NL1003389C2 - X-ray tube. - Google Patents
X-ray tube. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1003389C2 NL1003389C2 NL1003389A NL1003389A NL1003389C2 NL 1003389 C2 NL1003389 C2 NL 1003389C2 NL 1003389 A NL1003389 A NL 1003389A NL 1003389 A NL1003389 A NL 1003389A NL 1003389 C2 NL1003389 C2 NL 1003389C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- ray tube
- filament
- housing
- focusing device
- cathode
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
- H01J35/04—Electrodes ; Mutual position thereof; Constructional adaptations therefor
- H01J35/06—Cathodes
- H01J35/066—Details of electron optical components, e.g. cathode cups
Description
RöntgenbuisX-ray tube
De uitvinding heeft betrekking op een röntgenbuis, in het bijzonder een röntgenbuis met roterende anode bestemd voor het onderzoeken van de moleculaire structuur van kristalvormige stoffen volgens de röntgendif fractiemethode..The invention relates to an X-ray tube, in particular a rotating anode X-ray tube intended for investigating the molecular structure of crystalline substances according to the X-ray diffraction method.
5 Een dergelijke röntgenbuis is gewoonlijk voorzien van een huis, een anode en een kathode, die in het huis zijn gemonteerd, waarbij de kathode een focusseerinrichting, een gloeidraad en een keramische drager omvat, welke keramische drager de focusseerinrichting en de gloeidraad in het huis 10 ondersteunt.Such an X-ray tube is usually provided with a housing, an anode and a cathode mounted in the housing, the cathode comprising a focusing device, a filament and a ceramic support, the ceramic support being the focusing device and the filament in the housing. supports.
Bij dergelijke röntgenbuizen wordt gewerkt met een continu buisvermogen met een orde van grootte van 18 kW, waarvan slechts een gering deel wordt omgezet in röntgenstraling. Hierdoor loopt de temperatuur van de anode op tot 15 een waarde van 600-1000°C op de plaats waar' de elektronen-stroom van de kathode de anode treft. Voorts is een vermogen van 180-220 W nodig om de gloeidraad op een hoge temperatuur te houden, waarbij voldoende elektronen vrijkomen om de stroom door de buis in stand te houden. De temperatuur van 20 de kathode en het huis loopt hierdoor zodanig op, dat koeling van de kathode en het huis noodzakelijk is. Hierdoor is de constructie van het kathodedeel van de röntgenbuis betrekkelijk gecompliceerd en heeft dit kathodedeel grote afmetingen. De afmetingen van het kathodedeel vormen een 25 beperking voor de vrijheid van opstellen van de detector die bij het röntgendiffractie-onderzoek wordt gebruikt.Such X-ray tubes use a continuous tube power of the order of magnitude of 18 kW, of which only a small part is converted into X-rays. As a result, the temperature of the anode rises to a value of 600-1000 ° C at the place where the electron current from the cathode strikes the anode. Furthermore, a power of 180-220 W is required to keep the filament at a high temperature, releasing enough electrons to sustain the current through the tube. The temperature of the cathode and the housing hereby increases to such an extent that cooling of the cathode and the housing is necessary. As a result, the construction of the cathode part of the X-ray tube is relatively complicated and this cathode part has large dimensions. The dimensions of the cathode portion limit the freedom of arrangement of the detector used in the X-ray diffraction examination.
De uitvinding beoogt een röntgenbuis van de in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij de bezwaren van de bekende röntgenbuizen op doeltreffende wijze zijn 3 0 onde rvangen.The object of the invention is to provide an X-ray tube of the type mentioned in the preamble, wherein the drawbacks of the known X-ray tubes are effectively overcome.
Hiertoe heeft de röntgenbuis volgens de uitvinding het kenmerk, dat de keramische drager is vervaardigd van een 1003389 2 keramisch materiaal met een warmte-geleidbaarheid van ten minste 80 W/mK.For this purpose, the X-ray tube according to the invention is characterized in that the ceramic support is made of a 1003389 2 ceramic material with a heat conductivity of at least 80 W / mK.
De uitvinding berust op het inzicht dat door het bewust gebruikmaken van een keramisch materiaal met gunstige 5 eigenschappen ten aanzien van de warmte-geleidbaarheid een compacte constructie van de keramische drager mogelijk is en een afzonderlijke koeling van de kathode door middel van olie of een andere complexe voorziening niet nodig is. De warmte van de kathode kan via de keramische drager worden 10 afgevoerd naar het huis dat op gebruikelijke wijze door water of dergelijke wordt gekoeld. Door de compacte constructie van de kathode wordt een grote vrijheid voor het opstellen van de detector voor het röntgendiffractie-onder-zoek verkregen.The invention is based on the insight that by consciously using a ceramic material with favorable properties with regard to the heat conductivity, a compact construction of the ceramic support is possible and a separate cooling of the cathode by means of oil or other complex provision is not necessary. The heat from the cathode can be dissipated via the ceramic support to the housing which is conventionally cooled by water or the like. Due to the compact construction of the cathode, a great freedom of arrangement of the detector for the X-ray diffraction examination is obtained.
15 Volgens een gunstige uitvoering van de röntgenbuis volgens de uitvinding is het met een eenvoudige constructie van de kathode mogelijk de gloeidraad zonder gebruik van hulpmiddelen snel uit te nemen en te plaatsen, waarbij de nauwkeurigheid var. de positie van de gloeidraad gewaarborgd 20 blijft.According to a favorable embodiment of the X-ray tube according to the invention, with a simple construction of the cathode, it is possible to quickly remove and place the filament without the use of aids, the accuracy varying. the filament position remains assured.
Bij voorkeur is de keramische drager vervaardigd van aluminiumnitride, waarvan de warmte-geleidbaarheid 14ΟΙ 80 W/mK bedraagt.The ceramic support is preferably made of aluminum nitride, the thermal conductivity of which is 14ΟΙ80 W / mK.
De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de 25 hand van de tekening, waarin sterk schematisch een uitvoe-ringsvoorbeeld van de röntgenbuis volgens de uitvinding is weergegeven.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, which shows highly schematically an exemplary embodiment of the X-ray tube according to the invention.
Fig. 1 toont een doorsnede van een uitvoeringsvorm van de röntgenbuis volgens de uitvinding.Fig. 1 shows a cross-section of an embodiment of the X-ray tube according to the invention.
30 Fig. 2 toont een deel van de röntgenbuis uit Fig. 1 op grotere schaal.FIG. 2 shows part of the X-ray tube of FIG. 1 on a larger scale.
Fig. 3 toont een deel van de röntgenbuis uit Fig. l in doorsnede op grotere schaal, waarbij de anode in zijaanzicht is weergegeven.Fig. 3 shows part of the X-ray tube of FIG. 1 in cross section on a larger scale, with the anode shown in side view.
35 In de Fig. 1 en 2 is sterk schematisch een röntgen buis weergegeven, die is voorzien van een huis 1 en een draaibaar in het huis ondersteunde anode 2. De draaibare 1003389 3 ondersteuning van de anode en de afdichting daarvan ten opzichte van het huis 1 behoren niet tot het onderwerp van de uitvinding en zijn derhalve niet weergegeven. In het huis 1 is voorts een turbo-moleculaire pomp 4 aangebracht, 5 die in samenwerking met een niet weergegeven pomp voor het verzorgen van het vacuüm in het huis 1 dient.In Figs. 1 and 2, a highly X-ray tube is shown, which is provided with a housing 1 and a rotatable anode 2 supported in the housing. The rotatable 1003389 3 support of the anode and its sealing relative to the housing 1 are not part of the subject of the invention and are therefore not shown. In the housing 1, a turbo-molecular pump 4 is further arranged, which, in conjunction with a pump (not shown), serves to supply the vacuum in the housing 1.
In een wand 5 van het huis 1 is een kathode 6 ondersteund door middel van een keramische drager 7. Deze kathode 6 omvat een focusseerinrichting 8 en een gloeidraad 10 9. De focusseerinrichting 8 is bijvoorbeeld uit molybdeen vervaardigd en door middel van de keramische drager 7 geïsoleerd opgesteld ten opzichte van het bijvoorbeeld uit koper vervaardigde huis 1.In a wall 5 of the housing 1, a cathode 6 is supported by means of a ceramic support 7. This cathode 6 comprises a focusing device 8 and a filament 10 9. The focusing device 8 is manufactured, for example, from molybdenum and by means of the ceramic support 7 arranged in isolation from the house, for example, made of copper 1.
In de Fig. 2 en 3 is de wand 5 van het huis 1 met 15 de kathode 6 en de keramische drager 7 op grotere schaal weergegeven. Zoals in Fig. 2 en 3 zichtbaar is, zijn in het huis 1 kanalen 10 voor een koelvloeistof, bijvoorbeeld water, gevormd voor het afvoeren van warmte. Tijdens bedrijf werkt de beschreven röntgenbuis continu met een vermogen 'an 20 bijvoorbeeld 18 kW, waardoor de temperatuur van de anode 2 tot zeer hoge waarden in de orde van 600-l000°C kan oplopen. Hierdoor loopt ook de temperatuur van de kathode 6 tot hoge waarden op. Bij de beschreven röntgenbuis wordt de warmte van de kathode, in het bijzonder van de focusseerinrichting 25 8 direct via de keramische drager 7 afgevoerd naar de wand 5 van het huis 1. Hiertoe is de keramische drager 7 vervaardigd uit een materiaal met een warmte-geleidbaarheid van ten minste 80 W/mK. Voorts is de specifieke weerstand van het keramische materiaal ten minste 10* D.cm. De doorslagveld-30 sterkte dient ten minste 15 kV/mm te bedragen. Een bijzonder geschikt materiaal is bijvoorbeeld aluminiumnitride.In Figs. 2 and 3, the wall 5 of the housing 1 with the cathode 6 and the ceramic support 7 is shown on a larger scale. As shown in Fig. 2 and 3 are visible, in the housing 1, channels 10 for a cooling liquid, for example water, are formed for dissipating heat. During operation, the X-ray tube described operates continuously at a power of, for example, 18 kW, so that the temperature of the anode 2 can rise to very high values on the order of 600-1000 ° C. As a result, the temperature of the cathode 6 also rises to high values. In the X-ray tube described, the heat from the cathode, in particular from the focusing device 8, is dissipated directly via the ceramic support 7 to the wall 5 of the housing 1. For this purpose, the ceramic support 7 is made of a material with a heat conductivity of at least 80 W / mK. Furthermore, the specific resistance of the ceramic material is at least 10 * D.cm. The breakdown field strength should be at least 15 kV / mm. A particularly suitable material is, for example, aluminum nitride.
De focusseerinrichting 8 heeft een cirkelvormige omtrek en is bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld gemonteerd in een cilindrische kamer 11 van de keramische 35 drager 7. De focusseerinrichting 8 kan bijvoorbeeld door solderen in deze kamer 12 zijn bevestigd. Bij de weergegeven uitvoeringsvorm is in de drager 7 een schouder 12 gevormd, 1003389 4 die een aanslag voor de focusseerinrichting 8 vormt. Op dezelfde wijze is de keramische drager 7 in de wand 5 geplaatst tegen een schouder 13.The focusing device 8 has a circular circumference and in the exemplary embodiment shown is mounted in a cylindrical chamber 11 of the ceramic support 7. The focusing device 8 can for instance be fixed in this chamber 12 by soldering. In the embodiment shown, a shoulder 12 is formed in the carrier 7, 1003389 4 which forms a stop for the focusing device 8. In the same manner, the ceramic support 7 is placed in the wall 5 against a shoulder 13.
Aan de van de anode 2 afgekeerde zijde bezit de 5 focusseerinrichting 8 een montageruimte 14 waarin een keramische draagplaat 15 van de gloeidraad 9 passend is opgenomen. De draagplaat 15 en de montageruimte 14 zijn van samenwerkende positioneringsmiddelen voorzien, zodat de draagplaat 15 uitsluitend in een voorafbepaalde stand in de 10 montageruimte 14 kan worden geplaatst. Dergelijke positioneringsmiddelen kunnen ook worden toegepast om een voorafbepaalde stand van de drager 7 ten opzichte van de wand 5 resp. van de focusseerinrichting 8 ten opzichte van de drager 7 te waarborgen.On the side remote from the anode 2, the focusing device 8 has a mounting space 14 in which a ceramic support plate 15 of the filament 9 is suitably received. The carrier plate 15 and the mounting space 14 are provided with cooperating positioning means, so that the carrier plate 15 can only be placed in the mounting space 14 in a predetermined position. Such positioning means can also be used to determine a predetermined position of the carrier 7 relative to the wall 5, respectively. of the focusing device 8 relative to the carrier 7.
15 De gloeidraad 9 is door twee contactsteunen 16 in de draagplaat 15 ondersteund. Elke contactsteun 16 heeft een contactorgaan 17 dat samenwerkt met een bijbehorende veer-contact 18 die in een afsluitplaat 19 is ondersteund. De conracten 18 houden de draagplaat 15 op de juiste plaats in 20 de montageruimte 14, resp de focusseerinrichting 8 in de drager 7, resp. de drager 7 in de wand 5.The filament 9 is supported by two contact supports 16 in the support plate 15. Each contact support 16 has a contact member 17 which cooperates with an associated spring contact 18 supported in a closure plate 19. The contracts 18 keep the carrier plate 15 in the correct place in the mounting space 14, respectively the focusing device 8 in the carrier 7, respectively. the carrier 7 in the wall 5.
Het toepassen van de beschreven afsluitplaat 19 heeft het voordeel dat de gloeidraad 9 op eenvoudige wijze kan worden vervangen door de afsluitplaat weg te nemen. De 25 afdichting wordt bereikt door een geschikte rubber afdicht-ring 20. De afsluitplaat 19 wordt door niet getekende veerklemmen op zijn plaats gehouden bij afwezigheid van een vacuüm in het huis 1. Het zal duidelijk zijn dat bij vacuüm in het huis 1 de afsluitplaat 19 automatisch afdichtend op 30 de wand 5 wordt vastgehouden. De afsluitplaat 19 is, evenals de draagplaat 14 voor de gloeidraad 9 bij voorkeur uit hetzelfde materiaal vervaardigd als de keramische drager 7.The use of the described sealing plate 19 has the advantage that the filament 9 can be replaced in a simple manner by removing the sealing plate. The sealing is achieved by a suitable rubber sealing ring 20. The closing plate 19 is held in place by spring clamps (not shown) in the absence of a vacuum in the housing 1. It will be clear that, in the case of vacuum in the housing 1, the closing plate 19 is held automatically sealingly on the wall 5. The sealing plate 19, like the filament support plate 14, is preferably made of the same material as the ceramic support 7.
De afsluitplaat ondersteunt tevens een veercontact 21 voor de aansluiting van de focusseerinrichting 8 op een 35 niet-weergegeven hoogspanningsbron. Evenals de veercontacten 18, oefent dit veercontact 21 een veerkracht uit op de focusseerinrichting 8. De voedingskabel voor de aansluiting 1003389 5 van de veercontacten 18, 21 is schematisch met 22 aangeduid.The closure plate also supports a spring contact 21 for connecting the focusing device 8 to a high voltage source (not shown). Like the spring contacts 18, this spring contact 21 exerts a spring force on the focusing device 8. The supply cable for the connection 1003389 5 of the spring contacts 18, 21 is schematically indicated by 22.
Opgemerkt wordt dat de rontgenbuis met twee vensters voor 23 voor het afnemen van röntgenstraling van een puntbron kan zijn uitgevoerd en met een venster 24 voor het 5 afnemen van röntgenstraling van een lijnbron. Indien twee lijnbronnen gewenst zijn, kan de constructie zodanig worden gewijzigd, dat de ingang voor de kabel 22 evenwijdig loopt aan de as van de anode. Daarmee blijft tevens één puntbron beschikbaar.It is noted that the X-ray tube may be provided with two windows 23 for receiving X-rays from a point source and with a window 24 for taking X-rays from a line source. If two line sources are desired, the construction can be changed so that the input for the cable 22 is parallel to the axis of the anode. This also means that one point source remains available.
10 Uit het voorgaande zal duidelijk zijn dat de uitvinding een rontgenbuis verschaft, waarbij door het toepassen van een geschikt keramisch materiaal voor de drager van de kathode een afzonderlijke koeling voor de kathode niet meer nodig is. Hierdoor is tevens een bijzonder 15 compacte constructie mogelijk en kan de gebruiker de bij het röntgendiffractie-onderzoek gebruikte detector in een groot bereik om de rontgenbuis plaatsen, zoals in Fig. 1 schematisch met pijlen 25 is aangegeven.It will be clear from the foregoing that the invention provides an X-ray tube, whereby by using a suitable ceramic material for the support of the cathode, a separate cooling for the cathode is no longer necessary. This also enables a particularly compact construction and allows the user to place the detector used in the X-ray diffraction examination in a wide range around the X-ray tube, as shown in FIG. 1 is schematically indicated with arrows 25.
De uitvinding is niet beperkt tot het in het 20 voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, dat binnen het kader der conclusies op verschillende manieren kan worden gevarieerd.The invention is not limited to the exemplary embodiment described above, which can be varied in a number of ways within the scope of the claims.
10033891003389
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003389A NL1003389C2 (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | X-ray tube. |
| PCT/NL1997/000341 WO1997049115A1 (en) | 1996-06-21 | 1997-06-18 | X-ray tube |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1003389 | 1996-06-21 | ||
| NL1003389A NL1003389C2 (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | X-ray tube. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1003389C2 true NL1003389C2 (en) | 1997-12-23 |
Family
ID=19763049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1003389A NL1003389C2 (en) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | X-ray tube. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL1003389C2 (en) |
| WO (1) | WO1997049115A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7657002B2 (en) * | 2006-01-31 | 2010-02-02 | Varian Medical Systems, Inc. | Cathode head having filament protection features |
| CN214203603U (en) * | 2018-04-04 | 2021-09-14 | 康姆艾德公司 | X-ray cathode head and X-ray tube apparatus |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1514510A1 (en) * | 1965-07-19 | 1970-06-04 | Siemens Ag | Beam generation system for high-performance tubes |
| US3793549A (en) * | 1971-12-27 | 1974-02-19 | Siemens Ag | X-ray tube |
| JPH02160332A (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Heater for electron tube |
| EP0412868A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-02-13 | General Electric Cgr S.A. | X-ray tube cathode and tube provided with such a cathode |
| DE4026300A1 (en) * | 1990-08-20 | 1992-02-27 | Siemens Ag | Electron emitter for X=ray tube - is of material contg. rare earth element covering support layer of large flat surface withstanding vibration |
| JPH05166478A (en) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Shimadzu Corp | Rotary cathode x-ray tube |
-
1996
- 1996-06-21 NL NL1003389A patent/NL1003389C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-06-18 WO PCT/NL1997/000341 patent/WO1997049115A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1514510A1 (en) * | 1965-07-19 | 1970-06-04 | Siemens Ag | Beam generation system for high-performance tubes |
| US3793549A (en) * | 1971-12-27 | 1974-02-19 | Siemens Ag | X-ray tube |
| JPH02160332A (en) * | 1988-12-12 | 1990-06-20 | Mitsubishi Electric Corp | Heater for electron tube |
| EP0412868A1 (en) * | 1989-08-07 | 1991-02-13 | General Electric Cgr S.A. | X-ray tube cathode and tube provided with such a cathode |
| DE4026300A1 (en) * | 1990-08-20 | 1992-02-27 | Siemens Ag | Electron emitter for X=ray tube - is of material contg. rare earth element covering support layer of large flat surface withstanding vibration |
| JPH05166478A (en) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Shimadzu Corp | Rotary cathode x-ray tube |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 414 (E - 0975) 7 September 1990 (1990-09-07) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 017, no. 566 (E - 1446) 13 October 1993 (1993-10-13) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1997049115A1 (en) | 1997-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101563521B1 (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging apparatus | |
| US4964148A (en) | Air cooled metal ceramic x-ray tube construction | |
| US5949849A (en) | X-ray generator and electrostatic remover using the same | |
| US3639751A (en) | Thermally dissipative enclosure for portable high-intensity illuminating device | |
| JP2013040938A (en) | Detection device | |
| US5561338A (en) | Packaged arc lamp and cooling assembly in a plug-in module | |
| EP1386582A1 (en) | Thermoelectrically controlled X-ray detector array | |
| US20130182179A1 (en) | CCD camera architecture and methods of manufacture | |
| NL1003389C2 (en) | X-ray tube. | |
| US5672931A (en) | Arc lamp filter with heat transfer attachment to a radial arc lamp cathode heat sink | |
| JP6573380B2 (en) | X-ray generator and X-ray imaging system | |
| JP2016085945A5 (en) | ||
| CN1501055A (en) | Photoelectric detector | |
| US4884292A (en) | Air-cooled X-ray tube | |
| JP2009085630A (en) | Image detector and image photographing system | |
| US7327828B1 (en) | Thermal optimization of ferrofluid seals | |
| JP4526113B2 (en) | Microfocus X-ray tube and X-ray apparatus using the same | |
| US20210407759A1 (en) | Devices and Methods for Dissipating Heat from an Anode of an X-Ray Tube Assembly | |
| EP0233103A1 (en) | Cooling devices for semiconductors | |
| WO2014119227A1 (en) | Radiation generating apparatus and radiation imaging system | |
| JP5597856B2 (en) | Electrical resistance measuring device | |
| KR102065655B1 (en) | Apparatus for generating a x-ray | |
| US6512816B1 (en) | Temperature clock for x-ray tubes | |
| Meyer | Performance of a photomultiplier at liquid-helium temperature | |
| US3919553A (en) | Integrated device for controlling charging artifacts in scanning electron microscopes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1B | A search report has been drawn up | ||
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20010101 |