模块化x射线源制造技术

x射线源包括x射线管和由导电壳体承载的电源。壳体外部可包括插口。导电盖可附接到x射线管的阳极并承载x射线管。盖可以被可移除地接纳在壳体的插口处，形成在盖和壳体之间以及在x射线管的阳极和盖之间的导电和导热路径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般涉及x射线源。
技术介绍
常见的x射线管和电源的配置用于两者都与围绕x射线管和电源的连续电绝缘灌封材料一体地接合。x射线管和电源可以由通常处于接地电压的壳体围绕。电绝缘材料可以将x射线管和电源的高电压组件与壳体绝缘。以这种方式一体地接合x射线管和电源的原因在于几千伏的大电压差可以在高电压组件(例如阴极、将阴极连接到电源的导线、以及一些电源组件)和壳体之间存在，并且难以在没有由电弧放电导致的故障的情况下，具有x射线管和电源之间的可移除连接。一体地接合的x射线管和电源的问题在于，如果这两个装置中的一个发生故障，则通常两个都必须报废。如果在最小的电弧放电导致的故障的风险下可完成，则具有在x射线管和电源之间的可移除连接将是有益的，以使得两个装置可随意连接并且断开，在这些装置中的一个故障时允许更换，同时保留另一个装置。允许x射线管的容易移除和更换也将是有益的。如果x射线管是可移除的，并且存在匹配到特定电源的多个不同的x射线管，则具有用于确保用户将x射线管正确匹配到电源的机制将是有益的。x射线源的其它重要特征包括向提供对用户的x射线屏蔽，和在x射线管阳极或电子组件处生成的热的热传递，以便避免热应力故障。作为解决这些或相关的问题的努力的示例，参见美国专利号US5,949,849和US7,660,097；美国专利公开号2013/0163725；韩国专利号KR101163513；以及国际专利公开号WO2008/048019。
技术实现思路
人们已经认识到，在具有被降低的由电弧放电导致的故障的风险的情况下，采用与相关联的电源是容易地可移除的并且可更换的x射线管将是有利的。人们同样已经认识到，将x射线管正确匹配到电源将是有利的，以向用户提供x射线屏蔽，并提供良好的从电子装置和阳极离开的热传递，以便避免这些组件的热应力故障。本专利技术涉及满足这些需求的x射线源的各种实施例。每一个实施例可满足这些需求中的一个、一些或全部。x射线源包括x射线管和由导电壳体承载的电源。壳体的外部可以包括插口。导电盖可以附接到x射线管的阳极，并且可承载x射线管。盖可以可移除地在壳体的插口处接纳，形成在盖和壳体之间以及在x射线管的阳极和盖之间的导电和导热路径。附图说明图1是根据本专利技术的实施例的包括可移除的x射线管6的x射线源10的示意性横截面侧视图；图2是根据本专利技术的实施例的分别示出单个组件(壳体11、盖14、x射线管6以及电源19)的x射线源10的示意性横截面侧视图；图3是根据本专利技术的实施例的x射线源30的示意性横截面侧视图，其类似于在图1-2中所示的x射线源10，但是还(1)包括将高电压组件与壳体11和盖14绝缘的电绝缘材料31，并且(2)x射线管仅部分地延伸通过壳体11的插口13。图4是根据本专利技术的实施例的与在图1-3中示出的x射线源10以及30类似的x射线源40的示意性横截面侧视图，除了不存在在盖14和x射线管6之间的第一环形间隙G1。图5是根据本专利技术的实施例的分别示出单个组件(壳体11、盖14、x射线管6以及电源19)的x射线源40的示意性横截面侧视图；图6是根据本专利技术的实施例的x射线源60的示意性横截面侧视图，其类似于在图4-5中所示的x射线源40，但还包括将高电压组件与壳体11和盖14绝缘的电绝缘材料31；图7-9是根据本专利技术的实施例的x射线源70、80和90的示意性横截面侧视图，其类似于在图1-6和10-12中所示的x射线源，但具有在盖14和壳体11之间的不同耦接4；图9还示出根据本专利技术的实施例的在盖14的中空中心24内布置的x射线管6(参见图2、图5和图11)，但不延伸超过或通过盖14的内端开口27；图10是根据本专利技术的实施例的x射线源100的示意性横截面侧视图，其类似于在图1-9中所示的x射线源，除了x射线源100是侧窗x射线源；图11是根据本专利技术的实施例的x射线源100的示意横截面侧视图，其分别示出单个组件(壳体11、盖14、x射线管6以及电源19)；图12是根据本专利技术的实施例的x射线源120的示意性横截面侧视图，其类似于在前面附图中所示的x射线源，但是示出盖14可以填充插口，并且示出不存在第二环形间隙G2；以及图13是根据本专利技术的实施例的x射线源130的示意性横截面侧视图，其示出将x射线管6可移除地连接到电源19的一种方法。定义·如本文所用，如在“抽空的壳”或“抽空的电绝缘壳”中的术语“抽空”例如是指具有基本上真空的壳，诸如通常用于x射线管。·如本文所用，术语“高电压”或“更高的电压”是指电压的DC绝对值。例如，负1kV和正1kV将都被认为是相对于正1V或负1V的“高电压”。作为另一个示例，负40kV将被认为是比0V“更高的电压”。具体实施方式如在图1-12中所示，x射线源10、30、40、60、70、80、90、100和120被示出包括x射线管6和由导电壳体11承载的电源19。盖14可以承载x射线管6，并可以可移除地将x射线管6连接到壳体11。电源19可以完全地、基本上或至少部分地布置在导电壳体11中。如在图1-8和10-12中所示，x射线管6可至少部分地布置在壳体11内(包括在壳体11的插口13内)。在一个实施例中，x射线管6的至少25％可以布置在壳体11内。在另一个实施例中，x射线管6的至少50％可以布置在壳体11内。在另一个实施例中，x射线管6的至少70％可以布置在壳体11内。在另一个实施例中，x射线管6的50％和90％之间可以布置在壳体11内。可替代地，如在图9中的x射线源90上所示，x射线管6可以大部分或完全布置在盖14内，并且x射线管6可完全布置在壳体11之外，但由盖14附接到壳体11。诸如x射线管尺寸、到电源19的x射线管电连接的类型、通过盖14的x射线屏蔽的有效性、所需的x射线源外观、可用于x射线源的空间，以及盖14的从壳体11的所需突起等因素可以被考虑以确定x射线管6中的多少，如果有的话，布置在壳体11中。扩展的盖14的从壳体11的突起可以允许x射线管6和盖14的容易的移除。x射线管6可包括具有附接到壳16的阴极17和阳极15的电绝缘的壳16。壳16可被抽空。阴极17和阳极15可以布置在壳16的相对端处。壳16可以是或者可以包括陶瓷材料。电子发射器18可以布置在壳16中，并且可以与阴极17相关联。电子发射器18可以是丝。电子发射器18可以附本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种x射线源，包括：a.x射线管和由导电壳体承载并且至少部分地布置在导电壳体中的电源；b.所述x射线管，包括：i.电绝缘壳，其具有附接到所述壳的阴极和阳极；ii.电子发射器，其布置在所述壳中并且与所述阴极相关联；以及iii.靶材，其与所述阳极相关联并且配置成响应于来自所述电子发射器的撞击电子来发射x射线；c.所述导电壳体，其包括在其外部中的插口，所述插口具有至少8毫米的深度；d.所述x射线管，其延伸进入所述插口；e.导电盖：i.承载所述x射线管；ii.在所述壳体的所述插口中可移除地接纳，形成在所述盖和所述壳体之间的导电和导热路径；iii.是细长的和环形的，其中具有空洞；以及iv.具有外端开口和内端开口；v.延伸超过所述壳体的外表面至少3毫米的距离，以允许在没有工具的情况下通过用手抓住所述盖并且转动来移除所述盖；f.所述x射线管的所述阳极附接到所述盖并且形成在所述盖和所述阳极之间的导热和导电路径；g.所述x射线管，其取向为引导x射线从所述外端开口向外；h.所述x射线管的一部分，其朝向所述内端开口延伸通过所述盖的所述空洞，具有第一环形间隙将所述x射线管的一部分与所述盖的一部分分离，并且提供在所述盖的所述一部分和所述x射线管的所述一部分之间的电绝缘；i.环形电绝缘固体插头，其布置在所述x射线管和所述盖之间的所述第一环形间隙中；j.所述插头的材料(“电绝缘材料”)围绕地延伸，并且提供在所述电源的至少一部分和所述壳体之间的电绝缘；k.所述电绝缘材料具有大于的热导率；l.所述电绝缘材料密封到所述壳体和所述电源，并且当所述盖和所述x射线管从所述壳体移除时与所述壳体和所述电源一起保留；m.在所述插头和所述x射线管之间的空气填充的第三环形间隙，具有在面向所述x射线管的所述插头的内表面上的肋条。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.08 US 61/888,407;2014.07.14 US 14/330,9761.一种x射线源，包括：
a.x射线管和由导电壳体承载并且至少部分地布置在导电壳体中的
电源；
b.所述x射线管，包括：
i.电绝缘壳，其具有附接到所述壳的阴极和阳极；
ii.电子发射器，其布置在所述壳中并且与所述阴极相关联；以
及
iii.靶材，其与所述阳极相关联并且配置成响应于来自所述电子
发射器的撞击电子来发射x射线；
c.所述导电壳体，其包括在其外部中的插口，所述插口具有至少8毫
米的深度；
d.所述x射线管，其延伸进入所述插口；
e.导电盖：
i.承载所述x射线管；
ii.在所述壳体的所述插口中可移除地接纳，形成在所述盖和
所述壳体之间的导电和导热路径；
iii.是细长的和环形的，其中具有空洞；以及
iv.具有外端开口和内端开口；
v.延伸超过所述壳体的外表面至少3毫米的距离，以允许在没
有工具的情况下通过用手抓住所述盖并且转动来移除所述盖；
f.所述x射线管的所述阳极附接到所述盖并且形成在所述盖和所述阳
极之间的导热和导电路径；
g.所述x射线管，其取向为引导x射线从所述外端开口向外；
h.所述x射线管的一部分，其朝向所述内端开口延伸通过所述盖的所
述空洞，具有第一环形间隙将所述x射线管的一部分与所述盖的一部分分

\t离，并且提供在所述盖的所述一部分和所述x射线管的所述一部分之间的
电绝缘；
i.环形电绝缘固体插头，其布置在所述x射线管和所述盖之间的所述
第一环形间隙中；
j.所述插头的材料(“电绝缘材料”)围绕地延伸，并且提供在所述电
源的至少一部分和所述壳体之间的电绝缘；
k.所述电绝缘材料具有大于的热导率；
l.所述电绝缘材料密封到所述壳体和所述电源，并且当所述盖和所述
x射线管从所述壳体移除时与所述壳体和所述电源一起保留；
m.在所述插头和所述x射线管之间的空气填充的第三环形间隙，具有
在面向所述x射线管的所述插头的内表面上的肋条。
2.一种x射线源，包括：
a.x射线管和由导电壳体承载的电源；
b.所述电源，其至少部分地布置在所述导电壳体中；
c.所述x射线管，包括：
i.电绝缘壳，其具有附接到所述壳的阴极和阳极；
ii.电子发射器，其布置在所述壳中并且与所述阴极相关联；以
及
iii.靶材，其与所述阳极相关联并且配置成响应于来自所述电子
发射器的撞击电子来发射x射线；
d.所述导电壳体，其包括在其外部中的插口；
e.所述x射线管、在所述x射线管和所述电源之间的电连接、或所述
x射线管和所述电连接一起延伸通过所述插口；
f.导电盖：
i.承载所述x射线管并且将所述x射线管附接到所述壳体；
ii.在所述壳体的所述插口处可移除地接纳，形成在所述盖和所
述壳体之间的导电和导热路径；
iii.是细长的和环形的，其中具有空洞；以及
iv.具有外端开口和内端开口；
g.所述x射线管的所述阳极，其附接到所述盖并且形成在所述盖和
所述阳极之间的导热和导电路径；
h.所述x射线管，其取向为引导x射线从所述外端开口向外；以及
i.所述x射线管的一部分，其朝向所述内端开口延伸通过所述盖的所
述空洞，具有第一环形间隙将所述x射线管的一部分与所述盖的一部分分
离，并且提供在所述盖的所述一部分和所述x射线管的所述一部分之间的
电绝缘。
3.根据权利要求2所述的x射线源，其中所述盖阻挡了具有小于20
KeV的能量的所有撞击x射线的99.9％。
4.根据权利要求2所述的x射线源，其中：
a.承载所述x射线管的所述壳体和所述盖限定耦接，其中所述盖和所
述壳体配合以将所述x射线管耦接到所述电源；
b.当所述x射线管和电源被配置用于第一偏置电压时，所述耦接具有
第一配置；
c.当所述x射线管和电源被配置用于第二偏置电压时，所述耦接具有
不同的第二配置；以及
d.在所述第一配置中的所述盖和所述壳体不能与在所述不同的第二配
置中的耦接的所述壳体和所述盖分别配合。
5.根据权利要求2所述的x射线源，其中所述插口具有至少10毫米的深
度。
6.根据权利要求2所述的x射线源，其中：
a.所述壳体包括以至少四个相邻侧壁基本上限制所述电源的外壳，和
在所述相邻侧壁的开口端处的面板；
b.所述面板附接到横跨所述开口端的所述相邻侧壁；
c.所述插口布置在所述面板中；
d.所述插口具...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·德雷珀，J·巴伦，V·琼斯，E·米勒，D·彼得森，
申请(专利权)人：莫克斯泰克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US