DE202021103476U1 - Modulare Kathodeneinrichtung mit einem Schachtblech - Google Patents

Modulare Kathodeneinrichtung mit einem Schachtblech Download PDF

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Abstract

Modulare Kathodeneinrichtung (10) für eine Röntgenröhre, aufweisend
- einen Fokuskopf (11) mit einem Schacht (12) zur Fokussierung emittierter Elektronen und
- einen Elektronenemitter (13), welcher zumindest teilweise in dem Schacht (12) angeordnet ist, gekennzeichnet durch
- ein Schachtblech (14) zur Beeinflussung der Fokussierung, welches mit dem Fokuskopf (11) verbunden ist sowie den Schacht (12) teilweise abdeckt und somit ein Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine modulare Kathodeneinrichtung, eine modulare duale Kathodeneinrichtung und eine Röntgenröhre.
  • Röntgenstrahlung wird herkömmlicherweise in einer Röntgenröhre generiert. Innerhalb dieser herrscht ein Vakuum, so dass von einem Elektronenemitter emittierte Elektronen in Richtung einer Anode beschleunigt werden und bei der Wechselwirkung in einem Brennfleck auf der Anode die Röntgenstrahlung generieren. Die geometrische Ausdehnung (oder auch Fokusgröße) des Brennflecks gibt beispielsweise eine maximale Ortsauflösung vor, welche mit der generierten Röntgenstrahlung z.B. bei einer Bildgebung erreicht werden kann. Weiterhin hängt die maximale Dosis der Röntgenstrahlung unter anderem von der geometrischen Ausdehnung ab. Da bis zu 99% der kinetischen Energie der Elektronen in Wärme umgewandelt wird, setzt die Physik und die Materialeigenschaften, insbesondere die technisch realisierbare Entwärmung, der Anode einer beliebigen Dosiserhöhung Grenzen, um die Anode zerstörungsfrei betreiben zu können.
  • Der Brennfleck, insbesondere dessen geometrische Ausdehnung, unterscheidet sich regelmäßig von Anwendung wie z.B. der medizinischen Bildgebung zu Anwendung wie z.B. der Werkstoffprüfung. Aufgrund der vielfältigen Anwendungen sind üblicherweise verschiedene Röntgenröhren vorzuhalten, welche nur teilweise dieselben Bauteile enthalten.
  • Zur Beeinflussung des Brennflecks ist beispielsweise die Verwendung einer elektromagnetischen oder elektrostatischen Ablenkeinheit bekannt. Weitere Möglichkeiten umfassen die Verwendung eines Sperrgitters zwischen Anode und Elektronenemitter oder eines segmentierten Feldeffekt-Emitters. Aus der EP 3 358 596 A1 ist die Beeinflussung des Brennflecks mittels einer spezifischen Fokuskopfgeometrie bekannt. Dabei kann die Tiefe des Schachts im Fokuskopf oder die Höhe des Kegelstumpfs des Schachts variiert werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine modulare Kathodeneinrichtung, eine modulare duale Kathodeneinrichtung und eine Röntgenröhre anzugeben, bei welchen der Brennfleck konstruktiv einfacher beeinflussbar ist.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße modulare Kathodeneinrichtung für eine Röntgenröhre weist
    • - einen Fokuskopf mit einem Schacht zur Fokussierung emittierter Elektronen und
    • - einen Elektronenemitter auf, welcher zumindest teilweise in dem Schacht angeordnet ist, gekennzeichnet durch
    • - ein Schachtblech zur Beeinflussung der Fokussierung, welches mit dem Fokuskopf verbunden ist sowie den Schacht teilweise abdeckt und somit ein Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Schachtblech als Emissionsfenster eine zentrale Aussparung auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform verläuft das Schachtblech nicht vollständig entlang des Umfangs des Schachts.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist eine äußere Form des Schachtblechs rechteckig.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der dem Emissionsfenster zugewandte Rand des Schachtblechs zumindest bereichsweise abgeschrägt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Schachtblech so herum angeordnet, dass sich das Emissionsfenster in Emissionsrichtung verjüngt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der dem Emissionsfenster zugewandte Rand des Schachtblechs zumindest bereichsweise abgerundet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Schachtblech mit dem Fokuskopf mittels Punktschweißung, Laserschweißung, WIG-Schweißung, Verschraubung und/oder Verstemmung verbunden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Elektronenemitter ein Feldeffekt-Emitter oder ein thermionischer Emitter.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind der Elektronenemitter und das Schachtblech aus demselben Halbzeug gefertigt.
  • Gemäß einer Ausführungsform besteht das Schachtblech aus demselben Material wie der Fokuskopf oder aus einem Material, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einer Abweichung bis zu ±15% in Bezug auf das Material des Fokuskopfs aufweist.
  • Die erfindungsgemäße modulare duale Kathodeneinrichtung weist die modulare Kathodeneinrichtung auf, wobei der Fokuskopf einen weiteren Schacht zur Fokussierung emittierter Elektronen aufweist und wobei die modulare duale Kathodeneinrichtung ferner einen weiteren in dem weiteren Schacht zumindest teilweise angeordneten Elektronenemitter und ein weiteres Schachtblech zur Beeinflussung der Fokussierung aufweist, welches mit dem Fokuskopf verbunden ist sowie den weiteren Schacht teilweise abdeckt und somit ein weiteres Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt.
  • Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich das Schachtblech und das weitere Schachtblech in ihrer Blechdicke.
  • Gemäß einer Ausführungsform unterscheiden sich der Elektronenemitter und der weitere Elektronenemitter in ihrem relativen Emittersitz.
  • Gemäß einer Ausführungsform sind der Schacht und der weitere Schacht derart zueinander in einem Winkel kleiner 180° angeordnet, dass sich die Emissionsrichtung des Elektronenemitters und die Emissionsrichtung des weiteren Elektronenemitters schneiden.
  • Die erfindungsgemäße Röntgenröhre weist ein evakuiertes Röntgenröhrengehäuse, eine Anode zur Generierung von Röntgenstrahlung und die in dem Röntgenröhrengehäuse angeordnete Kathodeneinrichtung auf.
  • Die modulare Kathodeneinrichtung, die modulare duale Kathodeneinrichtung und die Röntgenröhre weisen insbesondere folgende Vorteile auf:
    • Die Verwendung des Schachtblechs ermöglicht die konstruktiv einfach umzusetzende Begrenzung des Emissionsfenster. Das Emissionsfenster kann je nach Anwendungsfall vorteilhafterweise lediglich durch die Einstellung der relativen Position des Schachtblechs zum Schacht im Fokuskopf festgelegt werden. Die Ausgestaltung des Emissionsfensters ist wesentlich für die Beeinflussung des Brennflecks, weil das elektrische Feld, welches die Fokussierung der emittierten Elektronen und die Ausrichtung derselben in Richtung des Brennflecks bewirkt, durch das das Emissionsfenster festlegende Schachtblech veränderbar ist.
  • Ein weiterer Vorteil kann sein, dass mehrere Kathodeneinrichtungen mit verschiedenen Emissionsfenster für unterschiedliche Brennflecke aus den im Wesentlichen gleichen Teilen aufgebaut werden können. Die modulare Kathodeneinrichtung erhöht vorteilhafterweise also den Anteil an Gleichteilen bei der Fertigung der Kathodeneinrichtung. Vorteilhafterweise ist auch ein Grad an Automatisierung dadurch erhöhbar. Die Verwendung von Gleichteilen kommt regelmäßig mit einem Kostenvorteil daher.
  • Es ist weiterhin vorteilhaft, dass die relative Position des Schachtblechs zum Schacht im Fokuskopf in einer Entwicklungsphase der Kathodeneinrichtung vergleichsweise einfach optimiert werden kann, denn diese relative Position ist aufgrund des modularen Aufbaus veränderbar. Alternativ oder zusätzlich kann ein Vorteil sein, dass eine Fertigungszeit der Kathodeneinrichtung aufgrund des fehlerverzeihenden Aufbaus und/oder Designs verringert ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Grundsätzlich werden in der folgenden Figurenbeschreibung im Wesentlichen gleichbleibende Strukturen und Einheiten mit demselben Bezugszeichen wie beim erstmaligen Auftreten der jeweiligen Struktur oder Einheit benannt.
  • Es zeigen:
    • 1 eine modulare Kathodeneinrichtung,
    • 2 die modulare Kathodeneinrichtung in einer weiteren Ansicht,
    • 3 eine Ausführungsform des Schachtblechs in einer Detailansicht,
    • 4 eine weitere Ausführungsform des Schachtblechs,
    • 5 eine alternative Ausführungsform des Schachtblechs,
    • 6 eine vorteilhafte Weiterbildung der modularen Kathodeneinrichtung,
    • 7 eine modulare duale Kathodeneinrichtung,
    • 8 die modulare duale Kathodeneinrichtung in einer weiteren Ansicht und
    • 9 eine Röntgenröhre.
  • 1 zeigt eine modulare Kathodeneinrichtung 10 in einer Seitenansicht. Die modulare Kathodeneinrichtung 10 weist einen Fokuskopf 11, einen Elektronenemitter 13 und ein Schachtblech 14 auf.
  • In dem Fokuskopf 11 ist ein Schacht 12 vorgesehen. Der Schacht 12 dient insbesondere der Fokussierung emittierter Elektronen. Dafür formt der Schacht 12 das am Fokuskopf 11 im Betrieb erzeugte elektrische Feld. Der Schacht 12 kann eine im Wesentlichen quader- oder würfelförmige Form aufweisen. Der Schacht 12 kann alternativ zylinderförmig oder kugelförmig sein. Der in 1 gezeigte Schacht 12 ist lediglich in Emissionsrichtung offen. Das bedeutet, der Schacht 12 durchdringt den Fokuskopf nicht vollständig und daher weist der Fokuskopf einen U-förmigen Querschnitt auf. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Schacht 12 in einer alternative Ausführungsform den Fokuskopf 11 vollständig durchdringt.
  • Der Elektronenemitter 13 ist für eine Emission von Elektronen ausgebildet, wobei die Emissionsrichtung im Betrieb der Kathodeneinrichtung 10 im Wesentlichen senkrecht auf dem Fokuskopf 11 steht und in 1 mit einem Pfeil gekennzeichnet ist. Die tatsächliche Emissionsrichtung hängt insbesondere von dem elektrischen Potential des Fokuskopfs 11, der angelegten Beschleunigungsspannung zwischen dem Fokuskopf 11 und einer nicht gezeigten Anode und/oder der Ausgestaltung des Elektronenemitters 13 beim Betrieb der Kathodeneinrichtung 10 ab.
  • Der Elektronenemitter 13 ist insbesondere ein Feldeffekt-Emitter oder ein thermionischer Emitter. Der Feldeffekt-Emitter weist typischerweise Kohlenstoffnanoröhrchen oder Siliziumnanoröhrchen auf. Die Elektronenemission beim Feldeffekt-Emitter wird typischerweise durch das Anlegen einer Gatespannung erwirkt, welche durch das in den Spitzen der Nanoröhrchen auftretenden elektrischen Felds die Elektronen aus diesen Nanoröhren extrahiert, wodurch der Elektronenstrom gebildet wird. Zusätzlich zum Schalten mittels der Gatespannung kann das Sperren eines generierten Elektronenstroms mittels eines Sperrgitters erfolgen. Den Nanoröhrchen kann eine Strombegrenzungseinheit vorgeschaltet sein. Der thermionische Emitter ist beispielsweise ein Wendelemitter oder ein Flachemitter, welche direkt oder indirekt geheizt sein können.
  • Der Elektronenemitter 13 ist zumindest teilweise in dem Schacht 12 angeordnet. Der Elektronenemitter 13 ragt also teilweise in den Schacht 12 in Bezug auf die Emissionsrichtung hinein. In anderen Worten ragt der Elektronenemitter 13 teilweise in Emissionsrichtung aus dem Schacht 12 heraus. Dass der Elektronenemitter 13 zumindest teilweise in dem Schacht 12 angeordnet ist, umfasst insbesondere jede Anordnung des Elektronenemitters 13, bei welcher die äußere Form des Elektronenemitters 13 und eine imaginäre Abdeckung des Schachts entlang der Oberfläche des Fokuskopfs 11 sich schneiden sowie bei welcher der Schacht 12 den Elektronenemitter 13 vollständig aufnimmt.
  • Das Schachtblech 14 ist zur Beeinflussung der Fokussierung der emittierten Elektronen ausgebildet, indem das Schachtblech 14 das am Fokuskopf 11 im Betrieb erzeugte elektrische Feld beeinflusst, wodurch die fokussierende Wirkung des Schachtes 12 verändert wird. Das Schachtblech 14 ist mit dem Fokuskopf 11 in diesem Ausführungsbeispiel mittels Punktschweißung verbunden. Alternativ kann die Verbindung mittels Laserschweißung, WIG-Schweißung, Verschraubung und/oder Verstemmung erfolgen. Die Verbindung kann lösbar oder fest sein. Typischerweise ist das Schachtblech 14 elektrisch mit dem Fokuskopf 11 verbunden und weist das elektrische Potential des Fokuskopfs 11 auf.
  • Das Schachtblech 14 besteht typischerweise aus demselben Material wie der Fokuskopf 11 oder aus einem Material, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einer Abweichung bis zu ±50%, insbesondere ±25%, vorzugsweise ±15% in Bezug auf das Material des Fokuskopfs 11 aufweist. Das Material weist typischerweise einen hohen Schmelzpunkt auf. Für den Fokuskopf 11 geeignete Materialien sind insbesondere Nickel, Molybdän, Edelstahl und/oder Wolfram. Das Schachtblech 14 kann einstückig oder aus mehreren Schachtblechstücken zusammengesetzt sein.
  • Das Schachtblech 14 deckt den Schacht 12 teilweise ab. Das Schachtblech 14 deckt den Schacht 12 insbesondere maximal teilweise, insbesondere also nicht vollständig ab. Für die partielle Abdeckung des Schachts 12 ragt das Schachtblech 14 über den Rand des Schachts 12. Das Abdecken des Schachts 12 bedeutet, dass das Schachtblech 14 über den Schacht 12 derart angeordnet ist, dass der abgedeckte Bereich im Wesentlichen verschlossen ist. Das Schachtblech 14 kann insbesondere achsen- und/oder punktsymmetrisch ausgebildet sein.
  • Das Schachtblech 14 bewirkt insbesondere, dass ein Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt ist. Das Emissionsfenster ist definiert als der lichte Raum über dem Schacht 12, welcher nicht vom Schachtblech 14 abgedeckt ist. Je mehr der Schacht 12 abgedeckt ist, desto kleiner ist das Emissionsfenster. Das Emissionsfenster ist insbesondere für diejenigen emittierten Elektronen vorgesehen, welche innerhalb des Schachts 12 mittels des Elektronenemitters 13 emittiert werden. Außerhalb des Schachts 12 emittierte Elektronen treten typischerweise nicht durch das Emissionsfenster hindurch.
  • Die Position des Schachtblechs 14 relativ zum Schacht 12, insbesondere also der Grad der partiellen Abdeckung des Schachts 12, beeinflusst aufgrund der Veränderungen des elektrischen Felds zumindest einen Teil der Elektronen, welche auf der nicht gezeigten in Emissionsrichtung vorgesehenen Anode einen Brennfleck erzeugen.
  • 2 zeigt die modulare Kathodeneinrichtung 10 der 1 aus einer Vogelperspektive.
  • In dieser Ansicht wird deutlich, dass das Schachtblech 14 in dieser Ausführungsform streifenförmig ist. Eine äußere Form des Schachtblechs 14 ist rechteckig. Alternativ kann die äußere Form auch elliptisch oder vieleckig sein. Das Schachtblech 14 verläuft nicht vollständig entlang des Umfangs des Schachts 12. In anderen Worten ist das Emissionsfenster nur von einer Seite des Schachts 12 durch das Schachtblech 14 begrenzt.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform des Schachtblechs 14 in einer Detailansicht. Das Schachtblech 14 weist als Emissionsfenster eine zentrale Aussparung auf. Die zentrale Aussparung wird typischerweise mittig über dem Schacht 12 oder mittig über dem Elektronenemitter 13 angeordnet. Zentral bedeutet, dass im Wesentlichen eine Aussparung im Schachtblech 14 vorgesehen ist, welche vollständig durch das Schachtblech 14 umgegeben ist. In anderen Worten ist ein Rahmen um die zentrale Aussparung durchgängig. Zentral kann bedeuten, dass wenigstens ein Mittelpunkt des Schachtblechs 14 im Bereich der zentralen Aussparung liegt. Der Mittelpunkt der zentralen Aussparung und der Mittelpunkt des Schachtblechs 14 können zueinander einen Abstand größer null aufweisen. Die zentrale Aussparung ist typischerweise rechteckig, quadratisch, elliptisch oder vieleckig.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schachtblechs 14 mit der zentralen Aussparung in einer Seitenansicht. Der dem Emissionsfenster zugewandte Rand des Schachtblechs 14 ist zumindest bereichsweise abgeschrägt. Vorteilhafterweise ist das Schachtblech 14 so herum angeordnet, dass sich das Emissionsfenster in Emissionsrichtung verjüngt.
  • 5 zeigt eine zur 4 alternative Ausführungsform des Schachtblechs 14 mit der zentralen Aussparung in einer Seitansicht. Der dem Emissionsfenster zugewandte Rand des Schachtblechs 14 ist zumindest teilweise abgerundet.
  • 6 zeigt aus einer Vogelperspektive eine vorteilhafte Weiterbildung der Kathodeneinrichtung 10 im Detail. Dabei sind der Elektronenemitter 13 und das Schachtblech 14 aus demselben Halbzeug gefertigt. Der Elektronenemitter 13 und das Schachtblech 14 werden also insbesondere durch ein Aufschweißen des Halbzeugs getrennt. In diesem Fall ist die Blechdicke des Schachtblechs 14 und des Elektronenemitters 13 identisch.
  • Beispielhaft ist in 6 gezeigt, dass der Elektronenemitter 13 ein Flachemitter ist, welcher mäanderförmig ausgebildet ist, während das Schachtblech 14 dazu im Wesentlichen komplementär ist. Der Flachemitter kann insbesondere gemäß der DE 10 2008 011 841 B4 ausgebildet sein.
  • 7 zeigt eine modulare duale Kathodeneinrichtung 20 in einer Seitenansicht. Die modulare duale Kathodeneinrichtung 20 weist die modulare Kathodeneinrichtung 10 auf. Der Fokuskopf 11 weist einen weiteren Schacht 22 zur Fokussierung emittierter Elektronen auf. Die modulare duale Kathodeneinrichtung 20 weist ferner einen weiteren in dem weiteren Schacht 22 zumindest teilweise angeordneten Elektronenemitter 23 und ein weiteres Schachtblech 24 zur Beeinflussung der Fokussierung auf, welches mit dem Fokuskopf 11 verbunden ist sowie den weiteren Schacht 22 abdeckt und somit ein weiteres Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt. Grundsätzlich ist es denkbar, dass der Fokuskopf 11 weitere Schächte mit jeweiligen Elektronenemittern aufweist, so dass die Kathodeneinrichtung 10, 20 auch mehr als zwei Elektronenemitter aufweisen kann.
  • Die modulare duale Kathodeneinrichtung 20 kann strukturell und funktionell im Wesentlichen symmetrisch aufgebaut sein.
  • Alternativ kann sich die Ausgestaltung des Schachts 12 von der Ausgestaltung des weiteren Schachts 22, die Ausgestaltung des Elektronenemitters 13 von der Ausgestaltung des weiteren Elektronenemitters 23 und/oder die Ausgestaltung des Schachtblechs 14 von der Ausgestaltung des weiteren Schachtblechs 24 unterscheiden. Insbesondere kann die Ausgestaltung der Schächte 12, 22 sowie der Elektronenemitter 13, 23 identisch sein und sich lediglich die Ausgestaltung des Schachtblechs 14 von der Ausgestaltung des weiteren Schachtblechs 24 unterscheiden. Die unterschiedliche Ausgestaltung, z.B. in Form der relativen Positionierung, ermöglicht insbesondere das Einstellen verschiedener Brennflecke, insbesondere derer geometrischen Ausdehnungen.
  • Der Elektronenemitter 13 und der weitere Elektronenemitter 23 können typischerweise im Betrieb der modularen dualen Kathodeneinrichtung 20 gleichzeitig oder konsekutiv Elektronen emittieren. Beispielsweise kann der Elektronenemitter 13 als thermionischer Emitter und der weitere Elektronenemitter 23 als Feldeffekt-Emitter ausgebildet sein.
  • In diesem Ausführungsbeispiel unterscheiden sich das Schachtblech 14 und das weitere Schachtblech 24 in ihrer Blechdicke. Das Schachtblech 14 und das weitere Schachtblech 24 weisen jeweils eine zentrale Aussparung als Emissionsfester auf.
  • Die in 7 eingezeichneten Pfeile kennzeichnen, dass sich der Elektronenemitter 13 und der weitere Elektronenemitter 23 in ihrem relativen Emittersitz unterscheiden. Der Emittersitz ist definiert als die Position und Ausrichtung der Oberkante des jeweiligen Elektronenemitters 13, 23 in Bezug auf die Oberkante des jeweils zugehörigen Schachtblechs 14, 24.
  • Das in 7 gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt weiterhin, dass der Schacht 12 und der weitere Schacht 22 derart zueinander in einem Winkel kleiner 180° angeordnet sind, dass sich die Emissionsrichtung des Elektronenemitters 13 und die Emissionsrichtung des weiteren Elektronenemitters 23 schneiden. In Abhängigkeit der Ausgestaltung der Röntgenröhre schneiden sich die Emissionsrichtungen vorzugsweise in dem Brennfleck.
  • 8 zeigt die modulare duale Kathodeneinrichtung 20 aus einer Vogelperspektive. Die jeweiligen Punkte entlang der Schachtbleche 14, 24 kennzeichnen Verbindungsstellen derselben mit dem Fokuskopf 11.
  • 9 zeigt eine Röntgenröhre 30. Die Röntgenröhre 30 weist ein evakuiertes Röntgenröhrengehäuse 31 auf, welches Metall, Keramik und/oder Glas aufweisen kann. Bei einer Ausführung nur aus Metall weist das Röntgenröhrengehäuse 31 typischerweise ein Röntgenstrahlenaustrittfenster auf. Das evakuierte Röntgenröhrengehäuse 31 ist typischerweise von einem Kühlmedium umgeben. Die Kathodeneinrichtung 10, 20 ist in dem Röntgenröhrengehäuse 31 angeordnet.
  • Die Röntgenröhre 30 weist ferner eine Anode 32 zur Generierung von Röntgenstrahlung auf, welche bei der Wechselwirkung der in dem Brennfleck eintreffenden Elektronen entsteht. Die Anode 32 kann eine Drehanode oder eine Stehanode sein. Die Drehanode ermöglicht typischerweise aufgrund der verbesserten Kühlung eine höhere Röntgenstrahlendosis. Auf der Rückseite umfasst die Anode 32 beispielsweise Grafit zur Entwärmung der Anodenoberfläche, welche im Bereich des Brennflecks beispielsweise Wolfram und/oder Molybdän aufweist. Die in dem Brennfleck der Anode 32 generierte Röntgenstrahlung kann für eine Durchleuchtung eines Patienten und/oder eine Werkstoffprüfung eingesetzt werden. Die Energie der Röntgenstrahlung kann bis zu 150 keV, insbesondere 120 keV betragen.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung dennoch nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 3358596 A1 [0004]
    • DE 102008011841 B4 [0044]

Claims (16)

  1. Modulare Kathodeneinrichtung (10) für eine Röntgenröhre, aufweisend - einen Fokuskopf (11) mit einem Schacht (12) zur Fokussierung emittierter Elektronen und - einen Elektronenemitter (13), welcher zumindest teilweise in dem Schacht (12) angeordnet ist, gekennzeichnet durch - ein Schachtblech (14) zur Beeinflussung der Fokussierung, welches mit dem Fokuskopf (11) verbunden ist sowie den Schacht (12) teilweise abdeckt und somit ein Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt.
  2. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Schachtblech (14) als Emissionsfenster eine zentrale Aussparung aufweist.
  3. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei das Schachtblech (14) nicht vollständig entlang des Umfangs des Schachts (12) verläuft.
  4. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine äußere Form des Schachtblechs (14) rechteckig ist.
  5. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der dem Emissionsfenster zugewandte Rand des Schachtblechs (14) zumindest bereichsweise abgeschrägt ist.
  6. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei das Schachtblech (14) so herum angeordnet ist, dass sich das Emissionsfenster in Emissionsrichtung verjüngt.
  7. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der dem Emissionsfenster zugewandte Rand des Schachtblechs (14) zumindest bereichsweise abgerundet ist.
  8. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schachtblech (14) mit dem Fokuskopf (11) mittels Punktschweißung, Laserschweißung, WIG-Schweißung, Verschraubung und/oder Verstemmung verbunden ist.
  9. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektronenemitter (13) ein Feldeffekt-Emitter oder ein thermionischer Emitter ist.
  10. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Elektronenemitter (13) und das Schachtblech (14) aus demselben Halbzeug gefertigt sind.
  11. Modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Schachtblech (14) aus demselben Material wie der Fokuskopf (11) oder aus einem Material, welches einen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit einer Abweichung bis zu ±15% in Bezug auf das Material des Fokuskopfs (11) aufweist, besteht.
  12. Modulare duale Kathodeneinrichtung (20), aufweisend - eine modulare Kathodeneinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fokuskopf (11) einen weiteren Schacht (22) zur Fokussierung emittierter Elektronen aufweist und wobei die modulare duale Kathodeneinrichtung (20) ferner einen weiteren in dem weiteren Schacht (22) zumindest teilweise angeordneten Elektronenemitter (23) und ein weiteres Schachtblech (24) zur Beeinflussung der Fokussierung aufweist, welches mit dem Fokuskopf (11) verbunden ist sowie den weiteren Schacht (22) teilweise abdeckt und somit ein weiteres Emissionsfenster für ein Durchtreten emittierter Elektronen begrenzt.
  13. Modulare duale Kathodeneinrichtung (20) nach Anspruch 12, wobei sich das Schachtblech (14) und das weitere Schachtblech (24) in ihrer Blechdicke unterscheiden.
  14. Modulare duale Kathodeneinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, wobei sich der Elektronenemitter (13) und der weitere Elektronenemitter (23) in ihrem relativen Emittersitz unterscheiden.
  15. Modulare duale Kathodeneinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der Schacht (12) und der weitere Schacht (22) derart zueinander in einem Winkel kleiner 180° angeordnet sind, dass sich die Emissionsrichtung des Elektronenemitters (13) und die Emissionsrichtung des weiteren Elektronenemitters (23) schneiden.
  16. Röntgenröhre (30), aufweisend - ein evakuiertes Röntgenröhrengehäuse (31), - eine Anode (32) zur Generierung von Röntgenstrahlung und - eine in dem Röntgenröhrengehäuse (31) angeordnete Kathodeneinrichtung (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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