RU199450U1 - MULTI-BEAM X-RAY TUBE - Google Patents
MULTI-BEAM X-RAY TUBE Download PDFInfo
- Publication number
- RU199450U1 RU199450U1 RU2020108698U RU2020108698U RU199450U1 RU 199450 U1 RU199450 U1 RU 199450U1 RU 2020108698 U RU2020108698 U RU 2020108698U RU 2020108698 U RU2020108698 U RU 2020108698U RU 199450 U1 RU199450 U1 RU 199450U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- anode
- target
- tube according
- cathode
- focal spot
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J35/00—X-ray tubes
- H01J35/02—Details
Abstract
Заявленная полезная модель относится к рентгенотехнике и может быть использована в медицинской рентгенодиагностике: рентгенографии, томографии, маммографии, томосинтезе, а также при неразрушающем контроле. Многолучевая рентгеновская трубка содержит вакуумированный корпус и расположенные в нем анод, выполненный в форме параллелепипеда и имеющий возможность линейного перемещения относительно продольной оси симметрии, и ряд катодных узлов, каждый из которых предназначен для испускания пучка электронных лучей и формирования фокусного пятна на мишени анода. Полезная модель обеспечивает простоту изготовления и долговечность использования рентгеновской трубки при сохранении ее повышенной мощности. 9 з. п. ф-лы, 4 ил.The declared useful model relates to X-ray technology and can be used in medical X-ray diagnostics: X-ray, tomography, mammography, tomosynthesis, as well as in non-destructive testing. The multi-beam X-ray tube contains an evacuated body and an anode located in it, made in the form of a parallelepiped and capable of linear movement relative to the longitudinal axis of symmetry, and a number of cathode assemblies, each of which is designed to emit an electron beam and form a focal spot on the anode target. The utility model provides the simplicity of manufacture and durability of the X-ray tube while maintaining its increased power. 9 h. p. f-ly, 4 ill.
Description
Заявленная полезная модель относится к рентгенотехнике и может быть использована в медицинской рентгенодиагностике: рентгенографии, томографии, маммографии, томосинтезе, а также при неразрушающем контроле.The declared useful model relates to X-ray technology and can be used in medical X-ray diagnostics: X-ray, tomography, mammography, tomosynthesis, as well as in non-destructive testing.
Известна многолучевая рентгеновская трубка, содержащая вакуумированный корпус (баллон) и расположенные в нем цилиндрический анод, имеющий возможность вращения относительно продольной оси симметрии, и ряд катодных узлов, каждый из которых предназначен для испускания пучка электронных лучей и формирования фокусного пятна на соответствующей мишени анода. Каждая из мишеней анода образована конической проточкой в теле анода (см. RU 178295 U1, 29.03.2018).Known multi-beam X-ray tube containing an evacuated body (balloon) and located in it a cylindrical anode that can rotate about the longitudinal axis of symmetry, and a number of cathode nodes, each of which is designed to emit an electron beam and form a focal spot on the corresponding target of the anode. Each of the anode targets is formed by a conical groove in the anode body (see RU 178295 U1, March 29, 2018).
Недостаток известной рентгеновской трубки состоит в сложности ее изготовления и недолговечности использования, обусловленных, в частности, необходимостью применения шарикоподшипников для вращения анода, разрушающихся при эксплуатации.The disadvantage of the known X-ray tube is the complexity of its manufacture and the fragility of its use, caused, in particular, by the need to use ball bearings for rotation of the anode, which are destroyed during operation.
Известная рентгеновская трубка принята в качестве ближайшего аналога заявленной рентгеновской трубки.The known X-ray tube is adopted as the closest analogue of the claimed X-ray tube.
Техническая проблема, решаемая заявленной полезной моделью, состоит в создании многолучевой рентгеновской трубки, лишенной указанных недостатков.The technical problem solved by the claimed utility model consists in creating a multi-beam X-ray tube, devoid of the indicated disadvantages.
При этом достигается технический результат, заключающийся в обеспечении простоты изготовления и долговечности использования рентгеновской трубки при сохранении ее повышенной мощности за счет изменения формы анода и способа его перемещения в корпусе трубки.In this case, the technical result is achieved, which consists in ensuring the simplicity of manufacture and durability of the X-ray tube while maintaining its increased power by changing the shape of the anode and the method of its movement in the tube body.
Техническая проблема решается, а указанный технический результат достигается в результате создания многолучевой рентгеновской трубки, содержащей вакуумированный корпус и расположенные в нем анод, выполненный в форме параллелепипеда и имеющий возможность линейного перемещения относительно продольной оси симметрии, и ряд катодных узлов, каждый из которых предназначен для испускания пучка электронных лучей и формирования фокусного пятна на мишени анода.The technical problem is solved, and the specified technical result is achieved as a result of creating a multi-beam X-ray tube containing an evacuated body and an anode located in it, made in the form of a parallelepiped and having the ability to move linearly relative to the longitudinal axis of symmetry, and a number of cathode nodes, each of which is designed to emit electron beam and the formation of a focal spot on the anode target.
Согласно частному варианту выполнения, длина анода L определена соотношением:According to a particular embodiment, the length of the anode L is determined by the ratio:
L>2⋅F⋅tg(α/2),L> 2⋅F⋅tg (α / 2),
где F - фокусное расстояние трубки, мм;where F is the focal length of the tube, mm;
α - угол между крайними позициями рентгеновских лучей, град.α is the angle between the extreme positions of the X-rays, deg.
Согласно другому частному варианту выполнения, линейное перемещение анода обеспечено со скоростью:According to another particular embodiment, the linear movement of the anode is provided with a speed:
где Р - мощность трубки, Вт;where P is the tube power, W;
β - угол наклона мишени, град.;β - angle of inclination of the target, deg .;
f - номинальный размер фокусного пятна в проекции на исследуемый объект, мм;f is the nominal size of the focal spot in the projection onto the object under study, mm;
D - удельная нагрузка на действительное фокусное пятно, Вт⋅с/мм2.D is the specific load on the actual focal spot, W⋅s / mm 2 .
Согласно еще одному частному варианту выполнения, анод имеет мишень, представляющую собой полосу тугоплавкого металла, нанесенную на поверхность анода по центру одной из больших граней параллелепипеда параллельно длинному ребру.According to another particular embodiment, the anode has a target, which is a strip of refractory metal, deposited on the anode surface in the center of one of the large faces of the parallelepiped parallel to the long rib.
Согласно предпочтительному варианту выполнения, ширина полосы мишени анода определена соотношением:According to a preferred embodiment, the target strip width of the anode is determined by the relationship:
H>ƒ/Sin β,H> ƒ / Sin β,
где f - номинальный размер фокусного пятна в проекции на исследуемый объект, мм;where f is the nominal size of the focal spot in the projection onto the object under study, mm;
β - угол наклона мишени, град.β - angle of inclination of the target, deg.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, трубка снабжена исполнительным механизмом, обеспечивающим линейное перемещение анода относительно продольной оси симметрии, и парой металлических сильфонов, один из которых связан с исполнительным механизмом, при этом каждый из сильфонов связан с соответствующим торцом анода.According to another particular embodiment, the tube is equipped with an actuator that ensures linear movement of the anode relative to the longitudinal axis of symmetry, and a pair of metal bellows, one of which is connected to the actuator, each of the bellows connected to the corresponding end of the anode.
Согласно еще одному частному варианту выполнения, каждый из катодных узлов включает в себя катод косвенного накала и электронно-оптическое устройство, обеспечивающее возможность включения и выключения катода и испускания пучка электронных лучей заданной формы.According to another particular embodiment, each of the cathode assemblies includes an indirectly heated cathode and an electro-optical device that enables the cathode to be switched on and off and emitted a beam of electron beams of a given shape.
Согласно предпочтительному варианту выполнения, каждый из катодов представляет собой холодный катод на основе углеродных нанотрубок.According to a preferred embodiment, each of the cathodes is a carbon nanotube cold cathode.
Согласно еще одному предпочтительному варианту выполнения, каждое из электронно-оптических устройств обеспечивает возможность формирования на мишени анода фокусного пятна, по существу, в форме эллипса.According to another preferred embodiment, each of the electro-optical devices enables a focal spot to be formed on the anode target in a substantially elliptical shape.
Согласно еще более предпочтительному варианту выполнения, большая ось эллипса каждого из фокусных пятен расположена перпендикулярно продольной оси симметрии мишени анода.In an even more preferred embodiment, the major axis of the ellipse of each of the focal spots is perpendicular to the longitudinal axis of symmetry of the anode target.
Далее возможные варианты исполнения полезной модели подробно объясняются со ссылкой на фигуры.In the following, possible embodiments of the utility model are explained in detail with reference to the figures.
На фиг. 1 показано схематичное изображение общего вида рентгеновской трубки (продольный разрез).FIG. 1 shows a schematic general view of an X-ray tube (longitudinal section).
На фиг. 2 показан поперечный разрез А-А.FIG. 2 shows a cross-section AA.
На фиг. 3а показано схематичное изображение катодного узла в одном из частных вариантов (вид сверху в разрезе).FIG. 3a shows a schematic representation of the cathode assembly in one of the particular variants (top view in section).
На фиг. 3b показано схематичное изображение катодного узла в одном из частных вариантов (вид сбоку в разрезе).FIG. 3b shows a schematic representation of the cathode assembly in one of the particular variants (side view in section).
Многолучевая рентгеновская трубка, показанная на фиг. 1, содержит вакуумированный корпус (баллон) 1 и расположенные в нем анод 2, выполненный в форме параллелепипеда из графита или любого иного подходящего материала, и ряд катодных узлов 3, каждый из которых предназначен для испускания пучка электронных лучей и формирования фокусного пятна на соответствующей мишени анода 2. Длина L анода определена соотношением:The multi-beam X-ray tube shown in FIG. 1, contains an evacuated housing (balloon) 1 and an
L>2⋅F⋅tg(α/2),L> 2⋅F⋅tg (α / 2),
где F - фокусное расстояние трубки;where F is the focal length of the tube;
α - угол между крайними позициями рентгеновских лучей, град.α is the angle between the extreme positions of the X-rays, deg.
Рентгеновская трубка 1 снабжена исполнительным механизмом (линейным актуатором) 4, обеспечивающим линейное перемещение анода 2 относительно продольной оси симметрии, и парой металлических сильфонов 5, один из которых связан с исполнительным механизмом 4, в частности, посредством винтовой передачи (не показана). Каждый из сильфонов 5 связан с соответствующим торцом анода 2 через высоковольтный изолятор 6.
Линейное перемещение анода обеспечено со скоростью:The linear movement of the anode is provided at a speed:
где Р - мощность трубки, Вт;where P is the tube power, W;
β - угол наклона мишени, град.;β - angle of inclination of the target, deg .;
f - номинальный размер фокусного пятна в проекции на исследуемый объект, мм;f is the nominal size of the focal spot in the projection onto the object under study, mm;
D - удельная нагрузка на действительное фокусное пятно, Вт⋅с/мм2.D is the specific load on the actual focal spot, W⋅s / mm 2 .
Анод 2 имеет мишень 7, представляющую собой полосу тугоплавкого металла (например, вольфрама или молибдена), нанесенную на поверхность анода 2 по центру одной из больших граней параллелепипеда параллельно длинному ребру.
Ширина полосы мишени 7 анода 2 определена соотношением:The width of the
H>ƒ/Sin β,H> ƒ / Sin β,
где: f - номинальный размер фокусного пятна в проекции на исследуемый объект, мм;where: f is the nominal size of the focal spot in projection onto the object under study, mm;
β - угол наклона мишени, град.β - angle of inclination of the target, deg.
В частном варианте, показанном на фиг. 3а и 3b, каждый из катодных узлов 3 включает в себя катод 8 косвенного накала (в частности, холодный катод на основе углеродных нанотрубок) и электронно-оптическое устройство 9, обеспечивающее возможность включения и выключения катода 8 и испускания пучка электронных лучей 10 заданной формы и формирования, вследствие этого, на мишени 7 анода 2 фокусного пятна 11. Фокусное пятно формируется, предпочтительно, по существу, в форме эллипса, где L1 - размер большой оси эллипса, L2 - размер малой оси эллипса.In the particular embodiment shown in FIG. 3a and 3b, each of the
Еще более предпочтительно, большая ось эллипса каждого из фокусных пятен 11 расположена перпендикулярно продольной оси симметрии мишени 7 анода 2.Even more preferably, the major axis of the ellipse of each of the
Заявленную рентгеновскую трубку используют следующим образом.The claimed X-ray tube is used as follows.
После подачи питания на рентгеновский аппарат, в котором установлена трубка, на катоды 8 подают накальное напряжение пониженного уровня - напряжение разогрева, которое поддерживают в режиме ожидания проведения процедуры. На управляющие электроды (не показаны) катодных узлов 3 подают запирающие напряжения - отрицательные относительно катодов 8.After power is supplied to the X-ray apparatus, in which the tube is installed, a low-level heating voltage is applied to the cathodes 8 - the heating voltage, which is maintained in the standby mode of the procedure. The control electrodes (not shown) of the
Для проведения процедуры при нажатии кнопки «Экспозиция» рентгеновского аппарата на катоды 8 подают полное напряжение накала. По окончании процесса разогрева катодов 8 до рабочей температуры на управляющий электрод первого из катодов 8 подают отпирающее напряжение - положительное относительно катода 8. Его значение выбирают таким, чтобы получить пучок электронных лучей заданной формы, обеспечивающей формирование фокусного пятна 11 необходимого размера. Одновременно на анод 2 подают высокое напряжение. Когда электронные лучи проникают в материал анода 2, происходит испускание рентгеновских лучей. Одновременно с подачей на анод 2 высокого напряжения включают линейный актуатор 4, обеспечивающий линейное перемещение анода 2 во время экспозиции, в результате чего многократно может быть увеличена удельная нагрузка на фокусное пятно 11 и, соответственно, повышена мощность рентгеновской трубки.To carry out the procedure, when the "Exposure" button of the X-ray apparatus is pressed, the full heating voltage is applied to the
По окончании первой экспозиции на управляющий электрод первого из катодов 8 подают запирающее напряжение - отрицательное относительно катода 8, а линейный актуатор 4 переводят в режим обратного хода, возвращая анод 2 в исходное положение.At the end of the first exposure, a blocking voltage is applied to the control electrode of the first of the cathodes 8 - negative with respect to the
Плоскопанельный детектор 12 (также входящий в состав рентгеновского аппарата) переходит в режим считывания первого изображения. По окончании процесса считывания детектор выставляет сигнал готовности, и на управляющий электрод второго из катодов 8 подают отпирающее напряжение - положительное относительно катода 8; происходит испускание рентгеновских лучей по второму из катодов 8. Одновременно с подачей на управляющий электрод второго из катодов отпирающего напряжения вновь включают линейный актуатор 4, обеспечивающий линейное перемещение анода во время второй экспозиции.The flat-panel detector 12 (also included in the X-ray apparatus) switches to the mode of reading the first image. At the end of the reading process, the detector sets the readiness signal, and an unlocking voltage is applied to the control electrode of the second of the cathodes 8 - positive with respect to the
По окончании второй экспозиции на управляющий электрод второго из катодов 8 подают запирающее напряжение - отрицательное относительно катода 8, а линейный актуатор 4 вновь переводят в режим обратного хода, возвращая анод 2 в исходное положение.At the end of the second exposure, a blocking voltage is applied to the control electrode of the second of the
Плоскопанельный детектор 12 переходит в режим считывания второго изображения. Аналогичные циклы производятся последовательно по всем катодам 8.The
По завершении процедуры трубка переходит в режим ожидания.When the procedure is complete, the handset goes into standby mode.
Выполнение анода 2 заявляемой трубки в форме параллелепипеда и обеспечение возможности его линейного перемещения относительно продольной оси симметрии (взамен вращения цилиндрического анода) позволяет обеспечить, в свою очередь, простоту изготовления и долговечность использования трубки при сохранении ее повышенной мощности.The implementation of the
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108698U RU199450U1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | MULTI-BEAM X-RAY TUBE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020108698U RU199450U1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | MULTI-BEAM X-RAY TUBE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU199450U1 true RU199450U1 (en) | 2020-09-02 |
Family
ID=72421332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020108698U RU199450U1 (en) | 2020-02-28 | 2020-02-28 | MULTI-BEAM X-RAY TUBE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU199450U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0349388B1 (en) * | 1988-07-01 | 1991-11-13 | General Electric Cgr S.A. | X-ray tube with self-limitation of the electron flux by saturation |
US20110286581A1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-11-24 | Frank Sprenger | Multibeam x-ray source with intelligent electronic control systems and related methods |
RU2509389C1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Soft x-ray source based on demountable x-ray tube |
RU178295U1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-03-29 | Акционерное общество "МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Лтд" (АО "МТЛ") | Rotating Anode Multipath X-ray Tube |
RU2668085C2 (en) * | 2014-07-18 | 2018-09-26 | Кэнон Кабусики Кайся | Anode and x-ray generating tube, x-ray generating apparatus and radiography system using same |
-
2020
- 2020-02-28 RU RU2020108698U patent/RU199450U1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0349388B1 (en) * | 1988-07-01 | 1991-11-13 | General Electric Cgr S.A. | X-ray tube with self-limitation of the electron flux by saturation |
US20110286581A1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-11-24 | Frank Sprenger | Multibeam x-ray source with intelligent electronic control systems and related methods |
RU2509389C1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" - Госкорпорация "Росатом" | Soft x-ray source based on demountable x-ray tube |
RU2668085C2 (en) * | 2014-07-18 | 2018-09-26 | Кэнон Кабусики Кайся | Anode and x-ray generating tube, x-ray generating apparatus and radiography system using same |
RU178295U1 (en) * | 2017-12-15 | 2018-03-29 | Акционерное общество "МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ Лтд" (АО "МТЛ") | Rotating Anode Multipath X-ray Tube |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
C2. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7826595B2 (en) | Micro-focus field emission x-ray sources and related methods | |
US7801277B2 (en) | Field emitter based electron source with minimized beam emittance growth | |
US8488737B2 (en) | Medical X-ray imaging system | |
JP4878311B2 (en) | Multi X-ray generator | |
CN101521136B (en) | Multi x-ray generating apparatus and x-ray imaging apparatus | |
JP4864308B2 (en) | X-ray anode with increased effective range | |
US7197116B2 (en) | Wide scanning x-ray source | |
RU2491019C2 (en) | Quasi-static installation with distributed sources for x-ray visualisation with high | |
KR100867172B1 (en) | Carbon Nano Tube based X-ray tube structure | |
US20200000423A1 (en) | Computer tomograph | |
US20120027173A1 (en) | Structured electron emitter for coded source imaging with an x-ray tube | |
JP2007504636A (en) | Apparatus and method for generating multiple x-ray beams from multiple locations | |
JP2007265981A5 (en) | ||
JP5099756B2 (en) | Electron beam generator and control method thereof | |
Liu et al. | Development of a carbon nanotube based microfocus x-ray tube with single focusing electrode | |
RU199450U1 (en) | MULTI-BEAM X-RAY TUBE | |
US9251992B2 (en) | Stereo X-ray generating device | |
US20110075804A1 (en) | X-ray imaging method and x-ray imaging system | |
Tan et al. | Beam and image experiment of beam deflection electron gun for distributed X-ray sources | |
CN109791863A (en) | X-ray tube | |
RU178295U1 (en) | Rotating Anode Multipath X-ray Tube | |
JP5312555B2 (en) | Multi X-ray generator | |
Park et al. | A fully vacuum-sealed miniature X-ray tube with carbon nanotube field emitters for compact portable dental X-ray system | |
Gupta et al. | Development of microfocus x-ray source based on CNT emitter for intraoperative specimen radiographic system | |
US20240122557A1 (en) | X-ray ct apparatus and control method of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC91 | Official registration of the transfer of exclusive right (utility model) |
Effective date: 20210226 |