X射线生成设备制造技术

技术编号:20889113 阅读:18 留言:0更新日期:2019-04-17 13:55
在X射线管102阳极接地到容器107的突出部分107c的X射线生成设备101中,X射线管102和容器107之间的放电减少。容器107包括突出部分107c,使得在轴向方向Dt上,弯曲部分107d定位于阳极侧连结部分128与阴极侧连结部分122之间,在所述阳极侧连结部分处绝缘管4和阳极103彼此连结,在所述阴极侧连结部分处绝缘管4和阴极104彼此接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】X射线生成设备
本专利技术涉及一种包括X射线管的X射线生成设备。
技术介绍
一些现有的X射线生成设备包括具有透射靶的X射线管。这种X射线生成设备具有接地并填充有绝缘液体的金属容器,并且X射线管以及用于驱动该X射线管的驱动电路容纳在所述金属容器中。X射线管容纳在金属容器中的这种结构被称为单罐式结构(monotankstructure)。单罐式结构使得X射线生成设备不仅具有更小的尺寸而且具有高的可靠性,使得即使在施加高的管电压时也不太可能会发生放电。通常,在具有单罐式结构的X射线生成设备中,通过使用中性点接地方式和阳极接地方式这两种接地方式中的任一种来确定X射线管的阳极和阴极相对于接地的金属容器的电位。在使用中性点接地方式的X射线生成设备中,双极电压源分别对X射线管的阳极和阴极施加+1/2Va和-1/2Va,从而施加管电压Va。在使用中性点接地方式的X射线生成设备中,X射线管安装在包括阳极的X射线管完全浸没在绝缘液体中的状态中。专利文献1描述了一种X射线生成设备,所述X射线生成设备包括使用中性点接地方式的透射X射线管并具有单罐式结构。利用专利文献1中描述的中性点接地方式,相对于公共接地电极和金属容器的最大电压差是管电压Va的1/2。该方法有利于实现X射线生成设备的尺寸的减小和高电气可靠性。另一方面,适合于减小尺寸的使用中性点接地方式的X射线生成设备不适合于放大成像,原因是X射线靶设置在容器中并且因此X射线发生器与对象之间的距离的减小是有限的。在使用阳极接地方式的X射线生成设备中,X射线管的阳极和金属容器接地,并且单极电压源向阴极施加-Va的电位(负的管电压)。阳极可以被视为金属容器的一部分或单罐的一部分。因此,使用阳极接地方式并安装在容器中的X射线管的阳极部分地暴露于单罐的外部,并且绝缘管和阴极完全浸没在绝缘液体中。在使用阳极接地方式的包括透射X射线管的X射线生成设备中,X射线靶设置在金属容器的壁表面上或金属容器的外部。因此,能够将X射线发生器定位成靠近对象,并且X射线生成设备适合于放大成像。通常,通过X射线发生器和X射线检测表面之间的距离(SID)与X射线发生器和对象之间的距离(SOD)的比率来确定放大率。这里,“SID”和“SOD”分别是“源到图像接收器的距离”以及“源到对象的距离”的缩写。专利文献2描述了一种X射线生成设备,所述X射线生成设备具有单罐式结构,并且其中阳极接地的透射X射线管的阳极突出到容器的外部。引文列表专利文献[专利文献1]美国专利No.7949099[专利文献2]日本专利特开No.2015-58180
技术实现思路
[技术问题]专利文献2中描述的X射线生成设备(其中阳极接地的透射X射线管的阳极突出到容器的外部)具有以下问题:该X射线生成设备可能无法同时实现SOD的减小以及管电压的稳定施加,并且因此放大成像和稳定成像中的至少一者可能会受到限制。[解决技术方案]本专利技术提供了一种能够进行放大成像并且其中X射线管与容器之间的放电减少的X射线生成设备。[问题的解决方案]根据本专利技术,X射线生成设备包括X射线管和容纳所述X射线管的导电的容器,所述X射线管包括:包括电子发射源的阴极、包括透射靶的阳极和绝缘管,所述绝缘管连结到所述阳极和所述阴极中的每一个。所述容器包括凸缘部分和突出部分,所述凸缘部分朝向所述绝缘管延伸,所述突出部分从所述凸缘部分突出并且所述阳极固定到所述突出部分。通过下文参考附图对示例性实施例的描述,本专利技术的其他特征将变得明显。附图说明图1A是根据本专利技术的第一实施例的X射线生成设备的剖视图。图1B是根据本专利技术的第一实施例的X射线生成设备的正视图。图1C是根据本专利技术的第一实施例的X射线生成设备的俯视图。图1D是根据本专利技术的第一实施例的X射线生成设备的侧视图。图2A是根据本专利技术的第二实施例的X射线生成设备的透视图。图2B示出了根据本专利技术的第二实施例的X射线生成设备的剖视图(a)以及与容器的内表面与绝缘管之间的距离相关的图表(b)、(c)和(d)。图3A是根据本专利技术的第三实施例的X射线生成设备的透视图。图3B示出了根据本专利技术的第三实施例的X射线生成设备的剖视图(a)以及与容器的内表面和绝缘管之间的距离相关的图表(b)、(c)和(d)。图4A是示出了本专利技术的第四实施例的主要部分的剖视图。图4B是示出了本专利技术的第五实施例的主要部分的剖视图。图4C是示出了本专利技术的第六实施例的主要部分的剖视图。图4D是保护构件的透视图。图5A是示出了根据本专利技术的第七实施例的X射线管的阳极侧连结部分和阴极侧连结部分的剖视图。图5B是示出了根据本专利技术的第八实施例的X射线管的阳极侧连结部分和阴极侧连结部分的剖视图。图6是示出了根据本专利技术的第九实施例的X射线成像系统的方框图。具体实施方式下面将参考附图对本专利技术的实施例进行描述。[第一实施例][X射线生成设备]图1A是根据本专利技术的第一实施例的X射线生成设备101的剖视图。图1B至1D分别是X射线生成设备101的正视图、俯视图和侧视图。在本说明书和附图中,z轴沿X射线管的轴向方向Dt延伸,而x-y平面沿X射线管的径向方向延伸。透射靶的发射表面的z坐标是0,X射线从容器107发射出的方向是正z方向,而朝向阴极104的方向是负z方向。换句话说,从阴极104朝向阳极103的方向是正z方向。X射线生成设备101包括X射线管102、绝缘液体108和容纳X射线管102和绝缘液体108的容器107。本专利技术的特征在于容器107和X射线管102具有特殊的位置关系。下面将描述该位置关系。[X射线管]根据第一实施例的X射线管102是透射X射线管。X射线管102包括具有透射靶1的阳极103、具有电子发射源9的阴极104、以及绝缘管4。绝缘管4在其一个端部和另一个端部处分别连结到阳极103和阴极104,并且使阳极103和阴极104相互绝缘。绝缘管4、阳极103和阴极104形成真空密封容器。阳极103包括透射靶1和环形阳极构件2。透射靶1包括靶层1a和支撑靶层1a的支撑窗口1b。阳极构件2电连接到靶层1a并连结到支撑窗口1b。阳极构件2和支撑窗口1b通过使用钎焊材料沿环形线被密封。包括例如钨和钽等重金属的靶层1a在被电子照射时产生X射线。靶层1a的厚度基于有助于X射线的产生的电子的穿透深度与产生的朝向支撑窗口1b穿过靶层1a的X射线的自衰减之间的平衡而确定。该厚度可以在1μm至几十μm的范围内。支撑窗口1b具有端部窗口的功能,其透射在靶层1a中产生的X射线并将该X射线发射到X射线管102的外部。支撑窗口1b由能够透射X射线的材料制成。该材料的示例包括铍、铝、氮化硅和碳的同位素。支撑窗口1b可以由具有高导热性的金刚石制成,从而可以有效地将靶层1a的热量传递到阳极构件2。绝缘管4由具有真空密封性和绝缘特性的材料制成。该材料的示例包括陶瓷材料(例如氧化铝和氧化锆)和玻璃材料(例如钠钙和石英)。为了减小绝缘管4与阴极构件8和阳极构件2之间的热应力,阴极构件8和阳极构件2由线性膨胀系数αc(ppm/℃)和αa(ppm/℃)接近绝缘管4的线性膨胀系数αi(ppm/℃)的材料制成。该材料的示例包括合金,例如可伐合金(Kovar)和蒙乃尔合金(Monel)。在本说明书中,X射线管102的轴向方向Dt和轴线Ct被限本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种X射线生成设备,所述X射线生成设备包括:X射线管,所述X射线管包括包括电子发射源的阴极,包括透射靶的阳极,和绝缘管,所述绝缘管连结到所述阳极和所述阴极中的每一个,以及导电的容器,所述容器容纳所述X射线管,其中,所述容器包括凸缘部分和突出部分,所述凸缘部分朝向所述绝缘管延伸,所述突出部分从所述凸缘部分突出并且所述阳极固定到所述突出部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 JP 2016-2121241.一种X射线生成设备,所述X射线生成设备包括:X射线管,所述X射线管包括包括电子发射源的阴极,包括透射靶的阳极,和绝缘管,所述绝缘管连结到所述阳极和所述阴极中的每一个,以及导电的容器,所述容器容纳所述X射线管,其中,所述容器包括凸缘部分和突出部分,所述凸缘部分朝向所述绝缘管延伸,所述突出部分从所述凸缘部分突出并且所述阳极固定到所述突出部分。2.根据权利要求1所述的X射线生成设备,其中,所述凸缘部分和所述突出部分彼此连续,并且弯曲部分位于两者之间,并且其中,在所述X射线管的轴向方向上,所述弯曲部分定位于阳极侧连结部分与阴极侧连结部分之间,在所述阳极侧连结部分处所述绝缘管和所述阳极彼此连结,在所述阴极侧连结部分处所述绝缘管和所述阴极彼此连结。3.根据权利要求2所述的X射线生成设备,其中,当从所述阴极朝向所述阳极的方向被定义为正,并且容器的内表面上沿轴向方向的位置由z表示时,所述绝缘管和所述容器之间的距离Li相对于z的一阶导数局部最小的位置与所述弯曲部分重叠。4.根据权利要求2或3所述的X射线生成设备,其中,当从所述阴极朝向所述阳极的方向被定义为正,并且容器的内表面上沿轴向方向的位置由z表示时,所述绝缘管和所述容器之间的距离Li相对于z的二阶导数的符号从负变为正的位置与所述弯曲部分重叠。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的X射线生成设备,其中,所述弯曲部分与所述阴极侧连结部分之间的距离等于或大于所述阳极侧连结部分与所述阴极侧连结部分之间的距离。6.根据权利要求2至4中的任一项所述的X射线生成设备,其中,所述弯曲部分具有近侧点,在所述近侧点处从所述阴极侧连结部分到所述容器的内表面的距离最小。7.根据权利要求6所述的X射线生成设备,其中,当所述近侧点与所述阴极侧连结部分之间的距离小于所述阳极侧连结部分与所述阴极侧连结部分之间的距离时,具有绝缘特性的保护构件设置在所述弯曲部分和所述阴极侧连结部分之间,使得...

【专利技术属性】
技术研发人员:川濑顺也山崎康二
申请(专利权)人:佳能株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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