TWI480912B - 輻射產生設備 - Google Patents

Description

輻射產生設備

本發明是有關於一種輻射產生設備，且特別是有關於一種利用電子束照射靶材以產生輻射的輻射產生設備。

X射線管是能夠產生X射線的一種影像設備，其可應用於工業檢測產業、醫學診斷或醫學治療。一般而言，X射線管包括電子束產生裝置及靶材，電子束產生裝置可由高壓電源供應器及鎢絲所組成。當高壓電源供應器提供足夠電流至鎢絲時，鎢絲會產生電子束射至靶材以產生X射線。

在上述操作過程中，射至靶材的電子束其大部分的能量轉換為熱量而會使靶材的溫度上升。據此，X射線管在高功率的操作方式之下，高能量的電子束持續擊打X射線靶材易使X射線靶材過熱而損耗並降低其使用壽命。此外，在一些X射線管的設計中，其除了包含電子束產生裝置及靶材之外，亦須包含用以對靶材進行降溫的冷卻系統等構件，如此使得X射線管具有較大的體積而不符合使用者的需求。

本發明提供一種輻射產生設備，可避免其靶材的溫度過高。

本發明的輻射產生設備包括一靶材基座、一靶材、一支撐組件、一電子束產生裝置及一第一驅動單元。靶材配置於靶材基座上。支撐組件支撐靶材基座且具有一軸向及一徑向。電子束產生裝置適於產生一電子束，其中電子束沿軸向射至靶材以產生一輻射。第一驅動單元適於驅動靶材基座沿徑向移動。

在本發明的一實施例中，上述的靶材、支撐組件及電子束產生裝置位於靶材基座的同一側。

在本發明的一實施例中，上述的第一驅動單元配置於支撐組件上，且適於驅動支撐組件沿徑向移動。

在本發明的一實施例中，上述的支撐組件包括一第二驅動單元及一轉動件，轉動件連接於第二驅動單元與靶材基座之間，第二驅動單元適於驅動轉動件及靶材基座沿軸向轉動。

在本發明的一實施例中，上述的轉動件包括一轉軸及一中空殼體，轉軸連接於中空殼體與第二驅動單元之間，中空殼體連接於靶材基座，靶材及電子束產生裝置位於中空殼體內。

在本發明的一實施例中，上述的輻射產生設備更包括一供電單元及一連接元件，其中供電單元配置於中空殼體之外，轉軸為一中空轉軸，第一驅動單元配置於中空轉軸內，連接元件穿過中空轉軸而連接於電子束產生裝置與供電單元之間。

在本發明的一實施例中，上述的轉動件為一轉軸，靶材為環狀且環繞轉軸，第二驅動單元適於驅動轉軸及靶材基座沿軸向轉動。

在本發明的一實施例中，上述的第一驅動單元適於驅動靶材基座沿徑向振動。

在本發明的一實施例中，上述的靶材為X射線靶材，輻射為X射線。

在本發明的一實施例中，上述的輻射穿透靶材基座而射出。

基於上述，本發明的輻射產生設備藉其第一驅動單元而驅動靶材基座沿支撐組件的徑向移動，據此，當電子束產生裝置產生的電子束沿支撐組件的軸向射至靶材時，靶材可隨著靶材基座的移動而沿所述徑向持續地產生位移，以不斷地改變靶材被電子束擊打的區域。如此一來，可增加靶材之各區域不被電子束擊打的時間而提升其散熱效率，確保靶材不致因電子束的擊打而過熱，進而延長靶材的使用壽命。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200‧‧‧輻射產生設備

110、210‧‧‧靶材基座

120、220‧‧‧靶材

130、230‧‧‧支撐組件

132、232‧‧‧第二驅動單元

134、234‧‧‧轉動件

134a‧‧‧轉軸

134b‧‧‧中空殼體

140、240‧‧‧電子束產生裝置

150、250‧‧‧管體

160、260‧‧‧第一驅動單元

170‧‧‧供電單元

180‧‧‧連接元件

190、290‧‧‧支撐結構

D1、D1’‧‧‧軸向

D2、D2’‧‧‧徑向

E‧‧‧電子束

R‧‧‧輻射

T、T’‧‧‧軌跡

圖1是本發明一實施例的輻射產生設備的示意圖。

圖2是圖1的電子束擊打靶材的軌跡示意圖。

圖3是本發明另一實施例的電子束擊打靶材的軌跡示意圖。

圖4是本發明另一實施例的輻射產生設備的示意圖。

圖1是本發明一實施例的輻射產生設備的示意圖。請參考圖1，本實施例的輻射產生設備100例如為應用於工業檢測產業、醫學診斷或醫學治療的穿透式X射線光管，且包括一靶材基座110、一靶材120、一支撐組件130、一電子束產生裝置140及一管體150。管體150例如為適用於X射線光管的真空管體，支撐組件130配置於管體150內且支撐靶材基座110。靶材120例如為X射線靶材且配置於靶材基座110上。電子束產生裝置140配置於管體150內且適於產生電子束E，電子束E沿支撐組件130的軸向D1射至靶材120以產生例如為X射線的輻射R，輻射R穿透靶材基座110而射出。

如圖1所示，本實施例的靶材120、支撐組件130及電子束產生裝置140皆位於靶材基座110的同一側(繪示為靶材基座110的右側)，而非分別設置於靶材基座110的相對兩側，如此可有效縮減輻射產生設備100的體積，使其較為不占空間而符合使用者的需求。

在本實施例中，輻射產生設備100更包括一第一驅動單元160，第一驅動單元160配置於支撐組件130上，且適於驅動支 撐組件130及靶材基座110沿支撐組件130的徑向D2移動。此外，支撐組件130包括一第二驅動單元132及一轉動件134，轉動件134連接於第二驅動單元132與靶材基座110之間，第二驅動單元132適於驅動轉動件134及靶材基座110沿支撐組件130的軸向D1轉動。

在上述作動方式之下，當電子束產生裝置140產生的電子束E沿軸向D1射至靶材120時，靶材120除了可藉由第二驅動單元132的驅動而沿軸向D1轉動，更可藉由第一驅動單元160的驅動而沿徑向D2持續地產生位移，以不斷地改變靶材120被電子束E擊打的區域。如此一來，可增加靶材120之各區域不被電子束E擊打的時間而提升其散熱效率，確保靶材120不致因電子束E的擊打而過熱，進而延長靶材120的使用壽命。

詳細而言，本實施例的轉動件134包括一轉軸134a及一中空殼體134b，轉軸134a連接於中空殼體134b與第二驅動單元132之間，中空殼體134b連接於靶材基座110，且靶材120及電子束產生裝置140位於中空殼體134b內。中空殼體134b例如為絕緣殼體以防止電子束產生裝置140的電流外洩。

輻射產生設備100更包括一供電單元170及一連接元件180，供電單元170配置於中空殼體134b之外，轉軸134a為一中空轉軸，第一驅動單元160配置於所述中空轉軸內以驅動轉動件134及靶材基座110轉動，連接元件180穿過所述中空轉軸而連接於電子束產生裝置140與供電單元170之間。連接元件180用以 支撐電子束產生裝置140且包含線路，電子束產生裝置140透過所述線路而電性連接於供電單元170。供電單元170例如是配置於支撐結構190內，支撐結構190固定於輻射產生裝置100的管體150且連接支撐組件130，以對支撐組件130及靶材基座110進行支撐。第二驅動單元132適於驅動轉軸134a轉動，以帶動中空殼體134b、靶材基座110及第一驅動單元160沿軸向D1轉動，而電子束產生裝置140、連接元件180、供電單元170及支撐結構190則不轉動。

圖2是圖1的電子束擊打靶材的軌跡示意圖。在本實施例中，第一驅動單元160例如為振盪器且適於驅動靶材基座110沿徑向D2振動，以配合靶材基座110沿軸向D1的轉動而使電子束E擊打靶材120的軌跡T如圖2所示，所述軌跡T在徑向D2上持續地往復移動。進一步而言，可依需求在第一驅動單元160與轉軸134a的內壁之間配置阻尼，本發明不對此加以限制。此外，本發明不對第一驅動單元160驅動靶材基座110及靶材120的方式加以限制，以下藉由圖式對此加以舉例說明。

圖3是本發明另一實施例的電子束擊打靶材的軌跡示意圖。在本實施例中，第一驅動單元160非為振盪器並以適當方式驅動靶材基座110沿徑向D2移動，以配合靶材基座110沿軸向D1的轉動使電子束E擊打靶材120的軌跡T’如圖3所示，所述軌跡T’在徑向D2上的位移範圍更大，以提升靶材120的利用率。在其它實施例中，可依需求改變靶材基座110沿軸向D1的轉 動速度及靶材基座110沿徑向D2的移動方式，以調整電子束E擊打靶材120的軌跡，本發明不對此加以限制。

圖4是本發明另一實施例的輻射產生設備的示意圖。在圖4的輻射產生設備200中，靶材基座210、靶材220、支撐組件230、電子束產生裝置240、管體250、第一驅動單元260及支撐結構290的作用方式類似於圖1之靶材基座110、靶材120、支撐組件130、電子束產生裝置140、管體150、第一驅動單元160及支撐結構190的作用方式，於此不再贅述。輻射產生設備200與輻射產生設備100的不同處在於，支撐組件230的轉動件234為一轉軸，靶材220為環狀且環繞所述轉軸，電子束產生裝置240配置於支撐組件230的外部，第一驅動單元160配置於所述轉軸的外部。當第一驅動單元260驅動靶材基座210沿徑向D2’產生位移時，支撐組件230的第二驅動單元232適於驅動所述轉軸及靶材基座210沿軸向D1’轉動。

綜上所述，在本發明的輻射產生設備中，靶材、支撐組件及電子束產生裝置皆集中設置於靶材基座的同一側，而非分別設置於靶材基座的相對兩側，如此可有效縮減輻射產生設備的體積，使其較為不占空間而符合使用者的需求。此外，當電子束產生裝置產生的電子束沿支撐組件的軸向射至靶材時，靶材除了可藉由第二驅動單元的驅動而沿軸向轉動，更可藉由第一驅動單元的驅動而沿徑向持續地產生位移，以不斷地改變靶材被電子束擊打的區域。如此一來，可增加靶材之各區域不被電子束擊打的時 間而提升其散熱效率，確保靶材不致因電子束的擊打而過熱，進而延長靶材的使用壽命。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧輻射產生設備

110‧‧‧靶材基座

120‧‧‧靶材

130‧‧‧支撐組件

132‧‧‧第二驅動單元

134‧‧‧轉動件

134a‧‧‧轉軸

134b‧‧‧中空殼體

140‧‧‧電子束產生裝置

150‧‧‧管體

160‧‧‧第一驅動單元

170‧‧‧供電單元

180‧‧‧連接元件

190‧‧‧支撐結構

D1‧‧‧軸向

D2‧‧‧徑向

E‧‧‧電子束

R‧‧‧輻射

Claims (10)

1. 一種輻射產生設備，包括：一靶材基座；一靶材，配置於該靶材基座上；一支撐組件，支撐該靶材基座且具有一軸向及一徑向；一電子束產生裝置，適於產生一電子束，其中該電子束沿該軸向射至該靶材以產生一輻射；以及一第一驅動單元，適於驅動該靶材基座沿該徑向移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的輻射產生設備，其中該靶材、該支撐組件及該電子束產生裝置位於該靶材基座的同一側。
3. 如申請專利範圍第1項所述的輻射產生設備，其中該第一驅動單元配置於該支撐組件上，且適於驅動該支撐組件沿該徑向移動。
4. 如申請專利範圍第1項所述的輻射產生設備，其中該支撐組件包括一第二驅動單元及一轉動件，該轉動件連接於該第二驅動單元與該靶材基座之間，該第二驅動單元適於驅動該轉動件及該靶材基座沿該軸向轉動。
5. 如申請專利範圍第4項所述的輻射產生設備，其中該轉動件包括一轉軸及一中空殼體，該轉軸連接於該中空殼體與該第二驅動單元之間，該中空殼體連接於該靶材基座，該靶材及該電子束產生裝置位於該中空殼體內。
6. 如申請專利範圍第5項所述的輻射產生設備，更包括一供 電單元及一連接元件，其中該供電單元配置於該中空殼體之外，該轉軸為一中空轉軸，該第一驅動單元配置於該中空轉軸內，該連接元件穿過該中空轉軸而連接於該電子束產生裝置與該供電單元之間。
7. 如申請專利範圍第4項所述的輻射產生設備，其中該轉動件為一轉軸，該靶材為環狀且環繞該轉軸，該第二驅動單元適於驅動該轉軸及該靶材基座沿該軸向轉動。
8. 如申請專利範圍第2項所述的輻射產生設備，其中該第一驅動單元適於驅動該靶材基座沿該徑向振動。
9. 如申請專利範圍第1項所述的輻射產生設備，其中該靶材為X射線靶材，該輻射為X射線。
10. 如申請專利範圍第1項所述的輻射產生設備，其中該輻射穿透該靶材基座而射出。