KR20240041382A - X-ray tube with ceramic insulated lens - Google Patents
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Abstract
본 발명은 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압 아노드와 하우징 사이의 아킹을 방지하기 위한 차폐부와 렌즈를 일체형으로 구성하여 제조단가를 낮추면서, 생산성을 높일 수 있는 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것이다.
또한, 엑스레이 튜브의 하우징 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부와 상기 차폐부에 외주면에 형성되는 렌즈부를 포함하며, 상기 차폐부와 렌즈부는 세라믹 재질의 일체형 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an This relates to an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material that can be raised.
In addition, it includes a shielding part made of a ceramic material disposed inside the housing of the
Description
본 발명은 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고전압 아노드와 하우징 사이의 아킹을 방지하기 위한 차폐부와 렌즈를 일체형으로 구성하여 제조단가를 낮추면서, 생산성을 높일 수 있는 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 관한 것이다.The present invention relates to an This relates to an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material that can be raised.
엑스레이(X-ray)는 전자의 충돌에 의해 방출되는 강한 복사선으로 투과성이 우수하기 때문에 신체나 물체의 내부를 관찰하기 위한 영상기기로 널리 사용되고 있으며, 이러한 엑스레이는 엑스레이 튜브(X-ray tube)를 통해 발생된다.X-rays are strong radiation emitted by collisions of electrons and have excellent penetrability, so they are widely used as an imaging device to observe the inside of the body or object. These It occurs through
이러한 엑스레이 튜브는 한국공개특허 제10-2017-0025701호 "정렬성이 향상된 초소형 엑스선관 및 이를 위한 정렬 장치"와 같이 음극(캐소드, cathode)은 텅스텐 필라멘트로 형성되며, 전류에 의해 가열되어 열 전자를 방출시킨다.Such an emits.
이에 대하여, 수만 볼트 이상의 고전압이 엑스레이 튜브의 양극(아노드, anode)에 인가되면, 음극에서 방출된 전자류가 고속으로 양극을 향해서 운동하여 충돌하였을 때 가지고 있는 에너지를 X선으로 방출하게 된다.In contrast, when a high voltage of tens of thousands of volts or more is applied to the anode (anode) of an
최근에는 탄소나노튜브(CNT) 등의 나노 구조물을 이용한 CNT 냉음극 엑스레이 튜브에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Recently, research on CNT cold cathode X-ray tubes using nanostructures such as carbon nanotubes (CNTs) is being actively conducted.
CNT 냉음극 엑스레이 튜브는 도 1에 도시된 바와 같이 세라믹 재질의 진공 튜브(이하, 차폐부, 2) 내에 캐소드 전극, 게이트 전극, 및 애노드 전극을 구비하고 있으며, 캐소드 전극의 표면에 CNT 등의 나노 구조물로 형성된 에미터로부터 방출된 전자가 게이트 전극에의해 여기 및 가속되어 애노드 전극 상에 형성된 타겟에 충돌하여 엑스레이가 발생되는 구성을 갖는다.As shown in FIG. 1, the CNT cold cathode It has a configuration in which electrons emitted from an emitter formed as a structure are excited and accelerated by the gate electrode and collide with a target formed on the anode electrode to generate X-rays.
또한, CNT 냉음극 엑스레이 튜브는 FRP(Fiber Reinforced Plastic) 계열의 절연체(11)를 이용하여 세라믹 재질의 차폐부(2)를 감싸는 형태로 외부 하우징(1)이나 납 재질의 차폐부재(12)로부터 전극을 절연시키는 구조를 가짐으로써, 전극과 외부 하우징(1) 또는 전극과 차폐부재(12) 사이의 아크(arc) 및 아킹(arcing) 현상을 방지하게 된다.In addition, the CNT cold cathode By having a structure that insulates the electrode, arcing and arcing between the electrode and the external housing (1) or the electrode and the shielding member (12) are prevented.
하지만, 별도의 절연체(11)의 사용에 대한 제조단가 상승과 절연체(11)로인한 크기 및 중량 증가의 문제점이 있었다.However, there was a problem of an increase in manufacturing cost due to the use of a separate insulator 11 and an increase in size and weight due to the insulator 11.
또한, 별도의 렌즈(8a)를 가공하여 배치시키기 위한 별도의 공정이 필요하고, 렌즈를 틀어짐 없이 정위치시키기 위해 노력이 필요한 문제점이 있었다.In addition, there was a problem that a separate process was required to process and place the lens 8a, and effort was required to position the lens without distortion.
이에 따라, 렌즈 설치의 번거로움을 줄이면서 별도의 절연체를 사용하지 않고 효과적으로 아크 및 아킹 형상을 방지하기 위한 기술 개발의 필요성이 제기되고 있다.Accordingly, there is a need to develop technology to effectively prevent arcs and arcing shapes without using separate insulators while reducing the inconvenience of installing lenses.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 렌즈 설치의 번거로움을 줄이기 위한 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide an X-ray tube with an insulating lens made of ceramic material to reduce the inconvenience of installing the lens.
본 발명의 다른 목적은 고전압 아노드와 하우징 사이의 아킹을 방지하기 위한 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material to prevent arcing between a high voltage anode and a housing.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브는 엑스레이 튜브의 하우징 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부와 상기 차폐부에 외주면에 형성되는 렌즈부를 포함하며, 상기 차폐부와 렌즈부는 세라믹 재질의 일체형 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an The shielding part and the lens part are characterized by having an integrated structure made of ceramic material.
또한, 상기 렌즈부는 차폐부로부터 소정의 깊이로 음각으로 형성된 것을 특징으로 한다.Additionally, the lens unit is characterized in that it is formed engraved at a predetermined depth from the shielding unit.
또한, 상기 차폐부의 상단 내측으로 중심에 배치되는 아노드와 차폐부 사이를 밀봉시키는 코바(kovar) 재질의 밀봉결합부와 상기 차폐부의 상단 외측 가장자리를 따라 돌출되도록 연장되어 밀봉결합부를 감싸는 확장 절연부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, a sealing joint made of kovar material that seals between the anode and the shield located at the center inside the top of the shield, and an extended insulating part that extends to protrude along the upper outer edge of the shield and surrounds the sealing joint. It is characterized by including more.
또한, 상기 확장 절연부는 밀봉결합부의 높이보다 높은 높이를 가지도록 돌출되어 내측과 외측 공간을 분리함으로써, 고전압 아노드와 하우징과의 아킹을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the expanded insulating portion protrudes to have a height higher than the height of the sealing joint to separate the inner and outer spaces, thereby preventing arcing between the high voltage anode and the housing.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 의하면, 차폐부에 렌즈가 일체형 구조를 가짐으로써, 간단하게 설치할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the
또한, 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브에 의하면, 상단 외측 가장자리를 따라 돌출되도록 연장된 확장 절연부를 통해 내측의 아노드를 외측 하우징으로부터 공간을 분리하여 고전압 아노드와 하우징 사이의 아킹을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the It is effective in preventing arcing.
도 1은 종래의 CNT 냉음극 엑스레이 튜브의 종단면을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 종단면을 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 확대 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예에 따른 종단면을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예를 확대 도시한 도면.Figure 1 is a cross-sectional view showing a longitudinal cross-section of a conventional CNT cold cathode X-ray tube.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a longitudinal cross-section of an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material according to the present invention.
Figure 3 is an enlarged view of an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material according to the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a longitudinal cross-section according to another embodiment of an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material according to the present invention.
Figure 5 is an enlarged view of another embodiment of an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material according to the present invention.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments according to the concept of the present invention disclosed in this specification are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments according to the concept of the present invention, and the embodiments according to the concept of the present invention are It may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in this specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 2는 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 종단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브를 확대 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예에 따른 종단면을 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브의 다른 실시예를 확대 도시한 도면이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a longitudinal section of an X-ray tube equipped with an insulating lens made of ceramic material according to the present invention, and Figure 3 is an enlarged view of an 4 is a cross-sectional view showing a longitudinal cross-section of another embodiment of an This is an enlarged drawing.
도 2 또는 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브는 엑스레이 튜브(10)의 하우징(1) 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 차폐부(2)와 상기 차폐부(2)에 외주면에 형성되는 렌즈부(8)를 포함하며, 상기 차폐부(2)와 렌즈부(8)는 세라믹 재질의 일체형 구조를 가지도록 구성된다.As shown in Figure 2 or Figure 3, the The shielding unit 2 includes a lens unit 8 formed on an outer peripheral surface, and the shielding unit 2 and the lens unit 8 are configured to have an integrated structure made of a ceramic material.
이때, 상기 렌즈부(8)는 차폐부(2)의 표면으로부터 소정의 깊이로 음각으로 형성됨이 바람직하다.At this time, it is preferable that the lens unit 8 is formed engraved at a predetermined depth from the surface of the shielding unit 2.
또한, 엑스레이 튜브(10)의 하우징(1) 내부에 배치되는 세라믹 재질로 형성된 중공의 차폐부(2)와 상기 차폐부(2)의 상단 내측으로 중심에 배치되는 아노드(3)와 차폐부(2) 사이를 밀봉시키는 코바(kovar) 재질의 밀봉결합부(4)와 상기 차폐부(2)의 상단 외측 가장자리를 따라 상부로 소정의 높이만큼 돌출되도록 연장되어 밀봉결합부(4)의 외주면이 노출되지 않도록 감싸는 확장 절연부(5)를 포함하도록 구성될 수도 있다.In addition, a hollow shielding portion 2 formed of a ceramic material disposed inside the housing 1 of the (2) A sealing coupling portion 4 made of kovar material that seals between the sealing portion 4 and the outer peripheral surface of the sealing coupling portion 4 extends to protrude upward to a predetermined height along the upper outer edge of the shielding portion 2. It may also be configured to include an expanded insulating part 5 that surrounds it so that it is not exposed.
이때, 상기 확장 절연부(5)는 차폐부(2)에 올려진 상태로 브레이징되는 밀봉결합부(4)의 높이보다 높은 높이를 가지도록 돌출되어 밀봉결합부(4) 및 아노드(3)가 위치하는 내측과 하우징(1)이 위치하는 외측의 공간을 물리적으로 분리함으로써, 고전압 아노드(3)와 하우징(1)과의 아킹을 방지하게 된다.At this time, the expanded insulating portion (5) protrudes to have a height higher than the height of the sealing joint (4) that is brazed while placed on the shielding portion (2), thereby forming the sealing joint (4) and the anode (3). By physically separating the inner space where is located and the outer space where the housing (1) is located, arcing between the high voltage anode (3) and the housing (1) is prevented.
바람직하기로는 상기 확장 절연부(5)는 차폐부(2)에 올려진 밀봉결합부(4)의 높이보다 1.5배 이상 높은 높이를 가지도록 돌출됨이 바람직하다.Preferably, the expanded insulating part 5 protrudes to have a height that is at least 1.5 times higher than the height of the sealing coupling part 4 placed on the shielding part 2.
다만, 확장 절연부(5)의 두께는 차폐부(3)의 상단 내측에 밀봉결합부(4)가 올려지는 영역을 고려하여 차폐부(3)의 두께보다 얇게 구성됨이 바람직하다.However, the thickness of the expanded insulating part 5 is preferably thinner than the thickness of the shielding part 3 in consideration of the area where the sealing coupling part 4 is placed inside the upper end of the shielding part 3.
특히, 상기 확장 절연부(5)가 밀봉결합부(4)의 외주면을 지지하여 차폐부(3)의 중심에 위치시킴으로써, 밀봉결합부(4)의 위치가 항상 일정하게 유지된 상태에서 밀봉결합부(4)를 차폐부(3)의 상단에 고정시키는 브레이징 작업을 실시할 때, 밀봉결합부(4)의 위치가 틀어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있으며, 밀봉결합부(4)의 가장자리를 따라 브레이징되는 면적이 밀봉결합부(4)의 가장자리를 따라 전체적으로 일정함으로써, 일정한 결합력 및 진공 밀폐력을 유지할 수 있게 된다.In particular, the expanded insulating part 5 supports the outer peripheral surface of the sealing coupling part 4 and is positioned at the center of the shielding part 3, so that the sealing coupling part 4 is maintained in a constant position at all times. When performing brazing work to secure the part (4) to the top of the shielding part (3), it is possible to effectively prevent the position of the sealing joint (4) from being distorted, and brazing along the edge of the sealing joint (4) Since the area is constant along the edge of the sealing coupling portion 4, it is possible to maintain a constant bonding force and vacuum sealing force.
즉, 센터를 잡기위한 별도의 공정없이 쉽게 중심에 위치시킨 후 브레이징을 실시할 수 있으며, 브레이징되는 면적이 어느 한쪽으로 치우치는 것을 효과적으로 방지하여 고르게 브레이징되도록 작업을 진행할 수 있다.In other words, brazing can be performed after being easily centered without a separate process to center it, and work can be done to ensure even brazing by effectively preventing the area to be brazed from being biased to one side.
또한, 상기 차폐부(2) 자체가 방사선 차폐의 기능을 수행하나, 차폐부(2)를 감싸는 납 소재의 차폐부재를 더 포함하도록 구성될 수도 있다.In addition, the shielding unit 2 itself performs a radiation shielding function, but may be configured to further include a shielding member made of lead surrounding the shielding unit 2.
다른 실시예로써, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 차폐부(3)는 상단에 내측으로 돌출된 지지단(7)이 형성되고, 차폐부(3)의 상단에 올려지는 밀봉결합부(4)가 지지단(7)에서부터 차폐부(3) 상단까지 보다 넓은 면적에 걸쳐지도록 배치되어 지지단(7)에 걸쳐지는 면적까지 보다 넓은 면적으로 브레이징되도록 실시될 수도 있다.In another embodiment, as shown in Figure 4 or 5, the shielding part 3 has a support end 7 protruding inward at the top, and a sealing coupling part placed on the top of the shielding part 3. (4) may be arranged to span a wider area from the support end (7) to the top of the shield (3) and brazed over a wider area up to the area spanning the support end (7).
이와 같이, 상기 지지단(7)은 밀봉결합부(4)가 브레이징될 수 있는 영역을 보다 넓은 면적으로 제공함으로써, 밀봉결합부(4)가 보다 넓은 면적에 걸쳐 브레이징됨으로써 밀봉결합부(4)와 차례부(3) 사이의 결합력을 향상시키고, 보다 높은 진공 밀폐력을 제공할 수 있다.In this way, the support end (7) provides a larger area where the sealing coupling portion (4) can be brazed, so that the sealing coupling portion (4) is brazed over a wider area, thereby forming the sealing coupling portion (4). It is possible to improve the bonding force between the and the turn portion (3) and provide higher vacuum sealing force.
또한, 상기 차폐부(3)의 상부로 돌출되는 확장 절연부(5)는 내주면을 따라 결합되는 링형태의 보조 절연부(6)를 더 포함하도록 구성될 수 있으며, 보조 절연부(6)는 밀봉결합부(4)의 가장자리를 일부 덮어 고전압 아노드(3)와 하우징(1)과의 아킹을 보다 효율적으로 방지하게 된다.In addition, the expanded insulating part 5 protruding above the shielding part 3 may be configured to further include a ring-shaped auxiliary insulating part 6 coupled along the inner peripheral surface, and the auxiliary insulating part 6 is By partially covering the edges of the sealing joint (4), arcing between the high voltage anode (3) and the housing (1) is prevented more effectively.
이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.As described above, the present invention has been described focusing on preferred embodiments with reference to the accompanying drawings, but it is clear to those skilled in the art that many obvious modifications can be made without departing from the scope of the present invention from this description. Accordingly, the scope of the present invention should be construed by the appended claims to include examples of many such modifications.
1 : 하우징
2 : 차폐부
3 : 아노드
4 : 밀봉결합부
5 : 확장 절연부
6 : 보조 절연부
7 : 지지단
10 : 엑스레이 튜브
11 : 절연체
12 : 차폐부재1: Housing
2: shielding part
3: anode
4: Sealed joint
5: extended insulation part
6: Auxiliary insulation part
7: Support end
10: X-ray tube
11: insulator
12: Shielding member
Claims (4)
상기 차폐부에 외주면에 형성되는 렌즈부를 포함하며,
상기 차폐부와 렌즈부는 세라믹 재질의 일체형 구조를 가지는 것을 특징으로 하는
세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.
a shielding portion formed of a ceramic material disposed inside the housing of the X-ray tube;
The shielding unit includes a lens unit formed on an outer peripheral surface,
The shielding unit and the lens unit are characterized in that they have an integrated structure made of ceramic material.
X-ray tube with an insulating lens made of ceramic material.
상기 렌즈부는
차폐부로부터 소정의 깊이로 음각으로 형성된 것을 특징으로 하는
세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.
According to clause 1,
The lens part
Characterized by being formed in an intaglio at a predetermined depth from the shielding part.
X-ray tube with an insulating lens made of ceramic material.
상기 차폐부의 상단 내측으로 중심에 배치되는 아노드와 차폐부 사이를 밀봉시키는 코바(kovar) 재질의 밀봉결합부와;
상기 차폐부의 상단 외측 가장자리를 따라 돌출되도록 연장되어 밀봉결합부를 감싸는 확장 절연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.
According to clause 1,
a sealing coupling part made of kovar that seals between the anode and the shield, which is centrally located inside the top of the shield;
Characterized in that it further comprises an extended insulating portion extending to protrude along the upper outer edge of the shield and surrounding the sealing joint.
X-ray tube with an insulating lens made of ceramic material.
상기 확장 절연부는
밀봉결합부의 높이보다 높은 높이를 가지도록 돌출되어 내측과 외측 공간을 분리함으로써, 고전압 아노드와 하우징과의 아킹을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는
세라믹 재질의 절연 렌즈를 구비한 엑스레이 튜브.
According to clause 1,
The expanded insulation part
Characterized in that it is configured to prevent arcing between the high voltage anode and the housing by separating the inner and outer spaces by protruding to have a height higher than the height of the sealing joint.
X-ray tube with an insulating lens made of ceramic material.
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| KR1020220119734A KR20240041382A (en) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | X-ray tube with ceramic insulated lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20240041382A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170025701A (en) | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 주식회사바텍 | Micro x-ray tube with improving accuracy of alignment and aligning apparatus for the same |
-
2022
- 2022-09-22 KR KR1020220119734A patent/KR20240041382A/en unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170025701A (en) | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 주식회사바텍 | Micro x-ray tube with improving accuracy of alignment and aligning apparatus for the same |
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