包括传导涂层的阳极盘元件制造技术

技术编号:8027137 阅读:148 留言:0更新日期:2012-12-02 18:43
本发明专利技术通常涉及X射线生成技术,特别是,涉及用于X射线生成设备(21)的阳极盘元件(1)。电磁辐射的生成可以被认为是相当无效的,因为施加至焦斑轨道的相当一部分能量的被转换成热而不是X辐射。因而,X射线管的操作中的限制因素是阳极元件且更具体而言焦斑轨道的冷却。在本发明专利技术中,提供一种阳极盘元件,其改进从焦斑轨道的散热。因而,阳极盘元件可以在维持结构完整性的同时支持增加的热。阳极盘元件(1)至少包括第一表面(2)和第二表面(3),第一表面(2)包括焦斑轨道(4),并且,第二表面(3)包括传导涂层(5)。阳极盘元件(1)能够围绕旋转轴(6)旋转,焦斑轨道(4)关于旋转轴(6)而旋转对称。包括焦斑轨道(4)的第一表面(2)和包括传导涂层(5)的第二表面(3)相邻地布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体涉及X射线生成技术。具体而言,本专利技术涉及包括传导涂层的用于X射线生成设备的阳极盘元件、包括阳极盘元件的X射线生成设备、用于采集X射线图像的X射线系统、制造阳极盘元件的方法以及包括传导涂层的阳极盘元件在X射线生成设备、X射线管以及X射线系统的至少一个中的使用。
技术介绍
在例如用于医学应用的X射线系统中采用X射线生成设备。也被称为例如X射线管的X射线生成设备用于生成电磁辐射,电磁辐射可以例如用于医学、检查或安保成像应 用。经常,使电子在用于产生X射线的X射线生成设备的真空壳体内的阴极元件和阳极元件之间加速。电子撞击在被称为焦斑的阳极元件的一部分上,因而产生电磁辐射。阳极元件可以具有静态性质或可以实现为旋转阳极元件。X射线生成可以被认为是非常无效的,因为所施加的能量的主要部分被转换为热。特别是焦斑处的散热可以被认为是X射线管的中心限制之一。通过采用旋转阳极元件,从而靶、即电子的撞击区域或焦斑可以被认为是旋转阳极盘元件的表面上的固定区域,在该区域上,靶的移动元件通过固定电子束。因而,通过旋转阳极,从而作用于焦斑并因而作用于阳极的热负荷可以在较大的圆形区域上散布,增加X射线生成设备的可能的额定功率。
技术实现思路
可能需要提供一种在仍然维持结构完整性的同时支持增加的热的阳极盘元件。此夕卜,可能需要改进从焦斑轨道、特别是焦斑区域的散热。X射线管的旋转阳极元件可以由难熔金属靶制成,该难熔金属靶可能具有例如像高温、高强度、良好的导热系数以及热容那样的有利的性质。X射线设备中的旋转阳极盘元件可以被认为是受到由于阳极盘元件的旋转和扫描架旋转而导致的相当大的机械应力。此夕卜,由于由X射线生成的过程引起的热机械应力,可能加压力于阳极元件。通过阳极的焦斑轨道的电子轰击而生成X射线。施加至焦斑轨道和相邻的阳极表面的能量中的相当一部分转换成热。经常,在X射线生成设备的操作期间,焦斑加热至大约2. 000至3. 000°C。结果,必须例如通过将焦斑的热从焦斑的区域去除而管理该热。由于电子的撞击而导致的焦斑的局部加热可以被认为取决于以下参数靶角、焦斑轨道直径、焦斑大小(长度X宽度)、旋转频率、施加至焦斑的功率和诸如阳极盘元件的导热系数、密度以及比热的材料性质。可以通过控制上面指示的变量或参数而管理焦斑轨道温度和热机械应力。在下文中,提供根据独立权利要求的用于X射线生成设备的阳极盘元件、X射线生成设备、X射线系统、制造阳极盘元件的方法以及阳极盘元件在X射线生成设备、X射线管以及X射线系统的至少一个中的使用。根据本专利技术的示范性实施例,提供一种用于X射线生成设备的阳极盘元件,该阳极盘元件包括第一表面、第二表面、焦斑轨道以及传导涂层。阳极盘元件能够围绕旋转轴旋转,第一表面和第二表面相邻地布置,并且,第一表面包括焦斑轨道。焦斑轨道关于旋转轴旋转对称,并且,第二表面包括传导涂层。根据本专利技术的另一示范性实施例,提供一种X射线生成设备,该设备包括阴极元件和阳极元件,其中,阴极元件和阳极元件操作性地耦合,以便生成X射线。阳极元件包括根据本专利技术的阳极盘元件。根据本专利技术的另一示范性实施例,提供一种X射线系统,该系统包括X射线生成设备和X射线探测器。对象能够布置在X射线生成设备和X射线探测器之间,X射线生成设备和X射线探测器操作性地耦合,从而能够获得对象的X射线图像。X射线生成设备作为根据本专利技术的X射线生成设备而提供。 根据本专利技术的另一示范性实施例,提供一种制造阳极盘元件的方法,该方法包括步骤提供具有第一表面和第二表面的阳极盘元件;将焦斑轨道施加至第一表面;以及将传导涂层施加至第二表面;其中,第一表面和第二表面相邻地布置。根据本专利技术的另一示范性实施例,根据本专利技术的阳极盘元件在X射线生成设备、X射线管以及X射线系统的至少一个中使用。可以给阳极盘元件提供复合材料和/或包括各向异性导热系数的材料。复合材料可以是由例如纤维和基质的至少两种截然不同的结构或材料组成的材料结合。具有各向异性导热系数的材料可以被看作具有沿材料的第一方向的第一导热系数,同时,至少具有沿第二方向的第二导热系数,第一导热系数和第二导热系数不相等。例如,材料可以包括沿第一方向的第一导热系数,该第一导热系数高于沿第二方向的第二导热系数。换句话说,在该示例中,与第一导热系数相比,第二导热系数是减少的或减小的。某些类型的复合材料可以展示各向异性导热系数,特别是取决于复合内的例如纤维的个体的、截然不同的结构或材料的布置。个体材料甚至在组成材料中依然可分辨。还可以想象,非复合材料也展示各向异性导热系数。非复合材料也可以被称为单片材料或均匀材料。特别是,非复合材料可以被认为不是由两种或更多单独的专用材料或材料结构构成,而是由均匀材料、特别是具有均匀材料分布和/或材料结构的材料组成。本专利技术的主旨可以被看作提供阳极盘元件的表面上的传导涂层,该涂层提供沿阳极盘元件的某个方向的优选的散热或增强的散热。传导涂层可以提供沿阳极盘元件的方向的导热系数,阳极盘元件的材料沿该方向可以具有与具有另一导热系数的阳极盘元件的另一方向相比减小的导热系数。特别是,传导涂层可以提供特别是在阳极盘元件的某部分或例如传导涂层的延伸方向的方向上高于阳极盘元件的导热系数的导热系数或热传递量。换句话说,传导涂层可以提供用于热传导的路径,因而与阳极盘元件本身的散热量相比可以特别地增加阳极盘元件的外侧上的散热。传导涂层也可以被看作提供受控制的或经弓I导的热传导。因而,传导涂层可以适于沿阳极盘元件的导热系数减小的方向从焦斑轨道散热。另外,传导涂层可以提供热辐射。本专利技术的一方面是提供由复合材料制成的阳极盘元件。复合材料可以特别被认为是包括基质结构。基质结构可以被理解为由纤维材料和基质材料构建、特别是被基质材料包围的材料结构。纤维材料可以是不定向的或全向的纤维材料,或者,可以包括限定的纤维结构,特别是编织纤维结构。针对阳极盘元件、特别是针对旋转阳极采用碳纤维增强碳(CFC)复合结构可以允许定制复合材料,特别是基质,以使阳极盘元件的基底材料的机械强度最大化。特别是,可以以极性配置编织纤维材料,例如像提供正放射状和圆周状纤维,因而 创建旋转对称,以便优化环和径向机械性质,以及优选适应于在阳极盘元件的旋转期间发生的应力。极性配置、特别是旋转对称极性配置可以被看作由两个单独的纤维结构组成。一个纤维结构可以被认为是大体上从旋转轴向外伸出,因而垂直于旋转阳极元件的旋转轴。第二纤维结构可以被认为是圆周地对准旋转轴,因而关于特定的纤维而布置为大体上自旋转轴起等距。在两个纤维结构的交叉点,纤维可以被认为是大体上彼此垂直。虽然相应的编织配置被认为是旋转对称的,但要理解,由于编织纤维的结构,可能不可实现最优或正旋转对称构造,特别是连续旋转对称。然而,在本专利申请的背景下,即使部分旋转对称也被认为是旋转对称。由于复合材料的纤维结构可以被认为是提供良好的导热系数,因此沿正交方向,例如沿个体纤维层之间的方向导热系数减小,这是因为大部分纤维沿平面内方向取向。该取向可以提供增强的稳定性,并且,可以允许在沿着纤维结构的一个平面内方向上从焦斑/焦斑轨道去除局部热,而削减了沿正交方向从焦斑和轨道去除局部热的效率。本专利技术还涉及传导涂层的施加,例如将热传导涂层或导热涂层施加至本文档来自技高网...

【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·卡尔森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:

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