具有可调整的焦点轨迹的X射线管制造技术

本发明专利技术涉及一种具有可转动阳极的X射线管、X射线成像系统，以及用于调整具有可转动阳极的X射线管的焦点轨迹的方法。为提高具有旋转阳极的X射线管的准确性并改善可转动阳极的偏离特性，提供一种X射线管，所述X射线管具有外壳体、阴极和阳极组件，所述阳极组件包括：设置有形成焦点轨迹的环形靶的可转动盘体，所述焦点轨迹围绕对称轴线转动地对称；以及用于支承所述盘体的转子轴杆，所述转子轴杆围绕主转动轴线被可转动地支承。转子轴杆设置有用于支承所述盘体的安装表面，所述盘体设置有将安装到所述安装表面的邻接表面。根据本发明专利技术，校正装置被布置在所述安装表面和所述邻接表面之间，使得所述焦点轨迹相对于所述主转动轴线的偏离可调整。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有可转动阳极的X射线管、一种X射线成像系统以及一种调整具有可转动阳极的X射线管的焦点轨迹的方法。
技术介绍
X射线管的转动阳极由难熔材料制成，其必须符合横向和径向运动的严格规范。这种横向和径向运动是由阳极系统偏离(rim out)规范控制。焦点轨迹偏离必须加以控制以确保成像稳定性、成像质量、有限机械振动、管寿命等。US7，184，520B1显示具有螺母的阳极板，所述螺母设有将接收在锥形凹部内的锥形轮廓，从而使阳极对中。但已表明制成的阳极有时呈现超出公差范围的偏离变化，所述公差范围例如由于精度要求提高而不断减小。
技术实现思路
因此可能需要改善具有旋转阳极的X射线管的精确性以及可转动阳极的偏离特性。根据本专利技术一个示例性实施例，提供一种X射线管，所述X射线管具有外壳体、阴极和阳极组件，所述阳极组件包括设置有形成焦点轨迹的环形靶的可转动盘体。所述焦点轨迹围绕对称轴线转动地对称。设置有用于支承所述盘体的转子轴杆，所述转子轴杆围绕主转动轴线被可转动地支承。转子轴杆设置有用于支承所述盘体的安装表面，所述盘体设置有将安装到所述安装表面的邻接表面。校正装置被布置在所述安装表面和所述邻接表面之间，使得所述焦点轨迹相对于所述主转动轴线的偏离可调整。校正装置提供优点为在于，阳极盘体制成后，可以调整焦点轨迹相对于转动轴线的偏离。例如，厂商所提供盘体具有一定偏离容许度，焦点轨迹的偏离的最终调整可被布置在将可转动盘体组件安装到转子轴杆之前进行。此外，也可提供具有更大公差范围的一种可转动盘体，其可用于具有不同公差要求的不同类型X射线管。这具有优点在于，便于可转动盘体的制造，从而产生经济效益。通过提供用于不同类型的X射线管的一种可转动盘体，也便于处理和存储。对焦点轨迹偏离具有精度要求的X射线管，在使用其焦点轨迹偏离具有相当大范围公差的盘体的情况下， 校正装置提供精度要求。在一个示例性实施例中，焦点轨迹为圆柱形对称。例如，构成环形靶的焦点轨迹被施加到布置为将热量从环形靶消散的基体材料上。在一个示例性实施例中，焦点轨迹为η阶转动对称，所述η阶转动对称也可定义为 η阶离散转动对称。例如，弯曲环形靶可能是这种情况，弯曲环形靶具有一定幅度使得由于目标宽度仍可提供直线的环形靶线。换言之，来自阴极并且相对于转动轴线以同一位置击中阳极的电子束在转动过程中在环形靶中间以及在环形靶的任一侧部部分击中环形靶，环形靶的侧部部分可例如提供环形靶的改进散热。在一个示例性实施例中，盘体由基底材料制成。所述基底材料选择为可优化机械性能以及散热性。在一个示例性实施例中，基底材料为碳纤维增强碳(CFC)复合物。这种基底材料提供耐高温、高强度、导热性能良好、以及热容量等有利性能。CFC复合材料转动阳极的概念创造了定制基体使得基底材料的机械强度最大的机会，这对受到因阳极转动以及机架转动导致的大的机械应力的X射线装置中的转动阳极提供了优点。例如为优化环向(即切向)和径向的机械性能，CFC可以被极性构造地编织，以提供形成转动对称性的真正径向和周向纤维。但是，可通过提供如本专利技术所述校正装置来克服表面条件和无法在这种基底上进行定位加工的能力的缺点。CFC阳极具有改善的特性，例如用于未来高端、高功率、高转速、以及大功率密度的 CT系统的用途。随着能量需求增加以及焦斑尺寸减小，CFC阳极提供可应对机械和热机械应力，以及可经受和应对高端CT系统热负荷的优点。在一个示例性实施例中，校正装置布置成使得对称轴线与主转动轴线之间偏离被至少部分地补偿。这提供将焦点轨迹的偏离调整为指定的公差范围的可能性。在一个示例性实施例中，校正装置补偿对称轴线相对于主转动轴线的径向偏移。这提供优点在于，阳极盘体的对中根据可转动盘体上焦点轨迹的实际位置被布置。换言之，对中相对于焦点轨迹而非相对于盘体本身的邻接表面被布置。在一个示例性实施例中，校正装置补偿对称轴线相对于主转动轴线的倾斜。由此可使盘体的所谓摆动最小甚至消除，所述摆动不仅导致焦点轨迹偏离且导致有害的振动，这些对转子轴杆的轴承意味着不必要的负担。在一个示例性实施例中，安装表面垂直于主转动轴线，校正装置补偿邻接表面相对于对称轴线的垂线的倾斜。由于对转子轴杆的要求与阳极盘体不同，即难熔特性略低，例如，转子轴杆可由具有适于进行精密加工的机械性能的材料制成。因此，安装表面可以具有非常高的精度。校正装置因而被设置用于抵消邻接表面的不精确性。简言之，校正装置使邻接表面和安装表面的垂线分别相对于主转动轴线对准。在一个示例性实施例中，校正装置包括具有变化厚度的至少一个校正垫片，所述垫片提供相对彼此倾斜的两个外支承面。这提供优点在于，校正垫片可设有不同倾斜度的两个外支承面，使得可选择正确的倾斜值以将焦点轨迹的偏离调整为所需值。校正垫片可以适于高精度加工的材料提供， 由于要求符合高精度的校正垫片是相当小的零件，也提供了成本降低。在一个示例性实施例中，提供两个校正垫片，其中至少一个具有变化厚度。因此可相对于转动轴线对焦点轨迹的位置提供校正或调整。例如，倾斜可由一个校正垫片提供，而在转动轴线方向调整可由第二校正垫片提供，所述第二校正垫片具有平行但厚度不同的支承面。提供两个校正垫片还具有可由具有相同倾斜值的两个校正垫片提供不同倾斜值的优点。在一个示例性实施例中，校正装置具有偏移中心。由此也可相对于主转动轴线调整对称轴线的径向偏移。在一个示例性实施例中，校正装置包括可附连到邻接表面的可精确加工的衬套，所述衬套设有与安装表面邻接的配装表面。安装表面和邻接表面之间的接触可使将运动力从轴杆传递到盘体，并具稳定性， 即将盘体固定并传递重量载荷。配装表面将力和载荷经由衬套传递到盘体以及从盘体传递。例如在将衬套固定到盘体之前，衬套提供配装表面。因此，配装表面可以高精度提{共。在另一实例中，将衬套附连到盘体，其后提供配装表面。因此，因衬套安装到盘体操作中的任何不准确或公差可在衬套本身上设置配装表面的过程中被消除。在一个示例性实施例中，衬套外侧为六边形，用于在衬套插入盘体中形成的六边形凹部时传递转动力。由此可能将转动运动从轴杆传递到盘体，无须例如夹紧盘体。这种形式的转动力传递特别适于以非常高速度转动的可转动盘体。在一个示例性实施例中，至少一个校正垫片设在衬套配装表面和轴杆安装表面之间。这提供优点在于，衬套可附连到盘体，由此产生的否则可能导致焦点轨迹偏离的任何不准确可由至少一个校正垫片补偿。如上所述，校正垫片可由合适材料制成，所述材料可加工成或以其它方式布置成准确度要求所需的精度等级。在一个示例性实施例中，盘体的凹部为通孔，轴杆设有延伸通过衬套的螺纹端，其中螺母拧到螺纹端，使得阳极的邻接表面受压紧贴衬套的对应表面。由此提供衬套配装表面与轴杆安装表面的接触。因此，可能分别经由六边形衬套和凹部传递转动运动，拧到轴杆端部的所述螺母提供经受例如在机架转动过程中出现的力所需的盘体牢固保持。在一个示例性实施例中，校正装置由难熔金属制成。例如，校正装置由铌制成。在一个示例性实施例中，垫片由铌制成。这提供在接合处提供延展性的优点。在另一实施例中，其它特定类型的难熔金属也可用于在接合处提供延展性。在一个示例性实施例中，铌垫片提供为易延展垫圈。由此可能对组件(即阳极)施加弹性力，而不对盘体材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·克拉夫特，G·J·卡尔松，M·马斯卡，P·徐，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：