DE19731985C1 - Röntgenröhre mit magnetischer Ablenkung des Elektronenstrahls - Google Patents
Röntgenröhre mit magnetischer Ablenkung des ElektronenstrahlsInfo
- Publication number
- DE19731985C1 DE19731985C1 DE19731985A DE19731985A DE19731985C1 DE 19731985 C1 DE19731985 C1 DE 19731985C1 DE 19731985 A DE19731985 A DE 19731985A DE 19731985 A DE19731985 A DE 19731985A DE 19731985 C1 DE19731985 C1 DE 19731985C1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electron beam
- ray tube
- legs
- tube according
- electromagnets
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/24—Tubes wherein the point of impact of the cathode ray on the anode or anticathode is movable relative to the surface thereof
- H01J35/30—Tubes wherein the point of impact of the cathode ray on the anode or anticathode is movable relative to the surface thereof by deflection of the cathode ray
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2235/00—X-ray tubes
- H01J2235/10—Drive means for anode (target) substrate
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Röntgenröhre mit einer Kathode
und einer Anode, welche in einem Vakuumgehäuse angeordnet
sind, sowie mit Mitteln zur magnetischen Ablenkung des Elek
tronenstrahls.
Die Möglichkeit der Ablenkung des Elektronenstrahls und damit
des Brennfleckes ist insbesondere im Zusammenhang mit der
Computertomographie von Bedeutung, da hier durch die an sich
bekannte Maßnahme, den Brennfleck zwischen zwei Endpositionen
zu verlagern, über die so erreichte Vervielfachung der zur
Berechnung des Bildes einer Körperschicht zur Verfügung ste
henden Daten eine Verbesserung der Bildqualität erzielbar ist.
Aus der DE 41 25 926 C1 und der EP 0 460 421 A1 sind Röntgen
röhren der eingangs genannten Art bekannt. Um durch die Ablen
kung des Elektronenstrahls verursachte Verzerrungen der Fo
kusgeometrie, die sich auf die Abbildungsqualität nachteilig
auswirken können, zu vermeiden, darf das zur Ablenkung er
zeugte Magnetfeld in der Nähe des Elektronenstrahls in der
rechtwinklig zur Ausbreitungsrichtung des Elektronenstrahls
verlaufenden Ebene keine nennenswerten Gradienten aufweisen.
Dieser Anforderung vermag die in der EP 0 460 421 A1 be
schriebene Röntgenröhre, bei der die Mittel zur Ablenkung des
Elektronenstrahls durch eine das schachtförmige Gehäuseteil
umgebende Ablenkeinheit gebildet sind, nicht zu genügen.
Vielmehr bewirkt die Ablenkeinheit nicht nur eine Ablenkung,
sondern auch eine Defokussierung des Elektronenstrahls. Der an
der Auftreffstelle des Elektronenstrahls auf der Auftreff
fläche der Anode entstehende Brennfleck erfährt also infolge
der Wirkung der Ablenkeinheit nicht nur eine Verlagerung auf
der Auftrefffläche, sondern auch eine unerwünschte Größen-
und/oder Formänderung.
Bei der in der DE 41 25 926 C1 beschriebenen Röntgenröhre sind
die Mittel zur Ablenkung des Elektronenstrahls durch eine au
ßerhalb des Vakuumgehäuse angeordnete Luftspule gebildet. Um
die genannte Bedingung erfüllen zu können, muß diese Luftspu
le in nachteiliger Weise sehr voluminös ausgeführt sein. Au
ßerdem muß der Luftspule zur Bewirkung einer bestimmten Ab
lenkung des Elektronenstrahls eine erhebliche elektrische
Leistung zugeführt werden, so daß im Zusammenhang mit der Ab
lenkung des Elektronenstrahls unerwünscht viel Verlustwärme
frei wird, was in Anbetracht der beim Betrieb von Röntgenröh
ren ohnehin auftretenden thermischen Probleme einen weiterer
Nachteil darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgenröhre
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die bei der
Ablenkung des Elektronenstrahls anfallende Verlustwärme ver
mindert ist und, ohne daß nennenswerte Defokussierungser
scheinungen auftreten, die Voraussetzungen für einen geringen
Bauraumbedarf der Mittel zum Ablenken des Elektronenstrahls
geschaffen sind.
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Rönt
genröhre mit einer Kathode und einer Anode, welche in einem
Vakuumgehäuse angeordnet sind, wobei zur Ablenkung des von
der Kathode zu der Anode verlaufenden Elektronenstrahls zwei
Elektromagnete vorgesehen sind, von denen jeder ein vorzugs
weise U-förmiges Joch, mit zwei durch einen Basisabschnitt
miteinander verbundenen Schenkeln und eine den Basisabschnitt
umgebende Wicklung aufweist, wobei die Stirnflächen der
Schenkel der beiden Joche unter Einhaltung eines Luftspaltes
einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei einander ge
genüberliegende Magnetpole gleiche Polarität aufweisen, und
der Elektronenstrahl durch die durch die beiden Joche be
grenzte Öffnung verläuft.
Im Falle der erfindungsgemäßen Röntgenröhre sind also die
Mittel zur magnetischen Ablenkung des Elektronenstrahls durch
zwei Elektromagneten gebildet, die derart angeordnet sind,
daß sich die Polflächen von Magnetpolen unterschiedlicher Po
larität gegenüberliegen. Da die Polflächen einander unter
Einhaltung eines Luftspaltes gegenüberliegen, bildet sich ein
Magnetfeld aus, das innerhalb der durch die Joche der Elek
tromagneten begrenzten Öffnung weitgehend homogen ist und
hier seine höchste Feldstärke hat. Da der Elektronenstrahl
zwischen den Polflächen verläuft, wird der größte magnetische
Fluß des Magnetfeldes des Elektromagneten zur Ablenkung des
Elektronenstrahls genutzt. Die zur Bewirkung einer bestimmten
Ablenkung des Elektronenstrahls erforderliche elektrische
Leistung ist daher nur gering. Dies hat zur Folge, daß im Zu
sammenhang mit der Ablenkung des Elektronenstrahls nur wenig
Verlustwärme anfällt. Die Gefahr, daß Defokussierungserschei
nungen auftreten, wenn der Elektronenstrahl das Magnetfeld
durchläuft, ist gering, da wie erwähnt das Magnetfeld in dem
zwischen den Polflächen befindlichen Bereich annähernd homo
gen ist und zudem die geometrische Beschaffenheit des übrigen
von dem Elektronenstrahl durchlaufenen Bereichs des Magnet
feldes dergestalt ist, daß Defokussierungserscheinungen, die
der Elektronenstrahls auf seinem Weg durch den auf der einen
Seite der Elektromagnete befindlichen Teil des Magnetfeldes
erleidet, zumindest teilweise wieder rückgängig gemacht wer
den, wenn der Elektronenstrahl den auf der anderen Seite der
Elektromagnete liegenden Teil des Magnetfeldes durchläuft.
Vorteilhaft ist außerdem, daß sich die Ablenkung des Elektro
nenstrahls wegen der Homogenität des in der von den Jochen
begrenzten Öffnung vorhandenen Magnetfeldes durch Änderung
der Stromstärke des durch die Wicklung der Elektromagnete
fließenden Stroms auf einfache Weise sehr genau beeinflussen
läßt.
Die Voraussetzungen dafür, daß die auf dem Weg des Elektro
nenstrahls durch den auf der einen Seite der Elektromagnete
befindlichen Teil des Magnetfeldes auftretenden Defokussie
rungserscheinungen auf dem Weg des Elektronenstrahls durch
den auf der anderen Seite der Elektromagnete befindlichen
Teil des Magnetfeldes wieder eliminiert werden, sind beson
ders gut, wenn die im Bereich des Elektronenstrahls befindli
chen Abschnitte der Schenkel wenigstens im wesentlichen par
allel zueinander verlaufen. Eine weitere Verbesserung wird
erreicht, wenn die Schenkel, deren Stirnflächen einander ge
genüberliegen, wenigstens im wesentlichen übereinstimmende
Mittelachsen aufweisen. Die Eliminierung der Defokussierungs
erscheinungen erfolgt dann in besonders hohem Maße, wenn die
Mittelachsen der im Bereich des Elektronenstrahls befindli
chen Abschnitte der Schenkel in einer gemeinsamen Ebene lie
gen, zu der die Hauptausbreitungsrichtung des Elektronen
strahls wenigstens im wesentlichen rechtwinklig verläuft.
Eventuell verbleibende Defokussierungserscheinungen lassen
sich einerseits dadurch minimieren, daß die Elektromagnete
derart angeordnet sind, daß die Hauptausbreitungsrichtung des
Elektronenstrahls eine Gerade wenigstens im wesentlichen in
der Mitte schneidet, die ihrerseits die Mittelachsen der im
Bereich des Elektronenstrahls befindlichen Abschnitte der
Schenkel unter einem wenigstens im wesentlichen rechten Win
kel wenigstens im wesentlichen mittig zwischen den jeweils
einander gegenüberliegenden Stirnflächen schneidet. Der Elek
tronenstrahl nimmt dann im Hinblick auf die Symmetrie des Ma
gnetfeldes zu der die Mittelachsen der im Bereich des Elek
tronenstrahls befindlichen Abschnitte der Schenkel der Joche
enthaltenden Ebene einen Verlauf, der in besonders weitgehen
der Weise sicherstellt, daß die auf dem Weg des Elektronen
strahls durch den auf der einen Seite der genannten Ebene be
findlichen Teil des Magnetfeldes auftretenden Defokussie
rungserscheinungen auf dem Weg des Elektronenstrahls durch
den auf der anderen Seite der genannten Ebene befindlichen
Teil des Magnetfeldes wieder eliminiert werden.
Wenn vorstehend von der Hauptausbreitungsrichtung des Elek
tronenstrahls gesprochen wird, ist darunter die Richtung des
Elektronenstrahls zu verstehen, die dieser bezüglich der beiden Pol
schuhe bzw. deren Polflächen aufweist, wenn der Elektronen
strahl die zwischen den beiden durch die Ablenkung des Elek
tronenstrahls erreichbaren Endpositionen liegende mittlere
Position einnimmt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die
Schenkel der Joche sich dicht bei dem abzulenkenden Elektro
nenstrahl befinden, mit der Folge, daß die Leistung, die den
Wicklungen zugeführt werden muß, um eine bestimmte Ablenkung
des Elektronenstrahls zu bewirken, gering ist und die Elektro
magnete klein und kostengünstig sind. Besonders günstige Ver
hältnisse ergeben sich, wenn der Querschnitt des schachtför
migen Gehäuseteiles gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
die für einen ungehinderten Durchtritt des Elektronenstrahls
erforderliche Größe nicht wesentlich übersteigt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Röntgenröhre in schematischer
Darstellung im Längsschnitt,
Fig. 2 in teilweiser Darstellung einen Schnitt gemäß der Li
nie II-II in Fig. 3, und
Fig. 3 in teilweiser Darstellung einen Schnitt gemäß der Li
nie III-III in Fig. 2.
Die Röntgenröhre gemäß Fig. 1 weist eine feststehende Kathode
1 und eine insgesamt mit 2 bezeichnete Drehanode auf, die in
einem vakuumdichten, evakuierten Vakuumgehäuse 3 angeordnet
sind, das seinerseits in einem mit einem elektrisch isolie
renden, flüssigen Kühlmedium, z. B. Isolieröl, gefüllten
Schutzgehäuse 4 aufgenommen ist. Die Drehanode 2 ist mittels
zweier Wälzlager 6, 7 und einer Lagerhülse 8 auf einer fest
stehenden Achse 5 in dem Vakuumgehäuse 3 drehbar gelagert.
Die zu der Mittelachse M der Achse 5 rotationssymmetrisch
ausgebildete Drehanode 2 weist eine beispielsweise mit einer
Schicht einer Wolfram-Rhenium-Legierung versehene Auftreff
fläche 9 auf, auf die ein von der Kathode 1 ausgehender Elek
tronenstrahl 10 zur Erzeugung von Röntgenstrahlung auftrifft.
(In den Fig. 1 und 3 ist nur die Mittelachse des Elektronen
strahls 10 strichliert dargestellt.) Das entsprechende Nutz
strahlenbündel, von dem in Fig. 1 nur der Zentralstrahl Z
dargestellt ist, tritt durch in dem Vakuumgehäuse 3 und dem
Schutzgehäuse 4 vorgesehene, miteinander fluchtend angeordne
te Strahlenaustrittsfenster 11 und 12 aus.
Zum Antrieb der Drehanode 2 ist ein insgesamt mit 13 bezeich
neter, als Kurzschlußläufermotor ausgebildeter Elektromotor
vorgesehen, der einen auf das Vakuumgehäuse 3 aufgesetzten
Stator 15 und einen innerhalb des Vakuumgehäuses 3 befindli
chen, drehfest mit der Drehanode 2 verbundenen Rotor 16 auf
weist.
An das Erdpotential 17 führende, abgesehen von einem die Ka
thode 1 tragenden Isolator 20 und zwei die Achse 5 aufnehmen
den Isolatoren 22 und 24 aus metallischem Werkstoff gebildete
Vakuumgehäuse 3 ist ein trichterförmiger Gehäuseabschnitt 18
angesetzt, der über ein schachtförmiges Gehäuseteil 18a mit
dem übrigen Vakuumgehäuse 3 verbunden ist. Die Kathode 1 ist
an dem trichterförmigen Gehäuseabschnitt 18 mittels des Iso
lators 20 angebracht. Die Kathode 1 befindet sich somit sozu
sagen in einer besonderen Kammer des Vakuumgehäuses 3, die
mit diesem über das schachtförmige Gehäuseteil 18a verbunden
ist.
Die positive Hochspannung +U für die Drehanode 2 liegt an der
Achse 5 an, die vakuumdicht in dem Isolator 22 aufgenommen
ist. Der Röhrenstrom fließt also über die Wälzlager 6 und 7.
Wie aus der schematischen Darstellung der Fig. 1 ersichtlich
ist, liegt an dem einen Anschluß der Kathode 1 die negative
Hochspannung -U an. Zwischen den beiden Anschlüssen der Ka
thode 1 liegt die Heizspannung UH. Die zu der Kathode 1, der
Achse 5, dem Vakuumgehäuse 3 und dem Stator 15 führenden Lei
tungen stehen mit einer außerhalb des Schutzgehäuses 4 be
findlichen, nicht dargestellten Spannungsversorgung an sich
bekannter Art in Verbindung, die die zum Betrieb der Röntgen
röhre erforderlichen Spannungen liefert. Aus den vorstehenden
Ausführungen wird deutlich, daß die Röntgenröhre gemäß Fig. 1
zweipolig ausgeführt ist.
Aus der Fig. 1 ist ersichtlich, daß der von der Kathode 1
ausgehende Elektronenstrahl 10 auf seinem Weg zur Drehanode 2
durch das schachtförmige Gehäuseteil 18a verläuft. Das
schachtförmige Gehäuseteil 18a begrenzt also eine Blendenöff
nung 27. Deren Abmessungen sind derart gewählt, daß sie die
für einen ungehinderten Durchtritt des Elektronenstrahls 10
erforderlichen Abmessungen nicht wesentlich überschreitet.
Das trichterförmige Gehäuseteil 18 und die in Fig. 1 obere
Wand des Vakuumgehäuses 3 - zumindest diese Teile, vorzugs
weise jedoch alle metallischen Teile des Vakuumgehäuses 3
sind aus unmagnetischen Materialien, z. B. Edelstahl, gebildet
- begrenzen somit einen außerhalb des Vakuumgehäuses 3 be
findlichen, radial nach außen offenen Ringraum, in dem zwei
in Fig. 1 schematisch angedeutete, im Falle des beschriebenen
Ausführungsbeispiels identische Elektromagnete 31a und 31b
angeordnet sind, die dazu dienen, ein magnetisches Ablenkfeld
für den Elektronenstrahl 10 zu erzeugen, das diesen senkrecht
zur Zeichnungsebene der Fig. 1 ablenkt.
Beide Elektromagnete 31a, 31b weisen gemäß den Fig. 2 und 3
ein U-förmiges Joch 33a bzw. 33b mit durch einen Basisab
schnitt 34a bzw. 34b miteinander verbundenen Schenkeln 35a,
36a bzw. 35b, 36b und eine den Basisabschnitt 34a bzw. 34b um
gebende Wicklung 37a bzw. 37b auf. Die Enden der Schenkel 35a,
36a bzw. 35b, 36b bilden Polschuhe 39a, 40a bzw. 39b, 40b, de
ren jeweilige Polflächen 41a, 42a bzw. 41b, 42b eben und par
allel zueinander verlaufen.
Die Elektromagnete 31a und 31b sind miteinander zugewandten
Polflächen 41a, 42a und 41b, 42b derart angeordnet, daß sich
das schachtförmige Gehäuseteil 18a zwischen den Schenkeln 35a,
36a, 35b und 36b befindet. Die Schenkel 35a, 36a, 35b und 36b
sind derart angeordnet, daß sie sich dicht bei dem schachtför
migen Gehäuseteil 18a befinden oder wie in den Figuren darge
stellt an diesem anliegen.
Die Wicklungen 37a und 37b der Elektromagneten 31a und 31b
stehen mit ihren mit ISa und Isb bezeichneten Anschlüssen mit einer
nicht dargestellten Stromquelle in Verbindung, die im Betrieb
der Röntgenröhre einen Strom durch die Wicklungen 37a und 37b
fließen läßt. Der Wicklungssinn und die Polung der Wicklungen
sind dabei derart gewählt, daß die sich im Bereich der Polflä
chen 41a, 42a bzw. 41b, 42b ausbildenden, einander gegenüber
liegenden Magnetpole gleiche Polarität aufweisen.
Wenn es sich bei dem durch die Wicklungen 37a, 37b fließenden
Strom um einen Gleichstrom handelt, wird der durch die durch die beiden
Joche 33a und 33b begrenzte Öffnung verlaufende Elektronen
strahl 10 statisch abgelenkt, so daß die statische Lage des
Brennfleckes justiert werden kann. Auf diese Weise ist es
beispielsweise bei der Verwendung der Röntgenröhre in einem
Computertomographen möglich, die Lage des Brennfleckes rela
tiv zu dem Drehzentrum der Gantry des Computertomographen und
zu dem der Röntgenröhre gegenüberliegend an der Gantry ange
brachten Strahlendetektor zu justieren.
Falls eine periodische Ablenkung des Elektronenstrahls 10 er
wünscht ist, hat der von der Ablenkschaltung gelieferte Strom
einen beispielsweise sägezahn-, sinus- oder dreieckförmigen
Verlauf.
Die in an sich bekannter Weise aus dünnen Blechlamellen auf
gebauten Joche 33a und 33b sind derart geformt und angeord
net, daß die Schenkel 35a und 35b sowie die Schenkel 36a und
36b gemeinsame Mittelachsen M1a und M1b bzw. M2a bis M2b auf
weisen, die wenigstens im wesentlichen in einer gemeinsamen
Ebene E liegen. Die Schenkel 35a, 36a bzw. 35b, 36b sind im
Bereich ihrer mit den Basisabschnitten 34a bzw. 34b verbunde
nen Enden abgekröpft, um Raum für die Wicklungen 37a bzw. 37b
zu schaffen. Die im Falle des beschriebenen Ausführungsbei
spiels geradlinigen Schenkel 35a, 36a und 35b, 36b weisen ei
ne Länge La, Lb auf, die so bemessen ist, daß die strichliert
dargestellte Hauptausbreitungsrichtung R des Elektronen
strahls 10 die die Mittelachsen M1a und M1b einerseits und die
Mittelachsen M2a und M2b andererseits in der Mitte der Luft
spalte schneidende Gerade wenigstens im wesentlichen in der
Mitte schneidet.
Es versteht sich, daß zur Vermeidung von Beeinträchtigungen
der Magnetisierungseigenschaften die Blechlamellen nach ihrer
Bearbeitung (schneiden und biegen) geglüht werden müssen, um
durch die Bearbeitung bedingter Gefügeänderungen wieder rück
gängig zu machen.
Die Elektromagnete 31a und 31b sind derart an dem Vakuumge
häuse 3 angebracht, daß die Hauptausbreitungsrichtung R des
Elektronenstrahls 10 wenigstens im wesentlichen rechtwinklig
zu der Ebene E verläuft, wie dies aus Fig. 1 in Verbindung
mit den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wobei in Fig. 3
auch der Verlauf des Elektronenstrahls 10 für die beiden
durch die Ablenkung des Elektronenstrahls 10 erreichbaren
Endpositionen punktiert dargestellt und mit R' und R'' be
zeichnet ist.
Infolge der beschriebenen Ausbildung der Elektromagnete 31a
und 31b ist das sich ausbildende resultierende Magnetfeld der
Elektromagnete 31a und 31b zu der Ebene E symmetrisch und in
der wenigstens im wesentlichen rechtwinklig zu der Hauptaus
breitungsrichtung R des Elektronenstrahls 10 stehenden Ebene
E wenigstens im wesentlichen homogen. Dies und die beschrie
benen Anordnung der Elektromagnete 31a und 31b relativ zu dem
Vakuumgehäuse 3 hat zur Folge, daß Defokusierungserscheinun
gen, die auftreten, wenn der Elektronenstrahl 10 auf seinem
Weg durch das schachtförmige Gehäuseteil 18a den auf der ei
nen Seite der Ebene E befindlichen Teil des Magnetfeldes
durchläuft, praktisch vollständig wieder rückgängig gemacht
werden, wenn der Elektronenstrahl 10 den auf der anderen Sei
te der Ebene E liegenden Teil des Magnetfeldes durchläuft.
Durch die beschriebene Anordnung der Elektromagnete 31a und
31b wird weiter erreicht, daß sich die Schenkel 35a, 36a und
35b, 36b sehr nahe bei dem Elektronenstrahl 10 befinden kön
nen und somit nur eine geringe Leistung zur Ablenkung des
Elektronenstrahls 10 erforderlich ist. Zum anderen kann die
Verlustleistung der Elektromagnete 31a und 31b problemlos an
das in dem Schutzgehäuse befindliche Kühlmedium abgegeben
werden.
Außerdem sind die Elektromagnete 31a und 31b sehr kompakt und
können sehr leicht, beispielsweise mittels zweier mit dem Va
kuumgehäuse 3 verschraubter Klemmteile 38 an dem Vakuumgehäu
se 3 fixiert werden.
Es versteht sich, daß bei der Dimensionierung des schachtför
migen Gehäuseteiles 18a und damit der Blendenöffnung 27 die
Größe der Ablenkung des Elektronenstrahls 10 mittels der
Elektromagnete 31a und 31b berücksichtigt ist.
Im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels befinden sich
die Elektromagnete 31a und 31b vollständig außerhalb des Vaku
umgehäuses 3. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen
oder beide Elektromagnete 31a bzw. 31b ganz oder teilweise
innerhalb des Vakuumgehäuses 3 anzuordnen.
Da das Vakuumgehäuse 3 auf Erdpotential und damit einem posi
tiveren Potential als die Kathode 1 liegt, wird ein großer
Teil der von der Drehanode 2 zurückgestreuten Elektronen von
den die Blendenöffnung 27 begrenzenden und an diese anschlie
ßenden Bereichen des Vakuumgehäuses 3 eingefangen. Abgesehen
von seiner eigentlichen Aufgabe erfüllt das Vakuumgehäuse 3
insbesondere im Bereich des Gehäuseteiles 18a also die Funk
tion einer zur Verminderung der extrafokalen Strahlung die
nenden Blende.
Da das die Blendenöffnung 27 im wesentlichen begrenzende bzw.
aufweisende Gehäuseteil 18a eventuell von einem kleinen Be
reich abgesehen, in dem die Schenkel 35a, 36a und 35b, 36b an
der Außenseite des Gehäuseteiles 18a anliegen können, direkt
mit in dem Schutzgehäuse 4 befindlichen Kühlmedium in Kontakt
stehen, ist eine gute Kühlung gewährleistet, so daß thermi
sche Probleme nicht auftreten können.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Röntgenröhre handelt es sich
um eine sogenannte zweipolige Röntgenröhre. Die erfindungsge
mäße Röntgenröhre kann aber auch als sogenannte einpolige
Röntgenröhre ausgeführt sein. Dann führen das Vakuumgehäuse 3
und die Drehanode 2 das gleiche Potential, nämlich Erdpoten
tial 17, während an der Kathode 1 die negative Hochspannung -
U liegt. Um zu erreichen, daß die Drehanode 2 und das Vakuum
gehäuse 3 beide auf Erdpotential 17 liegen, kann z. B. anstel
le des Isolators 22 und/oder des Isolators 24 ein aus einem
elektrisch leitenden Werkstoff gebildetes Lagerschild
vorgesehen sein, so daß eine elektrisch leitende Verbindung
zwischen der Drehanode 2 und dem Vakuumgehäuse 3 besteht. Al
ternativ oder zusätzlich kann die Achse 5 mit Erdpotential 17
verbunden sein.
Obwohl die Erfindung ausschließlich anhand einer Röntgenröhre
mit einer in Wälzlagern gelagerten Drehanode erläutert wurde,
kann sie auch bei Röntgenröhren mit einer in Gleitlagern ge
lagerten Drehanode, bei sog. Drehröhren (das Vakuumgehäuse
rotiert samt Anode) und bei Röntgenröhren mit fester Anode
Verwendung finden.
Claims (8)
1. Röntgenröhre mit einer Kathode (1) und einer Anode (2),
welche in einem Vakuumgehäuse (3) angeordnet sind, wobei zur
Ablenkung des von der Kathode (1) zu der Anode (2) verlaufen
den Elektronenstrahls (10) zwei Elektromagnete (31a, 31b)
vorgesehen sind, von denen jeder ein Joch (33a, 33b) mit
zwei durch einen Basisabschnitt (34a, 34b) miteinander ver
bundenen Schenkeln (35a, 36a, 35b, 36b) und eine den Basisab
schnitt (34a, 34b) umgebende Wicklung (37a, 37b) aufweist,
wobei die Stirnflächen (41a, 42a, 41b, 42b) der Schenkel
(35a, 36a, 35b, 36b) der beiden Joche (33a, 33b) unter Ein
haltung eines Luftspaltes einander gegenüberliegend angeord
net sind, wobei einander gegenüberliegende Magnetpole gleiche
Polarität aufweisen, und der Elektronenstrahl (10) durch die
durch die beiden Joche (33a, 33b) begrenzte Öffnung verläuft.
2. Röntgenröhre nach Anspruch 1, bei der die im Bereich des
Elektronenstrahls befindlichen Abschnitte der Schenkel (35a,
36a, 35b, 36b) wenigstens im wesentlichen parallel zueinander
verlaufen.
3. Röntgenröhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Schenkel
(35a, 36a, 35b, 36b) wenigstens im wesentlichen übereinstim
mende Mittelachsen (M1a, M2a, M1b, M2b) aufweisen.
4. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die
Mittelachsen (M1a, M2a, M1b, M2b) der im Bereich des Elektro
nenstrahls befindlichen Abschnitte der Schenkel (35a, 36a,
35b, 36b) in einer gemeinsamen Ebene (E) liegen, zu der die
Hauptausbreitungsrichtung (R) des Elektronenstrahls (10) we
nigstens im wesentlichen rechtwinklig verläuft.
5. Röntgenröhre nach einem der Ansprüch 1 bis 4, deren Elek
tromagnete (31a, 31b) derart angeordnet sind , daß die Haupt
ausbreitungsrichtung (R) des Elektronenstrahls (10) eine Ge
rade (G) wenigstens im wesentlichen in der Mitte schneidet,
die ihrerseits die Mittelachsen (M1a, M2a, M1b, M2b) der im Be
reich des Elektronenstrahls (10) befindlichen Abschnitte der
Schenkel (35a, 36a, 35b, 36b) unter einem wenigstens im we
sentlichen rechten Winkel wenigstens im wesentlichen mittig
zwischen den jeweils einander gegenüberliegenden Stirnflächen
(41a, 42a, 41b, 42b) schneidet.
6. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die
im Bereich des Elektronenstrahls (10) befindlichen Abschnitte
der Schenkel (35a, 36a, 35b, 36b) geradlinige Mittelachsen
(M1a, M2a, M1b, M2b) aufweisen.
7. Röntgenröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der
Elektronenstrahl (10) auf seinem Weg zu der Anode (2) in
einem schachtförmigen Gehäuseteil (18a) des Vakuumgehäuses
(3) verläuft und bei der das schachtförmige Gehäuseteil
(18a) von den Jochen (33a, 33b) umgeben ist.
8. Röntgenröhre nach Anspruch 7, bei der der Querschnitt des
schachtförmigen Gehäuseteiles (18a) die für einen ungehinder
ten Durchtritt des Elektronenstrahles (10) erforderliche
Größe nicht wesentlich übersteigt.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19731985A DE19731985C1 (de) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | Röntgenröhre mit magnetischer Ablenkung des Elektronenstrahls |
US09/115,598 US6055294A (en) | 1997-07-24 | 1998-07-15 | X-ray tube with magnetic deflection of the electron beam |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19731985A DE19731985C1 (de) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | Röntgenröhre mit magnetischer Ablenkung des Elektronenstrahls |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19731985C1 true DE19731985C1 (de) | 1998-12-10 |
Family
ID=7836840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19731985A Expired - Fee Related DE19731985C1 (de) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | Röntgenröhre mit magnetischer Ablenkung des Elektronenstrahls |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6055294A (de) |
DE (1) | DE19731985C1 (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19830349A1 (de) * | 1997-07-24 | 1999-01-28 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
DE19743163C2 (de) * | 1997-09-30 | 1999-11-11 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
US6529579B1 (en) * | 2000-03-15 | 2003-03-04 | Varian Medical Systems, Inc. | Cooling system for high power x-ray tubes |
US6975895B1 (en) | 2000-03-30 | 2005-12-13 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Modified X-ray tube for use in the presence of magnetic fields |
US6976953B1 (en) | 2000-03-30 | 2005-12-20 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Maintaining the alignment of electric and magnetic fields in an x-ray tube operated in a magnetic field |
US7180981B2 (en) * | 2002-04-08 | 2007-02-20 | Nanodynamics-88, Inc. | High quantum energy efficiency X-ray tube and targets |
US6977991B1 (en) | 2004-01-13 | 2005-12-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Cooling arrangement for an X-ray tube having an external electron beam deflector |
US6975704B2 (en) * | 2004-01-16 | 2005-12-13 | Siemens Aktiengesellschaft | X-ray tube with housing adapted to receive and hold an electron beam deflector |
US7257194B2 (en) * | 2004-02-09 | 2007-08-14 | Varian Medical Systems Technologies, Inc. | Cathode head with focal spot control |
CN101449352A (zh) * | 2006-05-22 | 2009-06-03 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 与旋转阳极移动同步地操纵电子束的x射线管 |
US7965818B2 (en) * | 2008-07-01 | 2011-06-21 | Minnesota Medical Physics Llc | Field emission X-ray apparatus, methods, and systems |
US9504135B2 (en) * | 2010-07-28 | 2016-11-22 | General Electric Company | Apparatus and method for magnetic control of an electron beam |
US8295442B2 (en) * | 2010-07-28 | 2012-10-23 | General Electric Company | Apparatus and method for magnetic control of an electron beam |
US8515012B2 (en) * | 2011-01-07 | 2013-08-20 | General Electric Company | X-ray tube with high speed beam steering electromagnets |
US9324536B2 (en) * | 2011-09-30 | 2016-04-26 | Varian Medical Systems, Inc. | Dual-energy X-ray tubes |
US9524845B2 (en) | 2012-01-18 | 2016-12-20 | Varian Medical Systems, Inc. | X-ray tube cathode with magnetic electron beam steering |
US11282668B2 (en) * | 2016-03-31 | 2022-03-22 | Nano-X Imaging Ltd. | X-ray tube and a controller thereof |
US10636612B2 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-28 | Varex Imaging Corporation | Magnetic assist assembly having heat dissipation |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0460421A1 (de) * | 1990-06-08 | 1991-12-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre |
DE4125926C1 (en) * | 1991-08-05 | 1992-08-27 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | X=ray tube for computer tomography - has vacuum housing with anode and cathode to emit and focus electron beam |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19612698C1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-08-14 | Siemens Ag | Röntgenstrahler mit zwangsgekühlter Drehröhre |
DE19639918C2 (de) * | 1996-09-27 | 2001-02-22 | Siemens Ag | Röntgengerät mit einer Röntgenröhre mit Variofokus |
DE19639920C2 (de) * | 1996-09-27 | 1999-08-26 | Siemens Ag | Röntgenröhre mit variablem Fokus |
DE19645053C2 (de) * | 1996-10-31 | 1999-11-11 | Siemens Ag | Röntgenröhre |
DE19648051A1 (de) * | 1996-11-20 | 1998-05-28 | Siemens Ag | Vakuumgehäuse für eine Elektronenröhre |
-
1997
- 1997-07-24 DE DE19731985A patent/DE19731985C1/de not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-15 US US09/115,598 patent/US6055294A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0460421A1 (de) * | 1990-06-08 | 1991-12-11 | Siemens Aktiengesellschaft | Röntgenröhre |
DE4125926C1 (en) * | 1991-08-05 | 1992-08-27 | Siemens Ag, 8000 Muenchen, De | X=ray tube for computer tomography - has vacuum housing with anode and cathode to emit and focus electron beam |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6055294A (en) | 2000-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19731985C1 (de) | Röntgenröhre mit magnetischer Ablenkung des Elektronenstrahls | |
DE19731982C1 (de) | Röntgenröhre mit Mitteln zur magnetischen Ablenkung | |
DE19645053C2 (de) | Röntgenröhre | |
DE19830349A1 (de) | Röntgenröhre | |
DE19639918C2 (de) | Röntgengerät mit einer Röntgenröhre mit Variofokus | |
DE19639920C2 (de) | Röntgenröhre mit variablem Fokus | |
DE19810346C1 (de) | Röntgenröhre und deren Verwendung | |
EP1220292B1 (de) | Monochromator für geladene Teilchen | |
DE19743163C2 (de) | Röntgenröhre | |
DE19832972A1 (de) | Röntgenstrahler | |
DE19510047C2 (de) | Anode für eine Röntgenröhre | |
DE10235456B4 (de) | Elektronenmikroskopiesystem | |
DE3641488A1 (de) | Kathode mit einrichtungen zur fokussierung eines von der kathode emittierten elektronenstrahls | |
DE19648051A1 (de) | Vakuumgehäuse für eine Elektronenröhre | |
DE19745998A1 (de) | Verwendung einer Röntgenröhre und für diese Verwendung vorgesehene Röntgenröhre | |
DE102007046508B4 (de) | Bestrahlungsanlage mit einem Strahlführungsmagneten | |
EP0460421A1 (de) | Röntgenröhre | |
DE10025807A1 (de) | Röntgenröhre mit Flachkathode | |
DE19949978A1 (de) | Elektronenstoßionenquelle | |
EP0036618B1 (de) | Hochstrom-Elektronenquelle | |
DE3438987A1 (de) | Auger-elektronenspektrometer mit hoher aufloesung | |
WO2008017376A1 (de) | Fokussiervorrichtung für elektronenstrahl mit spulenwindung, ferromagnetischem kern und permanentmagnet | |
WO2021121831A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum konditionieren von kontaktstücken für elektroden einer vakuumschaltröhre | |
DE19614222C1 (de) | Röntgenröhre mit ringförmiger Anode | |
DE3036495C2 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |