KR101742571B1 - X-ray tube using pulse input - Google Patents

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KR101742571B1
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electrons
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김한석
박진근
윤명훈
이승우
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테크밸리 주식회사
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Abstract

본 발명은, 타겟에 충돌되는 전자빔의 강도를 향상할 수 있으면서도 펄스입력의 이용이 가능한 엑스선 발생장치에 관한 것으로서, 캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부, 상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟 및 상기 전자빔의 경로상에 배치되고 전극이 길이방향으로 교번하여 배치되어 제1전계형성에 의하여 전자를 누적하고 제2전계형성에 따라 타겟으로 방출하는 전계형성부를 포함하며 엑스선 발생장치를 제공한다.The present invention relates to an X-ray generator capable of enhancing the intensity of an electron beam impinging on a target, and capable of using a pulse input. The X-ray generator includes an electron generating portion formed with a cathode electrode to emit an electron beam, And an electric field forming unit arranged on the path of the electron beam and arranged alternately in the longitudinal direction to accumulate electrons by the first electric field formation and discharge the electrons to the target in accordance with the formation of the second electric field, And provides an x-ray generator.

Description

펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치{X-RAY TUBE USING PULSE INPUT}[0001] X-RAY TUBE USING PULSE INPUT USING PULSE INPUT [0002]

본 발명은 엑스선 발생장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 타겟에 충돌되는 전자빔의 강도를 향상할 수 있으면서도 펄스입력의 이용이 가능한 엑스선 발생장치에 관한 것이다. The present invention relates to an X-ray generator, and more particularly, to an X-ray generator capable of enhancing the intensity of an electron beam impinging on a target, and capable of using a pulse input.

엑스선관이란 비접촉 또는 비파괴 방식으로 물체 등을 검사하는 장비의 엑스선 발생원으로 사용되는 것으로, 전자를 소정 타겟에 충돌시켜서 엑스선을 발생하는 장치를 말한다.An X-ray tube is a device used as a source of X-rays for equipment that inspects objects in a non-contact or non-destructive manner. It is a device that generates X-rays by colliding electrons with a target.

실개평3-110753호는 엑스선관, 더욱 구체적으로는 클로즈드 타입(Closed Typr) 엑스선 발생장치를 개시하는데, 유리재질 등의 절연재를 대략 원통형상으로 가공한 튜브가 하측의 본체와 결합하고, 상기 튜브에는 타겟을 지지하는 타겟 지지체가 고정되고, 본체에는 전자총이 수용된다.Open No. 3-110753 discloses an X-ray tube, more specifically a closed-type X-ray generator, in which a tube formed by processing an insulating material such as a glass material into a substantially cylindrical shape is coupled to a lower body, A target support for supporting a target is fixed, and an electron gun is housed in the main body.

상기 전자총으로부터 방출되는 전자는 타겟에 충돌하여 엑스선을 발생하고 상기 엑스선관의 외부로 엑스선을 방출하게 된다.The electrons emitted from the electron gun collide with the target to generate X-rays, and X-rays are emitted to the outside of the X-ray tube.

도 1은 종래기술의 엑스선관을 도시한 도면이다.1 is a view showing an X-ray tube of the prior art.

종래의 엑스선관의 구조를 도 1을 참고하여 설명하면, 도시된 바와 같이 튜브(11)는 유리재질로 이루어지고 내부는 전자의 이동 및 엑스선이 산란이 정확하게 이루어지도록 하기 위하여 진공상태가 유지된다.The structure of a conventional X-ray tube will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, the tube 11 is made of a glass material, and vacuum is maintained in order to transfer electrons and accurately radiate x-rays.

그리고, 튜브(11)의 내부에는 외부로부터 인가되는 고압의 전력이 입력되어 전자가 방출되는 음극부(12)가 배치되고, 상기 음극부(12)에는 한 쌍의 필라멘트(13)가 구비된다. 이러한 음극부(12)에 대향되어 양극부(14) 및 이에 연결되며 임의의 방향으로 엑스선을 방출하는 타겟(15)을 포함한다.The tube 11 is provided with a cathode portion 12 through which a high voltage applied from the outside is inputted to discharge electrons and a pair of filaments 13 are provided in the cathode portion 12. And includes an anode portion 14 and a target 15 connected to the cathode portion 12 and emitting X-rays in an arbitrary direction.

경우에 따라 상기 타겟(15)은 튜브(11)의 내부에서 고속으로 회전 가능하게 축설된 회전축의 선단에 연결되어 음극부에서 방출되는 전자가 충돌되는 등의 다양한 구성을 가지기도 한다.In some cases, the target 15 may have various structures such as colliding with electrons emitted from the cathode portion by being connected to the tip of a rotation axis which is rotatably and rotatably disposed in the tube 11 at a high speed.

또한, 상기 튜브(11)는 외부로 엑스선이 투과되어 방출될 수 있는 투과부(미도시)가 구비된다. In addition, the tube 11 is provided with a transmitting portion (not shown) through which X-rays can be transmitted and emitted to the outside.

이와 같이 구성된 종래의 엑스선관의 동작상태를 설명하면, 외부에서 입력된 고압의 전력을 음극부(12)로 인가하면, 음극부(12)에서는 전자를 방출하여 타겟(15)에 충돌하게 되고, 타겟의 표면은 미세하게 흠이 발생하면서 엑스선이 발생되는 방식으로 이루어진다. The operation of the conventional X-ray tube configured as described above will be described. When a high-voltage power inputted from the outside is applied to the cathode portion 12, electrons are emitted from the cathode portion 12 to collide with the target 15, The surface of the target is made in such a way that an X-ray is generated while a minute blemish occurs.

이와 같이 발생되는 엑스선은 튜브(11)에 구비되는 투과부를 통하여 외부로 방출되며 소정의 검출수단을 통하여 피검사물의 내부나 표면에서 산란되거나 투과된 엑스선을 검출함으로써 검사가 이루어질 수 있다.The X-rays generated in this way are emitted to the outside through the transmission part provided in the tube 11 and can be inspected by detecting X-rays scattered or transmitted through the inside of the inspected object or the surface of the inspected object.

이러한 과정에서 발생된 전자는 초기 속도에 의하여 한 점으로 집속되지 못하고 유한한 크기의 전자빔을 형성하며, 이후 엑스선 타겟과 충돌할 경우 발생 엑스선의 직경이 커서 엑스선 영상의 해상도가 저하된다. 이를 해결하기 위한 기존의 방법으로 양극과 전자빔 집속 광학계 사이에 전자빔 어퍼쳐(aperture)를 설치하여 집속된 전자빔의 외곽을 걸러내지만, 동시에 전자빔 전류가 손실되기 때문에 엑스선관의 휘도가 저하되어 고해상도 엑스선 영상의 획득시간이 길어지는 문제가 초래되었다.Electrons generated in this process can not be converged to one point due to the initial velocity and form an electron beam of a finite size. When the electron collides with the X-ray target, the diameter of the X-ray is large and resolution of the X-ray image is degraded. In order to solve this problem, an electron beam aperture is provided between the anode and the electron beam focusing optical system to filter the outline of the focused electron beam. At the same time, since the electron beam current is lost, the luminance of the x- The problem that the acquisition time of the image becomes long is caused.

이를 위하여 전자빔의 집속을 위한 시도들이 있어왔는데, 그 하나로 냉전계방출(Cold field emission)은 음극을 가열하지 않고 강한 전기장(Electric field)을 인가하여 전자를 발생하는 방법으로 음극재의 양자 터널링 효과(Quantum tunneling effect)에 기인한다. 냉전계방출에서 전자빔의 인출은 음극에 인가된 전기장에만 의존하기 때문에 초기 속도분포가 열전자 방출에 비해 균일하다.For this purpose, attempts have been made to focus the electron beam. Cold field emission is a method of generating electrons by applying a strong electric field without heating the cathode. The quantum tunneling effect of the cathode material tunneling effect. Since the withdrawal of the electron beam in the cold field emission depends only on the electric field applied to the cathode, the initial velocity distribution is more uniform than the hot electron emission.

한편, 다른 하나로 팁 형 탄소나노튜브 음극 전극은 종래의 탄소나노튜브 전자빔원과 달리 뾰족한 바늘형태의 금속 팁 끝에 탄소나노튜브가 선택적으로 증착되어 있는 것으로, 금속 팁의 에칭(Etching) 정도에 따라 팁 끝의 직경을 수 마이크로미터에서 수십 나노미터까지 작게 할 수 있다. 팁 끝에 설치된 탄소나노튜브에서 전자빔이 인출되기 때문에 전자 발생부의 크기가 작으면서도 초기 속도가 균일한 전자빔 인출이 가능하여 열전자 방출원보다 작은 전자빔 집속점을 이룰 수 있게 된다.Meanwhile, unlike a conventional carbon nanotube electron beam source, the tip-type carbon nanotube cathode electrode is selectively deposited with a carbon nanotube on the tip of a sharp needle-shaped metal tip. The tip of the carbon nanotube is selectively deposited according to the degree of etching of the metal tip. The diameter of the tip can be reduced from several micrometers to tens of nanometers. Since the electron beam is extracted from the carbon nanotube installed at the tip end, the electron beam can be extracted with a uniform initial velocity while the size of the electron generating portion is small, so that an electron beam focusing point smaller than that of the thermionic emission source can be achieved.

그러나, 이러한 방식들의 적용을 위하여서는 입력전압의 적절한 제어가 매우 중요한 요소가 되는데, 전자빔 전류가 작은 경우에는 엑스선의 휘도 감소로 인하여 영상 획득에 어려움이 있었다.However, proper control of the input voltage is a very important factor for the application of these methods. When the electron beam current is small, it is difficult to acquire the image due to the decrease of the luminance of the X-ray.

고출력의 엑스선의 발생과 전자빔의 제어 및 입력 전압의 제어는 상호 간에 연관성이 높고 이는 장비의 설계와 운용에 있어서 한계로 작용하게 된다. The generation of high power X-rays, control of electron beam and control of input voltage are highly related to each other, which is a limitation in the design and operation of the equipment.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전자빔의 전류를 향상하여 고출력의 엑스선의 발생이 가능하면서도 펄스입력에 대응 가능한 엑스선 발생장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an X-ray generator capable of improving the current of an electron beam to generate a high-output X-ray while being able to cope with pulse input.

본 발명은, 캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부, 상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟 및 상기 전자빔의 경로상에 배치되고 전극이 길이방향으로 교번하여 배치되어 제1전계형성에 의하여 전자를 누적하고 제2전계형성에 따라 타겟으로 방출하는 전계형성부를 포함하며 엑스선 발생장치를 제공한다. 따라서, 전자의 누적과 방출에 의하여 전자빔의 강도향상 및 집속효율이 향상된다.The present invention relates to a plasma display panel comprising an electron generating portion formed with a cathode electrode and emitting an electron beam, a target including an anode electrode generating an X-ray by collision of the electron beam, and a target disposed on a path of the electron beam, And an electric field forming unit arranged to accumulate electrons by the formation of the first electric field and to discharge electrons to the target according to the formation of the second electric field. Therefore, the intensity of the electron beam is increased and the focusing efficiency is improved by accumulation and emission of electrons.

또한, 상기 전자발생부에 제어전압을 입력하는 입력부와, 상기 전계형성부에 제1전계를 형성하는 전계인가부와, 상기 전계형성부에 제2전계를 형성하는 전계변환부를 구비하는 제어부를 포함할 수 있다.The control unit may include an input unit for inputting a control voltage to the electron generating unit, an electric field applying unit for forming a first electric field in the electric field generating unit, and a field converting unit for forming a second electric field in the electric field generating unit have.

또한, 상기 입력부는, 제어전압으로서 펄스전압을 전자발생부에 인가하는 것이 바람직하다.It is preferable that the input unit applies a pulse voltage as a control voltage to the electron generating unit.

본 발명에 따라, 단순한 구조로서 제한된 구조와 공간에서 전자빔의 강도를 증가시키고 이는 엑스선 발생의 효율 향상으로 이어지는 효과가 있다. According to the present invention, the strength of the electron beam in a limited structure and space is increased as a simple structure, which leads to an improvement in the efficiency of X-ray generation.

또한, 전자빔의 집속 및 전자의 누적이 전계형성부에 의하여 가능하므로 종래의 코일의 생략이 가능하여 구조적 단순성이 향상될 수 있으며, 펄스입력의 제어가 가능하므로 종래의 엑스선관에 비하여 고효율의 엑스선 발생이 가능한 효과가 있다.Since the focusing of the electron beam and the accumulation of electrons can be performed by the electric field generating part, the conventional coil can be omitted, the structural simplicity can be improved, and the pulse input can be controlled. Thus, There is a possible effect.

도 1은 종래기술의 엑스선관을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치에서 제어계통을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a view showing an X-ray tube of the prior art.
2 is a conceptual diagram showing an X-ray generator using a pulse input according to the present invention.
3 is a block diagram for explaining a control system in an X-ray generator using a pulse input according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating an X-ray generating method using the pulse input of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치를 상세히 설명한다.Hereinafter, an X-ray generator using a pulse input according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하 설명에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자나 장치를 사이에 두고 연결되어 있는 경우를 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the following description, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it includes not only a direct connection but also a case where another part or device is connected in between. In addition, when a part is referred to as including an element, it is to be understood that the element may include other elements, not the exclusion of any other element, unless specifically stated otherwise.

본 발명은 기본적으로, 본 발명은, 캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부, 상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟 및 상기 전자빔의 경로상에 배치되고 전극이 길이방향으로 교번하여 배치되어 제1전계형성에 의하여 전자를 누적하고 제2전계형성에 따라 타겟으로 방출하는 전계형성부를 포함하며 엑스선 발생장치를 제공한다.The present invention basically comprises an electron generating unit in which a cathode electrode is formed to emit an electron beam, a target which generates x-rays by collision of the electron beam and which includes an anode electrode, And an electric field forming unit arranged alternately in the longitudinal direction and accumulating electrons by the formation of the first electric field and discharging electrons to the target according to the formation of the second electric field.

본 발명은 전자발생부로부터 방출된 전자가 튜브 내부에 수용된 타겟 지지체에 고정된 타겟에 충돌하여 엑스선을 방출하는 엑스선관을 구성하는데, 이러한 엑스선관은 내부가 대략 진공상태이며 고출력인 클로즈드 타입(closed type)의 튜브는 물론 오픈 타입(open type) 등 다양한 유형의 엑스선관에 적용될 수 있다.In the present invention, electrons emitted from the electron generating portion collide with a target fixed to a target support received in a tube to form an X-ray tube that emits an X-ray tube. The X-ray tube has a substantially vacuum state and a high- type tubes as well as open type tubes.

본 발명의 설명에 있어서, 길이방향이란 전자발생부로부터 타겟에 이르는 전자빔의 경로의 방향을 의미하는 것으로 이해된다.In the description of the present invention, the longitudinal direction is understood to mean the direction of the electron beam path from the electron generating portion to the target.

도 2는 본 발명에 따른 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치를 나타내는 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing an X-ray generator using a pulse input according to the present invention.

본 발명에 따른 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치는 기본적으로 엑스선관(100)은 전자발생부(120)와 타겟(113)을 구비한다.An X-ray generator using a pulse input according to the present invention basically comprises an X-ray tube 100 having an electron generator 120 and a target 113.

상기 전자발생부(120)는 캐소드(Cathode)를 포함하는 것으로, 다공질의 텅스텐 등의 금속에 바륨옥사이드(BaO)를 도포한 것이다. 또한, 타겟(113)은 탄소재질로 이루어지며, 상층에 텅스텐 등의 엑스선 발생을 위한 코팅이 형성된다.The electron generating part 120 includes a cathode and is formed by coating barium oxide (BaO) on a porous metal such as tungsten. The target 113 is made of a carbon material, and a coating for generating x-rays such as tungsten is formed on the upper layer.

상기 전자총으로부터 발생된 전자가 애노드(Anode)와 연결 또는 이를 포함하는 타겟(113)에 충돌하면, 엑스선이 출사부(114)를 통하여 출력된다. When electrons generated from the electron gun collide with an anode or a target 113 including the anode, an X-ray is output through the output unit 114. [

이러한 전자총을 구성함에 있어서, 게이트전극, 양극, 음극 등이 구성될 수 있는데 이는 공지의 다양한 요소가 적용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다. In constructing such an electron gun, a gate electrode, a cathode, a cathode, and the like may be formed, and various known elements may be applied, so that a detailed description thereof will be omitted.

도시된 상태를 기준으로 전자발생부(120)는 소정의 하우징 내지는 튜브의 내측에서 일측에 단자부(참조번호 미표시)를 통하여 외부의 고출력 전압이 인가될 수 있도록 고정배치되며, 타측으로는 이로부터 발생된 전자빔에 충돌될 수 있는 타겟(113)이 배치된다.The electron generating part 120 is fixedly arranged on the inner side of the predetermined housing or the tube so that a high output voltage can be applied to the electron generating part 120 through a terminal part (not shown) on one side thereof, A target 113 that can collide with the electron beam is disposed.

상기 타겟(113)의 배치부위에는 출사부(미도시)가 형성되어 발생된 엑스선이 외부로 방사될 수 있는 기능을 수행하게 된다.An output unit (not shown) is formed at an arrangement position of the target 113, and the generated X-ray is radiated to the outside.

본 발명에서는 이러한 길이방향으로 형성되는 전자빔의 경로상에 전계형성부(300)가 배치되어 전자빔이 이에 의한 전계를 경유하도록 한다.In the present invention, the electric field forming portion 300 is arranged on the path of the electron beam formed in the longitudinal direction so that the electron beam passes through the electric field there.

상기 전계형성부(300)는 전자빔의 경로를 사이에 두고 대향하여 배치되는 전극들이 길이방향으로 서로 다른 극성으로서 교번하여 배치되어 구성된다.The electric field forming unit 300 is configured such that the electrodes disposed opposite to each other with the path of the electron beam therebetween are alternately arranged with different polarities in the longitudinal direction.

도시된 실시예에서는 두개의 세트로서 배치되는 경우를 나타내고 있으나 복수로서 이루어질 수 있음은 물론이며 이러한 개수는 선택적이다.Although shown in the illustrated embodiment as being arranged in two sets, it should be understood that the number may be plural, and the number is optional.

도시된 실시예를 기준으로 설명하면, 전계형성부(300)는 전자발생부(120)에 인접된 측의 제1전극과 타겟(113)에 인접된 측의 제2전극으로 구분해볼 수 있다. 상기 제1전극의 경우 전자발생부(120)로부터의 전자빔을 집속할 수 있도록 양극(+)으로 대전되며 제2전극의 경우 전자빔이 타겟(113)에 충돌하지 않도록 제어하여 전자를 제1전극측에 누적할 수 있도록 음극(-)으로 대전될 수 있다. 다만, 상기의 극성은 배치되는 전극의 개수 내지는 변환되는 전계의 효과에 따라 교환될 수 있음은 물론이다.The electric field generating unit 300 may be divided into a first electrode adjacent to the electron generating unit 120 and a second electrode adjacent to the target 113. As shown in FIG. In the case of the first electrode, electrons are charged to the positive electrode (+) so as to converge the electron beam from the electron generating unit 120, and in the case of the second electrode, the electron beam is controlled not to collide with the target 113, (-) so as to accumulate in the negative electrode (-). However, it is needless to say that the above polarity can be changed according to the number of the arranged electrodes or the effect of the electric field to be converted.

기본적인 전계형성부(300)에 의한 제1전계의 인가상태에서는 전자빔을 집속하면서 전자를 누적하는 기능을 수행하게 되며, 소정의 설정된 시간이 경과한 경우 후술될 제어부의 전계변환 동작에 의하여 제2전계로서 변환되어 전자빔을 타겟(113) 측으로 일시에 방출할 수 있다.In a state where the first electric field is applied by the basic electric field forming part 300, the electrons are accumulated while the electron beams are focused. When a predetermined time has elapsed, the second electric field And the electron beam can be emitted to the target 113 side at a time.

이때, 제2전계는 전계형성부(300)를 구성하는 모든 전극의 극성이 반대의 극성으로 치환되는 것만을 의미하는 것은 아님에 유의한다.Note that the second electric field does not mean that the polarity of all the electrodes constituting the electric field generating unit 300 is replaced with the opposite polarity.

이렇게, 전자를 누적시켜 방출하는 경우 종래기수의 전자집속을 위한 코일의 구조가 생략될 수 있는 가능성을 제공하며, 비교적 낮거나 높은 입력전압에도 엑스선의 강도가 보장될 수 있는 이점을 제공한다.In this way, when electrons are accumulated and discharged, there is a possibility that the structure of the coil for electron focusing of the conventional nose can be omitted, and the strength of the X-ray can be ensured even at a relatively low or high input voltage.

도 3은 본 발명의 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치에서 제어계통을 설명하기 위한 블록도이다. 3 is a block diagram for explaining a control system in an X-ray generator using a pulse input according to the present invention.

전자발생부(120)로 제어전압의 입력 및 전계의 형성을 위하여 제어부(700)가 기능할 수 있으며, 상기 제어부(700)는 고전압발생기를 포함하거나 이와 연결되어 구성될 수 있다.The control unit 700 may function to input a control voltage to the electron generating unit 120 and to form an electric field, and the control unit 700 may include or be connected to a high voltage generator.

상기 제어부(700)는, 구체적으로 전자발생부(120)로 제어전압을 입력하는 입력부(710)와, 전계형성부(300)에 제1전계를 형성하도록 하여 전자를 누적시키는 전계인가부(720)와, 전계형성부(300)에 제2전계를 형성하도록 하여 전자빔을 타겟(113)으로 방출시키는 전계변환부(730)를 포함하여 구성될 수 있다.The control unit 700 includes an input unit 710 for inputting a control voltage to the electron generating unit 120, an electric field applying unit 720 for accumulating electrons to form a first electric field in the electric field generating unit 300, And an electric field converting unit 730 for forming a second electric field in the electric field forming unit 300 and discharging the electron beam to the target 113. [

상기 입력부(710)는 상술한 바와 같이 고전압발생부로부터 발생된 전압을 캐소드에 입력하여 전자빔을 발생하도록 하는 기능을 수행하는데, 본 발명의 경우 전자빔의 경로에 전계를 형성하여 전자를 누적하도록 하므로 종래기술과 같이 연속파가 아닌 펄스파의 입력이 가능하다. As described above, the input unit 710 functions to generate an electron beam by inputting a voltage generated from the high voltage generating unit to the cathode. In the present invention, since an electric field is formed in the path of the electron beam to accumulate electrons, It is possible to input pulses instead of continuous waves.

펄스전압의 입력을 위하여서는 엑스선 출력장치를 구성하는 장비가 고가이고 종래의 전자총에 있어서 제어가 어려운 문제가 있으나, 본 발명에 따른 엑스선 발생장치에 있어서는 전자의 누적으로 인하여 펄스파의 입력이 가능하다는 이점을 가짐에 유의하여야 한다. 이는 디텍터의 가동에 있어서도 부하의 저감으로 이어질 수 있다.In order to input the pulse voltage, the equipment constituting the X-ray output device is expensive and it is difficult to control the conventional electron gun. However, in the X-ray generator according to the present invention, It should be noted that this has advantages. This can lead to reduction of the load even in the operation of the detector.

전계인가부(720)와 전계변환부(730)는 상호 작용하여 전계형성부(300)의 전극들에 소정의 대전상태를 유지하거나 변환하는 기능을 수행하도록 한다. 이때, 상기 상기 전계인가부(720)와 전계변환부(730)는 각각의 전극에 대전상태를 유지할 수 있는 정도의 제어전류 입력을 하는 것으로 족하다.The electric field applying unit 720 and the electric field converting unit 730 interact with each other to perform a function of maintaining or changing a predetermined charged state of the electrodes of the electric field forming unit 300. At this time, the electric field applying unit 720 and the electric field converting unit 730 may be provided with a control current input to the respective electrodes so as to maintain a charged state.

상기 전계변환부(730)는 전자의 누적에 따른 방출의 조건, 예를 들어 설정시간의 만족이나 대전량의 변화 감지 등에 따라 제1전계로부터 제2전계로 일시 변환하여 전자빔을 타겟(113) 측으로 방출하도록 한다.The electric field converter 730 temporarily converts the first electric field to the second electric field in response to the accumulation of electrons, for example, the satisfaction of the set time or the change in the charge amount, Release.

도 4는 본 발명의 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating an X-ray generating method using the pulse input of the present invention.

여기서는 기본적으로 입력부(710)가 제어전압으로서 펄스입력을 사용하는 경우를 기준으로 설명하나, 연속파의 경우는 이를 제외하고 나머지의 구성을 적용할 수 있을 것이다.Here, the case where the input unit 710 basically uses the pulse input as the control voltage is described as a reference, but in the case of the continuous wave, the remaining configuration may be applied.

제어부(700)에 의하여 펄스입력이 인가(S110)되면, 전자발생부(120)가 전자빔의 방출을 개시(S120)하게 된다.When the pulse input is applied (S110) by the control unit 700, the electron generating unit 120 starts emission of the electron beam (S120).

엑스선 발생장치의 내부에서 이렇게 길이방향으로 전자빔이 형성될 때, 내지는 그 전 단계에서 제어부(700)의 전계인가부(720)는 소정의 설정된 조건으로 각각의 전극들에 제1전계를 형성(S210)하게 된다.When the electron beam is formed in the longitudinal direction within the X-ray generator, or before the electron beam is formed in the longitudinal direction, the electric field applying unit 720 of the controller 700 forms a first electric field in each electrode under predetermined conditions (S210 ).

이렇게 형성된 제1전계는 전자빔의 진행을 억제하면서 집속 및 전자의 누적이 가능하도록 한다. 이에 따라 전자의 누적이 진행되면 전계변환부(730)가 제2전계를 형성(S220)하여 대전관계를 변환함으로써 전자빔을 일시에 방출하고 타겟(113)에 전자빔이 충돌되면 엑스선이 방출(S300)될 수 있다. 상기 제2전계의 형성(S220)과정에서 전계형성부(300)는 마찬가지로 전자빔의 집속 기능을 수행할 수 있을 것이다.The first electric field thus formed enables focusing and accumulation of electrons while suppressing the progress of the electron beam. Accordingly, when electrons accumulate, the electric field transforming unit 730 forms a second electric field (S220) to change the charging relationship to emit the electron beam at a time, and when the electron beam collides with the target 113, . In the process of forming the second electric field (S220), the electric field generating unit 300 may perform a focusing function of the electron beam.

이러한 전자빔의 집속 및 전자의 누적을 위하여 전계형성부(300)를 구성하는 각각의 전극들은 중심측에 전자빔이 관통할 수 있는 관통홀 내지는 관통물질이 적용된 링 형태로 이루어지는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In order to focus the electron beams and accumulate electrons, each of the electrodes constituting the electric field generating unit 300 preferably has a ring shape in which a through hole or a penetrating material through which an electron beam can penetrate is formed on the center side. However, no.

상술한 바와 같은 본 발명의 펄스입력을 이용하는 엑스선 발생장치에 의하여, 단순한 구조로서 제한된 구조와 공간에서 전자빔의 강도를 증가시키고 이는 엑스선 발생의 효율 향상으로 이어지게 된다.With the X-ray generator using the pulse input of the present invention as described above, the intensity of the electron beam in a limited structure and space is increased as a simple structure, which leads to an improvement in efficiency of X-ray generation.

또한, 전자빔의 집속 및 전자의 누적이 전계형성부에 의하여 가능하므로 종래의 코일의 생략이 가능하여 구조적 단순성이 향상될 수 있으며, 펄스입력의 제어가 가능하므로 종래의 엑스선관에 비하여 고효율의 엑스선 발생이 가능한 이점이 있다.Since the focusing of the electron beam and the accumulation of electrons can be performed by the electric field generating part, the conventional coil can be omitted, the structural simplicity can be improved, and the pulse input can be controlled. Thus, There is a possible advantage.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.In the foregoing, the present invention has been described in detail based on the embodiments and the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and drawings, and the scope of the present invention will be limited only by the content of the following claims.

113...타겟 120...전자발생부
300...전계형성부 700...제어부
710...입력부 720...전계인가부
730...전계변환부
113 ... target 120 ... electron generator
300 ... electric field type part 700 ... control part
710 ... input unit 720 ... electric field applying unit
730 ... electric field converting section

Claims (3)

캐소드 전극이 형성되어 전자빔을 방출하는 전자발생부;
상기 전자빔의 충돌에 의하여 엑스선을 발생시키며 아노드 전극을 포함하는 타겟; 및
상기 전자빔의 경로상에서 전자발생부에 인접되는 제1전극과 타겟에 인접된 제2전극으로 구성되고 제1전계 형성에 의하여 전자를 누적하고 제2전계 형성에 따라 타겟으로 방출하는 전계형성부;를 포함하며,
상기 전계형성부는,
제1전극을 양극으로 대전하고 제2전극을 음극으로 대전하여 전자빔을 집속하는 동시에 전자를 누적하도록 하는 엑스선 발생장치.
An electron generating portion formed with a cathode electrode and emitting an electron beam;
A target for generating X-rays by collision of the electron beam and including an anode electrode; And
And an electric field generating part composed of a first electrode adjacent to the electron generating part and a second electrode adjacent to the target on the path of the electron beam and accumulating electrons by the first electric field formation and discharging the electrons to the target according to the formation of the second electric field In addition,
The field-
Wherein the first electrode is charged to the anode and the second electrode is charged to the cathode so as to concentrate the electron beam and accumulate the electrons.
제1항에 있어서,
상기 전자발생부에 제어전압을 입력하는 입력부와, 상기 전계형성부에 제1전계를 형성하는 전계인가부와, 상기 전계형성부에 제2전계를 형성하는 전계변환부를 구비하는 제어부;를 포함하는 엑스선 발생장치.
The method according to claim 1,
And a control unit having an input unit for inputting a control voltage to the electron generating unit, an electric field applying unit for forming a first electric field in the electric field generating unit, and an electric field converting unit for forming a second electric field in the electric field generating unit, Device.
제2항에 있어서,
상기 입력부는,
제어전압으로서 펄스전압을 전자발생부에 인가하는 엑스선 발생장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the input unit comprises:
And applies a pulse voltage to the electron generating portion as a control voltage.
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