TWI322444B - X ray generating device - Google Patents
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Description
1322444 Π) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域〕 本發明係關於利用靜電除去等而將產生X射線的χ射 線管收容於殼體內之X射線產生裝置。 【先前技術】 以日本國之特公平7-50594號公報做爲先前即存在之 X射線管之一例。在該公報所揭示的X射線管中,絲線利 用通電而炙熱之時,會放出電子束,該電子束使用聚焦用 閘極等而被加速,並以高速衝撞標靶,因而該材料固有的 X射線從標靶放射。然後,該X射線從在標靶前方離間設 置之X射線透過窗而向外部放出。這種X射線管變成高 溫故,其冷卻係從固定於標靶之外圍器(燈管)突出之標 靶環,以自然空氣冷卻而達成。然後,經由X射線管之冷 卻,而維持X射線之產生效率及防止標靶之破壞。並且, 該型之X射線管係與電壓產生部一起被收容在保護殼體內 。其它先前即存在之X射線管之一例方面’有日本特開平 10-106463號公報 '日本特開平6-25]735號公報、及美國 專利公告第4384360號。 【發明內容】 在標靶與X射線透過窗爲分離式之χ射線管中,外圍 器本身很大,爲了達成自然空氣冷卻,必須在外圍器周圍 有大的空間,其結果會招致保護殼體的大型化。相對於此 ⑧ (2) 1322444 ,具有標靶與X射線透過窗(輸出窗)爲一體之輸出保持 窗的X射線管係爲小型,因而外圍器(燈管)之直徑小, • 現實上難以固定於保護殼體內。
. 本發明之目的在提供一種X射線產生裝置,其可將X 射線管確實地固定於保護殼體內。 本發明之X射線產生裝置,係將具有導電性及熱傳導 性之輸出窗保持部固定在燈管的前端之X射線管,及驅動 • 該X射線管之電壓產生部收容在保護殼體內之X射線產 生裝置,其特徵爲:具備有:形成於輸出窗保持部的凸緣 部,及設置於保護殼體中,且具有輸出窗保持部可插入的 開口部的前面面板,及從形成上述前面面板的上述開口部 之壁面突出而與輸出窗保持部的凸緣部抵接之突起部=及 具有將抵接於突起部之凸緣部朝向突起部押壓,同時與形 成於開口部之壁面上之陰螺紋部內進行螺合之外螺紋的熱 傳導性之固定螺帽。 在該X射線產生裝置中,在將X射線管之輸出窗保持 部插入前面面板之開口部內之狀態下,將固定螺帽之外螺 ‘紋部與形成於開口部之壁面上之陰螺紋部內進行螺合,而 i 將固定螺帽螺入。然後,將固定螺帽充分地鎖緊之後,設 置於X射線管之輸出窗保持部上之凸緣部,抵接於設置在 前面面板之突起部上,其結果,由固定螺帽將凸緣部朝向 突起部押壓,因而將X射線管固定在前面面板上。從而, 如此地利用固定螺帽之時’可簡單且確實地將X射線管固 定到保護殼體內。並且’利用熱傳導性之固定螺帽之時’ •6- ⑧ (3) (3)1322444 可提高從X射線管之輸出窗保持部向前面面板之熱傳導性 ,因而使X射線管之熱容易逃散,因此可維持X射線之 產生效率及防止X射線管之破壞。 並且,固定螺帽的內壁面與輸出窗保持部之外面接觸 時較佳。做成如此構成之時,可以簡單且確實地由固定螺 帽而將X射線管定位,並且更提高從設置於X射線管之 輸出窗保持部向前面面板之熱傳導性。因而,可更提高維 持X射線之產生效率及更可防止標靶之破壞》 並且,更具備有由固定螺帽的前端與輸出窗保持部之 凸緣部所挾持的橡膠環較佳》介入有橡膠環之時,X射線 管之凸緣部可對突起部以適當的押壓力而確實地固定。 並且,本發明之X射線產生裝置,更具備有可計測X 射線管中 X射線之照射累計時間,且將顯示已計測之X 射線之照射累計時間的信號輸出之計時器時較佳。X射線 管爲具有壽命的裝置之故,利用上述計時器,可正確地把 握X射線管中之X射線的照射累計時間,因此可適當地 施行X射線產生裝置之製品管理。 【實施方式】 以下,將參照附圖而詳細地說明本發明X射線產生裝 置之較佳實施形態。 如第】圖〜第3圖所示,X射線產生裝置]具有箱形 之保護殼體2,該保護殼體2係由熱傳導性之材料所製成 ’其係被分割成3個部分。即,保護殻體2係由不銹鋼製 ⑧ (4) 1322444 成之四角柱形狀之殼本體部4、鋁製成之平板狀之前面面 板5、鋁製成之平板狀之背面面板6所形成,而構成3分 / 割型之箱狀。然後,在該保護殼體2中,其全長約爲]00 . 毫米,前面面板5之肉厚達到全長的1/〗〇,將前面面板5 之肉厚做成大之時,可期待其具有高的散熱性。而,有鋁 製成的安裝用底部7固定在保護殼體2上。 在此種保護殼體2內,配置有利用產生的軟X射線將 # 靜電除去等之X射線管8。該X射線管8,如第4圖所示 ,具有科瓦(KOVAR )玻璃製之圓筒狀燈管9,在該燈管 9之末端形成具有排氣管10之桿座(stem ) U,成圓筒狀 之科瓦金屬製之輸出窗保持部】2熔融連接在燈管9之開 放端上。並且,在該輸出窗保持部12上有中央開口]2a 被塞住之圓板狀的輸出窗13以銀焊而固定,利用電子束 之衝擊而產生X射線的標靶14被蒸鍍於輸出窗〗3之內面 側上。 # 再者,有2支桿銷〗5、15固定在桿座11中,在燈管 9內設置有以預定電壓將電子束放出之陰極燈絲16。該陰 極燈絲〗6係固定在桿銷1 5的前端。並且,在一方之桿銷 # 15上,固定有成爲圓筒狀之不銹鋼製之聚焦件】7。然後 ,該輸出窗保持部12係由科瓦金屬所形成,其熱傳導性 及導電性良好,而且電性地連接到接地之保護殼體2上, 因而成爲接地電位,其結果標靶]4亦被維持於接地電位 〇 在此處,從後述之電壓產生部2]將-9.5kV之高電位 -8- (5)1322444 供給到X射線管8之桿銷]5上之時,從陰極絲]6將電子 束朝向標靶]4照射。此時,由於電子束之衝擊而從標靶 1 4放射軟X射線,該X射線係從輸出窗]3放出到外部. X射線管8在如此的構成之下,燈管9可做成直徑爲]5 毫米' 長度爲30毫米左右之大小,因而可做成全長爲40 毫米左右之小型的X射線管8。而在使用之時,小型的X 射線管8之標靶]4變成高溫,爲了維持X射線之產生效 率及防止標靶之破壞,必須將標靶1 4的熱適當地逃散到 外部。
並且,如第1圖及第2圖所示,在保護殻體2內,收 容有載置於電路基板20上之電壓產生部21。該電壓產生 部21係爲將-9.5kV之高電位供給到桿銷15上,而驅動X 射線管8者。首先,在電壓產生部21之低電壓產生部位 上的電位被提升到-1 kV,其次在高電壓產生部位上的電位 被提升到-9kV。如此的電壓產生部2]之電路基板20係藉 由螺絲而固定到鋼製之底板22上。然後,從電壓產生部 之高電壓產生部位延伸之配線2 1 a被結線到X射線管8之 桿銷】5上,覆蓋桿銷15之圓筒狀之蓋19被固定在X射 線管8之燈管9上。而,在配線2 ] a及桿銷1 5結線後, 矽樹脂被充塡到蓋19內(參照第6圖)。而,在電路基 板20上設置有CPU4],來自於頭部電路40之控制信號藉 由配線42(參照第2圖)而輸出到電壓產生部2]。 在底板22之前端上一體地設置有成L字狀直立的第 】安裝片22a :在底板22之後端上亦一體地設置有成L字 -9- (6) (6)1322444 狀直立的第2安裝片22b。然後,第1安裝片22a係被利 用來將電壓產生部21固定到保護殼體2,而第2安裝片 2 2b係被利用將結線後之連接端子23安裝到電路基板20 之低電壓產生部位上。例如,第I安裝片22a藉由止動螺 絲25而以壓著於前面面板5上的方式固定,連接端子23 藉由鎖緊螺帽24而固定到第2安裝片22b上,背面面板6 藉由螺絲28而以壓著於第2安裝片22b上的方式固定。 因而,熱傳導性良好的鋁所製成之平扳狀之前面面板5及 背面面板6,藉由鋼製之底板2 2而連結,因此背面面板6 亦可散熱,故可實現保護殼體2之高散熱性。 再者,在上述X射線管8被固定在保護殼體2之時, X射線管8被固定到鋁製之前面面板5上。如第1圖及第 5圖所示,在該前面面板5上形成有X射線管8之輸出窗 保持部12可插入之圓柱狀的開口部26,在作出開口部26 的壁面26a上,形成有朝向內方之環狀突起部27。然後, —體地設置在輸出窗保持部]2之前端的環狀之凸緣部]8 抵接在該突起部27上》 並且,在開口部26之壁面26a上形成有陰螺紋部29 ,具有外螺紋30a之固定螺帽30螺合到該陰螺紋部29上 β該固定螺帽30係由熱傳導性良好的黃銅所製成, 其係由插入開口部26中之大致圓筒狀的筒身部3】、及$ 成六角螺帽之六角頭部32所形成。 在此處,在X射線管8之輸出窗保持部]2插入前@ 面板5的開口部2 6之狀態下"固定螺帽3 0係以其外螺% ⑧ -10- (7) (7)1322444 3 Oa被螺合到陰螺紋部29上的方式而被鎖緊》然後,將固 定螺帽30充分地鎖緊之時,設置於X射線管8之輸出窗 保持部〗2上之環狀凸緣部18抵接在前面面板5之突起部 27上。其結果,由固定螺帽30之前端3 0b而將凸緣部18 朝向突起部2 7押壓,而使X射線管8被固定到前面面板 5上(參照第6圖)。從而,利用如此的固定螺帽3 0之時 ,可以簡單且確實地將X射線管8固定到保護殼體2內。 並且,固定螺帽30係由熱傳導性良好的材質所形成之故 ,因此可提高從X射線管8之輸出窗保持部〗2向前面面 板5傳導之熱的傳導性,因而使近攝氏】〇〇度之輸出窗保 持部1 2的熱容易逃散,因此可維持X射線之產生效率及 防止標靶1 4之破損。 並且,在固定螺帽30之內壁面上形成有向內方突出 之定位面30c,該定位面30c係接觸於輸出窗保持部12之 外面〗2a上。因而,可以簡單且確實地由固定螺帽30而 達成將X射線管8定位,並且更提高從X射線管8之輸 出窗保持部12向前面面板5之熱傳導性。因而,可更提 高維持X射線之產生效率及更可防止標靶】4之破壞。 並且,固定螺帽30之前端30b與輸出窗保持部12之 凸緣部18將橡膠環34挾持之時,由於固定螺帽30之鎖 緊,可使凸緣部]8以適當的押壓力而確實地對突起部27 固定。並且’採用上述固定螺帽30之時,雖然前面面板5 之肉厚必然增大’但是伴隨於此,可期待前面面板5之高 散熱性。並且’熱傳導性良好的鋁所製成之平板狀之前面 -11- ⑧ (8) (8)1322444 面板5及背面面板6,藉由鋼製之底板22而連結,因此背 面面板6亦可散熱,故可實現保護殼體2之高散熱性。 在第7圖中,顯示有X射線產生裝置]及其周邊裝置 之構成。如該第7圖所示x射線產生裝置]藉由連接端子 2 3 (參照第1圖及第2圖)而連接到控制部5 0,控制部 50連接到存取器60。控制部50爲了 X射線產生裝置]之 管理而由X射線產生裝置1之使用者所使用。並且’存取 器6 0係由X射線產生裝置1及控制部5 0之管理公司使用 頭部電路40之CPU41藉由電壓產生部21 (參照第2 圖)而連接到X射線產生裝置1之中’該CPU4 I利用電 壓產生部2 1監視對X射線管8之通電時間之時,可計測 且積算X射線管8中之X射線的照射時間(即,X射線管 8的動作時間)。積算後之X射線管動作積算時間,與X 射線產生裝置i之製造序號、製造年月日、檢查者姓名' X射線產生裝置1所固有的編碼等之資訊,一起由CPU 5 1 而記億到頭部電路40內之未圖示的電氣式可抹除且可程 式化唯讀記憶體(EEPROM)中。 在控制部50中,設置有CPU5I、及顯示X射線管8 之動作狀態的監視燈52。CPU5〗可計測且積算控制部50 的動作時間。積算後之控制部動作積算時間,與X射線產 生裝置]之製造序號、製造年月日、檢查者姓名、X射線 產生裝置]所固有的編碼等之資訊,一起由CPU51而記 億到控制部5 0內之未圖示的電氣式可抹除且可程式化唯 ⑧ (9) 1322444 讀記憶體(EEPROM )中。 在存取器60中,設置有:將頭部電路40之CPU4】及 • 控制部50之CPU 51統合管理之CPU6]'顯示資訊之顯示 . 部62'及由輸入資訊用之鍵盤等所構成的輸入部63。如 第7圖所示,將X射線產生裝置1、控制部50、及存取器 60連接之時,管理公司的作業人員可將記憶於X射線產 生裝置I之EEPROM中的資訊、及記憶於控制部50之 φ EEPROM中的資訊顯示在顯示部62上,這些資訊可由輸 入部63所輸入的資訊進行更新。 例如,僅更換X射線產生裝置1之情形,管理公司的 作業人員,可將記憶於控制部50之EEPROM中的更換前 之X射線產生裝置1之製造序號 '製造年月曰、檢查者姓 名' X射線產生裝置1所固有的編碼等之資訊,更新爲新 的X射線產生裝置1之製造序號 '製造年月日、檢查者姓 名、X射線產生裝置1所固有的編碼等之資訊。 Φ 並且’管理公司的作業人員,可將由頭部電路40之 CPU4 ]所積算的X射線管8之動作積算時間、及由控制部 ' 50之CPU5I所積算的控制部50之動作積算時間顯示在顯 丨示部62上,因此可正確地把握X射線管8及由控制部50 的動作積算時間。尤其’ X射線管8爲具有壽命之製品, 因此正確地把握X射線管8之動作積算時間時,有可適當 地進行X射線產生裝置1之製品管理的優點β
但是’頭部電路4 0之C ΡΙΜ ]僅在接收到來自於控制 部5 0之C P U 5 ]的X射線照射信號之情況下,才進行由X ⑧ -13- (10) (10)1322444 射線管8之X射線照射。因而,由X射線管8之X射線 照射,係由控制部50之CPU5 1的X射線照射信號所控制 。因此,控制部50之CPU5】在該控制部50之電源投入 之時僅實行一次之第8圖的識別資訊對照處理,以防範未 經許可之不恰當的X射線管8之X射線照射於未然。以 下,將說明第8圖的識別資訊對照處理。 在控制部50之電源投入之時,由CPU51開始實行第 8圖的識別資訊對照處理。首先,將記憶於頭部電路40內 之EEPROM中的X射線產生裝置1之製造序號及固有的 編碼讀出(第8圖之S 1 )。然後,讀出的X射線產生裝 置]之製造序號,與記憶於控制部50之EEPROM中的X 射線產生裝置]之製造序號進行對照,同時上述讀出之X 射線產生裝置1之固有的編碼與記憶於控制部50之 EEPROM中的X射線產生裝置I之固有的編碼進行對照( S2)。而,X射線產生裝置]之ID (識別資訊)方面,將 製造序號與固有編碼分別對照,係因爲有製造序號即使相 同而固有編碼卻變化之情形。 對照之結果,判斷製造序號與固有編碼是否均爲一致 (對照成立)(S3) ’製造序號與固有編碼均爲一致之情 形下’可准許從控制部50之CPU51將X射線照射信號輸 出(S4)。 另一方面’在步驟S3若有製造序號與固有編碼之任 何一方不一致之情形,則禁止從控制部5 0之C Ρ υ 5 1將X 射線照射信號輸出(S 5 ),並以監視燈5 2之閃爍(S 6 ) -14- (11) (11)1322444 而將不准許該不恰當的X射線產生裝置I之使用通知使用 者。 如以上實行第8圖之處理之時,僅對被准許之恰當的 X射線產生裝置1,而從控制部50之CPU51將X射線照 射信號輸出之故,可防範未經許可之不恰當的X射線管8 之X射線照射於未然》 〔產業上之利用可行性〕 本發明之X射線產生裝置,係如以上之構成,因而可 得到下列的效果。即,係將具有導電性及熱傳導性之輸出 窗保持部固定在燈管的前端之X射線管,及驅動該X射 線管之電壓產生部收容在保護殼體內之X射線產生裝置, 其具備有:形成於輸出窗保持部的凸緣部,及設置於保護 殼體中,且具有輸出窗保持部可插入的開口部的前面面板 ,及從形成前面面板的開口部之壁面突出而與輸出窗保持 部的凸緣部抵接之突起部,及具有將抵接於突起部之凸緣 部朝向突起部押壓,同時與形成於開口部之壁面上之陰螺 紋部內進行螺合之外螺紋的熱傳導性之固定螺帽,因而可 確實地將X射線管固定於保護殼體內。 【圖式簡單說明】 第]圖係顯示本發明之X射線產生裝置的一個實施形 態之分解立體圖; 第2圖係第]圖所示之X射線產生裝置的剖面圖; ⑧ -15- (12) 1322444 第3圖係沿著第2圖之1Π_III線之剖面圖; 第4圖係顯示X射線管之剖面圖; 第5圖係第2圖所示之X射線產生裝置的關鍵部放大 _ 剖面圖; 第6圖係顯示X射線管組裝到前面面板上之狀態的立 體圖; 第7圖係顯示關於識別資訊對照之構成的方塊圖; φ 第8圖係顯示識別資訊對照處理之流程圖。 【主要元件符號說明】 1 : X射線產生裝置 2 :保護殼體 4 :殼本體部 5 :前面面板 6 :背面面板 φ 7 ·‘安裝用底部 8 : X射線管 ‘ 9 :燈管 1 〇 :排氣管 ’ ]]:桿座 12 :輸出窗保持部 1 2 a :中央開口 ]3 :輸出窗 1 4 :標靶 ⑧ -16 (13)1322444 ]5 :桿銷 1 6 :燈絲 1 7 :聚焦件 1 8 :凸緣部 1 9 :蓋 2 0 :電路基板
2 1 :電壓產生部 2 1 a :配線 2 2 :底板 22a :第1安裝片 22b:第2安裝片 2 3 :連接端子 2 4 :螺帽 2 5 :止動螺絲 2 6 :開口部 2 6a:壁面 2 7 :突起部 2 8 :螺絲 2 9 :陰螺紋部 3 0 :固定螺帽 3 0 a :外螺紋 3 0 c :定位面 30b :前端 3 ]:筒身部 -17 (14)1322444 3 2 :六角頭部 4 0 :頭部電路 41: CPU (中中處理器)
4 2 :配線
5 0 :控制部 5 1 : CPU 5 2 :監視燈
60 :存取器
61 : CPU 62 :顯示部 6 3 :輸入部
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Claims (1)
1322444 修正補充 十、申請專利範圍 第94 1 1 63 40號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年1月23 1· 一種X射線產生裝置,係具備: 具有X射線的輸出窗之X射線管: 驅動前述X射線管之電壓產生部:及 收容前述X射線管與前述電壓產生部之保護殼 射線產生裝置,其特徵爲: 具備:設置於前述保護殻體,且具有面臨前述 的開口部之前面面板; 固定有驅動前述X射線管的電壓產生部,並具 及第2安裝片,且爲鋼製之底板; 固定於前述底板之連接端子;及 設置於前述保護殼體,且具有使前述連接端子 開口部之背面面板, 以前述面板的前述開口部相對於前述輸出窗之 固定前述X射線管,且將前述底板的前述第1安裝 成壓接於前述前面面板,而將前述底板的前述第2 固定成壓接於前述背面面板,經由前述鋼製底板, 前面面板與前述背面面板熱連接。 2.如申請專利範圍第1項之X射線產生裝置 於前述X射線管的前端,固定著具有導電性及熱傳 日修正 體的X 輸出窗 有第1 露出的 方式, 板固定 安裝抜 將前述 ’其中 導性之 1322444 輸出窗保持部。 3.如申請專利範圍第2項之X射線產生裝置,其中 進一步具備:形成於前述輸出窗保持部之突緣部。 4·如申請專利範圍第3項之X射線產生裝置,其中 • 前述X射線管係以前述突緣部固定於前述面板。 • 5·如申請專利範圍第丨至4項中任一項之X射線產 生裝置,其中進一步具備電路基板,前述電壓產生部搭載 ® 於前述電路基板上,而前述電路基板固定於前述底板。 6_如申請專利範圍第1項之X射線產生裝置,其中 前述保殼體具有四角柱狀的殼體本體部,前述殼體本體部 藉由前述前面面板與前述背面面板夾持著。 7.如申請專利範圍第6項之X射線產生裝置,其中 於前述X射線管的前端,固定著具有導電性及熱傳導性之 輸出窗保持部。 8·如申請專利範圍第7項之X射線產生裝置,其中 ® 進一步具備:形成於前述輸出窗保持部之突緣部。 9. 如申請專利範圍第1至4、6至8項中任一項之X 射線產生裝置,其中前述前面面板係以鋁所構成。 10. 如申請專利範圍第1至4、6至8項中任一項之 X射線產生裝置,其中前述後面面板係以鋁所構成。 11. 如申請專利範圍第1至4、6至8項中任一項之 X射線產生裝置,其中前述殼體本體部係以不銹鋼所構成 〇 12. 如申請專利範圍第1至4、6至8項中任一項之 -2- 1322444 χ射線產生裝置,其中前述前面面板及前述背面面板係以 鋁所構成。 13.如申請專利範圍第1至4、6至8項中任一項之 X射線產生裝置,其中前述前面面板及前述背面面板係以 鋁所構成,前述殼體本體部係以不銹鋼所構成。
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