße S1, S2, S3, S4. Bei den Stellgrößen S1 bis S4 handelt es sich wiederum um den Heizstrom, mit dem das Heizelement 7 des jeweiligen Emitters 3 beaufschlagt wird. Das Steuermodul 14 ist folglich im Falle der Multifokusröntgenquelle gemäß 2 dazu eingerichtet, jeden Emitter 3 bzw. jede Dispenserpille 6 durch individuelles Heizen derart zu regeln, dass jeder Fokus 13 auf der Anode 5 die gleichen Abmessungen aufweist. The control module 14 is considered a common leader for all emitters 3 the setpoint I eS supplied centrally. The control module 14 also includes for each emitter 3 a tax sub-module 17 , The tax submodules 17 is next to the setpoint I eS of each flowmeter 11 one - every emitter 3 or each dispenser pill 6 assigned - (emission current ) actual value I eI1 , I eI2 , I eI3 , I eI4 fed. Depending on the respective difference between the actual values I eI1 , I eI2 , I eI3 , I eI4 and the setpoint I eS , the control submodules generate 17 a the respective heating element 7 supplied manipulated variable S 1 , S 2 , S 3 , S 4 . The manipulated variables S 1 to S 4 are again the heating current with which the heating element 7 of the respective emitter 3 is charged. The control module 14 is therefore in the case of the multi-focus X-ray source according to 2 set up every emitter 3 or every dispenser pill 6 by individual heating so to regulate that every focus 13 on the anode 5 has the same dimensions.

Die vorstehend beschriebene Regelung des Istwerts IeI (bzw. der Istwerte IeI1 bis IeI4) auf den Sollwert IeS erfolgt bei der Röntgenquelle 1 gemäß 1 und auch bei der Multifokusröntgenquelle gemäß 2 bevorzugt in regelmäßigen, vorgegebenen Zeitintervallen, beispielsweise nach 1 bis 5 Minuten. Zudem ist die Regelung zweckmäßigerweise nach jedem Systemstart des Röntgengeräts bzw. der Röntgenquelle 1 und/oder in Nutzungspausen des Röntgengeräts vorgesehen. The above-described control of the actual value I eI (or the actual values I eI1 to I eI4 ) to the setpoint I eS takes place at the X-ray source 1 according to 1 and also in the multi-focus X-ray source according to 2 preferably at regular, predetermined time intervals, for example after 1 to 5 minutes. In addition, the control is expediently after each system start of the X-ray device or the X-ray source 1 and / or during breaks in use of the X-ray device.

Die Röntgenquelle 1 wird vorzugsweise gepulst betrieben, wobei das Kalibrier- bzw. Regelungsverfahren in den Pulspausen durchgeführt wird. Das Kalibrierverfahren kann aber auch bei Röntgenquellen eingesetzt werden, die im Quasi-Dauerbetrieb betrieben werden. The X-ray source 1 is preferably operated pulsed, wherein the calibration or control method is performed in the pauses between pulses. However, the calibration method can also be used with X-ray sources that are operated in quasi-continuous operation.

Obwohl die Erfindung anhand der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele besonders deutlich wird, ist sie auf diese Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Vielmehr können weitere Ausführungsformen der Erfindung von dem Fachmann anhand der vorstehenden Beschreibung abgeleitet werden. Insbesondere können die anhand der Ausführungsbeispiele beschriebenen Einzelmerkmale der Erfindung zu neuen Ausführungsformen kombiniert werden. Des Weiteren können Einzelmerkmale der beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung auch weggelassen werden. Although the invention will be particularly apparent from the embodiments described above, it is not limited to these embodiments. Rather, other embodiments of the invention may be derived by those skilled in the art from the foregoing description. In particular, the individual features of the invention described with reference to the exemplary embodiments can be combined to form new embodiments. Furthermore, individual features of the described embodiments can also be omitted within the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Röntgenquelle X-ray source
2 2
Vakuumröhre vacuum tube
3 3
Emitter emitter
4 4
Gate-Elektrode Gate electrode
5 5
Anode anode
6 6
Dispenserpille Dispenserpille
7 7
Heizelement heating element
8 8th
Hülse shell
9 9
Elektronenstrahl electron beam
10 10
Messanordnung measuring arrangement
11 11
Strommessgerät ammeter
12 12
Messspannungsquelle Measuring voltage source
13 13
Fokus focus
14 14
Steuermodul control module
15 15
Steuerleitung control line
16 16
Messleitung Measurement line
17 17
Steuersubmodul control submodule
UM U M
Messspannung measuring voltage
Ie I e
Emissionsstrom emission current
S S
Stellgröße manipulated variable
UA U A
Anodenspannung anode voltage
IeI I eI
(Emissionsstrom-)Istwert (Emissionsstrom-) Actual
IeS I eS
(Emissionsstrom-)Sollwert (Emissionsstrom-) setpoint
IeI1, IeI2, IeI3, IeI4 I eI1 , I eI2 , I eI3 , I eI4
(Emissionsstrom-)Istwert (Emissionsstrom-) Actual
S1, S2, S3, S4 S 1 , S 2 , S 3 , S 4
Stellgröße manipulated variable

Claims (12)

Röntgenquelle (1), insbesondere eine Multifokusröntgenquelle, – mit mindestens einem thermischen Emitter (3) zur Emission von Elektronen, – mit mindestens einer Anode (5) zur Erzeugung eines von dem oder jedem Emitter (3) ausgehenden Elektronenstrahls (9) mittels einer zwischen dem oder jedem Emitter (3) und der Anode (5) angelegten Anodenspannung (UA), – mit einer dem oder jedem Emitter (3) zugeordneten Messanordnung (10), die eine Messelektrode (4) umfasst, wobei die Messanordnung (10) zur Ermittlung eines Istwerts (IeI) eines Emissionsstroms (Ie) des Emitters (3) eingerichtet ist, wobei der Emissionsstrom (Ie) bei zwischen dem Emitter (3) und der Messelektrode (4) angelegter Messspannung (UM) zwischen dem Emitter (3) und der Messelektrode (4) fließt, – mit einem Steuermodul (14), das dazu eingerichtet ist, den Istwert (IeI) des Emissionsstroms (Ie) auf einen Sollwert (IeS) zu regeln. X-ray source ( 1 ), in particular a multi-focus X-ray source, - with at least one thermal emitter ( 3 ) for the emission of electrons, - with at least one anode ( 5 ) for generating one of the or each emitter ( 3 ) outgoing electron beam ( 9 ) by means of a between the or each emitter ( 3 ) and the anode ( 5 ) applied anode voltage (U A ), - with one or each emitter ( 3 ) associated measuring arrangement ( 10 ), which has a measuring electrode ( 4 ), the measuring arrangement ( 10 ) for determining an actual value (I eI ) of an emission current (I e ) of the emitter ( 3 ), wherein the emission current (I e ) at between the emitter ( 3 ) and the measuring electrode ( 4 ) applied measuring voltage (U M ) between the emitter ( 3 ) and the measuring electrode ( 4 ) flows, - with a control module ( 14 ), which is adapted to the actual value (I eI ) of the emission current (I e ) to a setpoint (I eS ) to regulate. Röntgenquelle (1) nach Anspruch 1, wobei der oder jeder thermische Emitter (3) als Dispenserkathode ausgebildet ist. X-ray source ( 1 ) according to claim 1, wherein the or each thermal emitter ( 3 ) is designed as a dispenser cathode. Röntgenquelle (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuermodul (14) dazu eingerichtet ist, den Istwert (IeI) des Emissionsstroms (Ie) durch Steuerung der Temperatur des oder jeden Emitters (3) auf den Sollwert (IeS) zu regeln. X-ray source ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the control module ( 14 ) is set up to control the actual value (I eI ) of the emission current (I e ) by controlling the temperature of the or each emitter ( 3 ) to the setpoint (I eS ). Röntgenquelle (1) nach Anspruch 3, wobei der oder jeder Emitter (3) ein Heizelement (7) umfasst, das mit dem Steuermodul (14) signalübertragungstechnisch gekoppelt ist. X-ray source ( 1 ) according to claim 3, wherein the or each emitter ( 3 ) a heating element ( 7 ) associated with the control module ( 14 ) is coupled signal transmission technology. Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Steuermodul (13) dazu eingerichtet ist, den Istwert (IeI) bei abgeschalteter Anodenspannung (UA) auf den Sollwert (IeS)zu regeln. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, wherein the control module ( 13 ) Is set to the actual value (I eI ) with switched off anode voltage (U A ) to the setpoint (I eS ) to regulate. Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Messelektrode (4) wesentlich näher zu einer emittierenden Oberfläche des Emitters (3) angeordnet ist als die Anode (5), insbesondere mit einem Abstand zwischen 10 Mikrometer und 500 Mikrometer. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, wherein the measuring electrode ( 4 ) substantially closer to an emitting surface of the emitter ( 3 ) is arranged as the anode ( 5 ), in particular with a distance between 10 microns and 500 microns. Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei es sich bei der Messelektrode um eine Gate-Elektrode (4) handelt. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the measuring electrode is a gate electrode ( 4 ). Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei es sich bei der Messelektrode (4) um eine Fokussier-Elektrode handelt. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, wherein the measuring electrode ( 4 ) is a focusing electrode. Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Steuermodul (14) dazu eingerichtet ist, den Istwert (IeI) des Emissionsstroms (Ie) bei lediglich einem Messspannungswert der zwischen dem Emitter (3) und der Messelektrode (4) angelegten Messspannung (UM) auf den Sollwert (IeS) zu regeln. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the control module ( 14 ) is adapted to the actual value (I eI ) of the emission current (I e ) at only one measured voltage value of the between the emitter ( 3 ) and the measuring electrode ( 4 ) applied voltage (U M ) to the setpoint (I eS ) to regulate. Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer Mehrzahl an thermischen Emittern (3), wobei das Steuermodul (14) dazu eingerichtet ist, einen jeden Emitter (3) in Abhängigkeit einer gemeinsamen Führungsgröße (IeS) individuell anzusteuern, so dass durch einen jeden Emitter (3) mittels des jeweiligen Elektronenstrahls (9) ein vergleichbarer Fokus (13) auf der Anode (5) oder einem Target erzeugbar ist. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, having a plurality of thermal emitters ( 3 ), whereby the control module ( 14 ) is adapted to each emitter ( 3 ) depending on a common reference variable (I eS ) individually, so that by each emitter ( 3 ) by means of the respective electron beam ( 9 ) a comparable focus ( 13 ) on the anode ( 5 ) or a target can be generated. Röntgenquelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Steuermodul (14) dazu eingerichtet ist, zyklisch den Istwert (IeI) zu erfassen und zu regeln. X-ray source ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the control module ( 14 ) is set up to cyclically record and regulate the actual value (I eI ). Röntgengerät mit einer Röntgenquelle (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche. X-ray device with an X-ray source ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
DE201210216005 2012-09-10 2012-09-10 Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode Withdrawn DE102012216005A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210216005 DE102012216005A1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201210216005 DE102012216005A1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012216005A1 true DE102012216005A1 (en) 2014-03-13

Family

ID=50153247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201210216005 Withdrawn DE102012216005A1 (en) 2012-09-10 2012-09-10 Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102012216005A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2565138A (en) * 2017-08-04 2019-02-06 Adaptix Ltd X-ray generator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017649A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Emission current controller for X-ray tube in X-ray system, has four control elements assigned to cathodes for changing voltage of cathodes in relation to earth in response to receiving of correction signal from voltage regulator
DE102010043561A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Pulsed operable electron source for use in X-ray tube, has set of electron emission cathodes formed as field emitters or indirectly heated emitters, and gate current regulator for controlling current flow over control grid

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017649A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Emission current controller for X-ray tube in X-ray system, has four control elements assigned to cathodes for changing voltage of cathodes in relation to earth in response to receiving of correction signal from voltage regulator
DE102010043561A1 (en) * 2010-11-08 2012-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Pulsed operable electron source for use in X-ray tube, has set of electron emission cathodes formed as field emitters or indirectly heated emitters, and gate current regulator for controlling current flow over control grid

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2565138A (en) * 2017-08-04 2019-02-06 Adaptix Ltd X-ray generator
US11147150B2 (en) 2017-08-04 2021-10-12 Adaptix Ltd X-ray generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2864814B1 (en) Detection of x-ray radiation and x-ray detection system
US8487534B2 (en) Pierce gun and method of controlling thereof
DE102010043561B4 (en) Electron source
DE102010025854B4 (en) Method and system for controlling the gain of a scintillation detector using reference radiation
US9867590B2 (en) Photon-counting CT apparatus
DE102010060484B4 (en) System and method for focusing and regulating / controlling a beam in an indirectly heated cathode
KR102294774B1 (en) X-ray imaging system use and calibration
DE102011050144A1 (en) Method for rapid current modulation in an X-ray tube and apparatus for implementing the same
DE102012204766B4 (en) X-ray detector with photon counting direct-converting detector elements and method for maintaining the temperature of the X-ray detector
DE10164318A1 (en) Solid-state CT system and method
DE112011101007T5 (en) Multi-beam X-ray source with intelligent electronic control systems and method therefor
DE102006032607B4 (en) Arrangement for generating electromagnetic radiation and method for operating the arrangement
DE102013218692B4 (en) Detection of X-ray radiation
DE4033051A1 (en) Microfocus X=ray generator with optical spot size sensor - has mirror for reflecting visible and near IR light but not X=rays, adjusting electron beam for max. brightness
KR20090093815A (en) Multi x-ray generating apparatus and x-ray imaging apparatus
DE102013015199A1 (en) Gain control of a scintillation detector
DE102011054114A1 (en) Method and system for operating an electron beam system
DE102013106940A1 (en) Apparatus and method for producing a thermally stable cathode in an x-ray tube
DE102014226985A1 (en) Method for analyzing an object and particle beam device for carrying out the method
EP1403898B1 (en) Electron beam source, electron-optical apparatus comprising an electron beam source and method of operating an electron beam source
US10290460B2 (en) X-ray tube with gridding electrode
EP3597013B1 (en) Apparatus for generating x-rays
WO2015010913A1 (en) Determining focus characteristics
DE102012216005A1 (en) Multi-focus x-ray source of X-ray unit, has measuring arrangement to determine actual value of emission current of emitter, such that measuring voltage is flowed between emitter and measuring electrode
DE102011052243B4 (en) Device and method for magnetically controlling an electron beam

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee