张紧平坦电子发射器带制造技术

一种电子束发射器（910），用于生成将朝着X射线管（920）的阳极（912）引导的电子束（710）以用于生成X射线束（930），其中所述电子束发射器（910）包括：导电带（100），所述导电带由能够发射电子的材料制造，配置成被供应电能以用于发射电子束（710）；以及支撑装置（400），所述支撑装置配置成用于在永久张力下安装所述带（100）。

【技术实现步骤摘要】
张紧平坦电子发射器带
本专利技术涉及电子束发射器、X射线管、X射线源和生成电子束的方法。
技术介绍
X射线管是产生X射线的真空管。X射线是具有比紫外光短的波长的电磁波谱。X射线管在许多领域中使用，例如X射线结晶照相术、医疗设备、机场行李扫描仪和用于工业检查。X射线管包括将电子发射到真空中的阴极和收集电子的阳极，因此建立电子束。高压电源连接阴极和阳极以加速电子。来自阴极的电子与阳极材料碰撞使得生成的能量的一部分作为X射线发射。X射线束然后可以通过经过X射线光学器件并且随后经过准直器成形。能量的剩余部分导致阳极被加热。热典型地通过辐射和传导冷却从阳极去除并且可能涉及在阳极之后或内部流动的冷却水的使用。在旋转阳极管中，阳极例如可以由来自真空管外部的一系列定子绕组的电磁感应旋转。旋转阳极的目的是导致电子束在沿着圆形轨道的范围内而不是在固定位置碰撞阳极，这因此分散热并且允许使用更大的电子束功率，因此生成X射线的更高功率。然而，阳极需要复杂的冷却以获得高X射线通量。然而，阳极的旋转需要高度复杂的轴承和密封件以保持真空。US8, 121，258公开了一种以大于4keV的能量输送X射线束的设备，该设备包括X射线源，所述X射线源包括适合于在阳极的靶区上生成连续电子束以用于由阳极进行X射线发射的电子枪，其中所述阳极形成在100到250毫米之间的直径的旋转体，并且固定地连接到电机轴使得它由旋转系统驱动旋转，并且电子枪和阳极布置在真空室中，所述室包括将由阳极发射的X射线束传输到室的外部的出射窗口，包括X射线光学器件的调节装置，所述X射线光学器件适合于用二维光学效应调节X射线束，其中电子枪设计成发射小于400瓦的功率的电子束，并且包括以由小尺度和大尺度限定的大致长形将所述电子束聚焦到靶区上的装置，其中小尺度包括在10到30微米之间并且大尺度比小尺度大3到20倍，旋转阳极包括发射冷却系统以通过辐射疏散由电子束传输到阳极的能量的一部分，旋转系统包括具有磁轴承的电机，所述磁轴承设计成以大于20，OOOrpm的速度旋转阳极进行旋转，并且出射窗口布置成传输由阳极发射的X射线束使得朝着调节装置发射的X射线束由大致对应于靶区的形状的小尺度的尺度的大致点状焦斑限定。当使用用于X射线管的电子束发射器的常规细丝时，在可获得X射线通量方面有限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种允许获得高X射线通量的X射线管。该目的由独立权利要求实现。另外的实施例由从属权利要求体现。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种电子束发射器，用于生成将朝着X射线管的阳极引导的电子束以用于生成X射线束，其中所述电子束发射器包括:导电带，所述导电带可以由能够容易发射电子的材料(例如钨)制造，配置成被供应电能以用于发射电子束；以及支撑装置，所述支撑装置配置成用于在永久张力下安装所述带。根据另一示例性实施例，提供一种用于生成X射线束的X射线管，其中所述X射线管包括:电子束发射器，所述电子束发射器具有用于生成电子束的上述特征；以及阳极，所述阳极布置和配置成当暴露于生成的电子束时生成X射线。根据又一示例性实施例，提供一种X射线源，所述X射线源包括:具有上述特征的X射线管；χ射线光学器件，用于收集和聚焦在所述X射线管中生成的X射线；以及X射线束调节器，用于在由所述X射线光学器件收集和聚焦X射线之后调节X射线。根据再一示例性实施例，提供一种生成将朝着X射线管的阳极引导的电子束以用于生成X射线束的方法，其中所述方法包括:为导电带供应电能以用于发射电子束；以及在电子束的生成期间在永久张力下安装所述带。在本申请的上下文中，术语“导电带”可以特别地表示由能够传导电流的材料制造的条带或箔或其它平坦结构。特别地，该导电带应当由当沿着导电带施加电信号时能够发射电子的材料制造。合适材料是钨、钥等。这样的导电带可以是箔，该箔薄至使得它可以弯曲、卷绕或折叠。在本申请的上下文中，术语“在永久张力下安装带”可以特别地表示带被安装(例如夹紧)，从而即使在带的固有张力的至少部分损失的情况下也保持在平坦平面形状。例如当由施加到带的电流加热以用于触发来自带的电子发射时，热和/或电和/或化学和/或老化效应可能具有随着时间改变带的形状的趋势。通过提供在永久张力下安装带的机构，用于将带的形状不变地保持平坦和平面所需的张力连续地输送到相应安装的带，而不管它的固有性质的变化。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种当电信号施加到导电带时生成电子束的电子束发射器。通过使用导电带(即，基本平面结构)而不是常规细丝(通常是用于发射电子的线圈)，特别高效的电子发射发生在期望方向上，即，垂直于这样的平坦的并且例如为矩形的带的主表面并且朝着阳极。线圈通常用作细丝，原因是它的形式稳定发射器的形状以防止由于加热、老化等引起的变形的效应。然而，线圈在所有方向上发射电子，并且因此比仅仅或主要在它们有用的方向上(即，在朝着阳极的方向上)发射电子的带低效。带是窄的以便形成小的有效面积，但是它在生成在期望方向上发射的电子方面很高效。制造窄带(例如从材料的薄片激光切割)比制造窄/小线圈更容易。线圈将必须小以便生成窄电子束。根据本专利技术的示例性实施例，有利地在永久张力下由支撑装置安装导电带。这意味着支撑装置配置成用于保证在整个电子束发射过程期间，带的形状和取向保持恒定或基本恒定。这可能是问题，原因是带可能由于其薄配置而具有弯曲或变形的趋势。换句话说，支撑装置保持和维持带受到张力或机械应变使得防止它在安装配置中改变其形状。在该上下文中，以永久方式保持张力表示支撑装置可以提供保持张力，即使带的物理性质随着时间变化。例如，通过由用于触发电子发射的供应电流加热带，带可能由于热膨胀和其它效应而改变其形状或尺度。支撑装置可以保证即使在存在这样的带的物理性质变化的情况下也保持永久张力。这可以通过将带至少夹紧或卡夹在它的延伸部的一部分上使得至少实际发射电子的带的部段保持应变平坦形状而执行。接着，将解释电子束发射器的另外示例性实施例。然而，这些实施例也适用于X射线管、X射线源和生成电子束的方法。在实施例中，支撑装置配置成用于当带的固有张力损失时将附加张力输送到带。因此，在对带的张力有影响的老化效应、温度效应等的情况下，支撑装置可以输送附加张力从而即使在这样的变化的情况下也保持带的形状和张力。弹簧或任何其它张力源(例如使用电力)可以为了该目的而偏压或预张紧。在实施例中，支撑装置包括第一紧固结构和第二紧固结构，其中带在张力下夹紧在第一紧固结构和第二紧固结构之间。例如，带的第一部分(例如第一端部分)可以连接到第一紧固结构并且带的第二部分(例如第二端部分)可以连接到第二紧固结构，使得在第一紧固结构和第二紧固结构之间的带的中心部分受到张力并且用于发射电子。在实施例中，第一紧固结构和第二紧固结构在支撑装置的基部之上突出(或它的上端关于支撑装置的基部间隔)。这允许使电压所施加到的导电带与支撑装置的基部空间地分离。两个紧固结构彼此电绝缘以允许电流仅仅通过安装在它们之间的带经过它们之间。它们也与聚焦帽和盖(两者在下面更详细地进行描述)电绝缘，原因是它们相对于带电偏压(例如-100V)。然而，整个发射器组件(即，两个柱、带、聚焦帽等)相对于阳极偏压到高电压。在实施例中，第一紧固结构是第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子束发射器（910），用于生成将朝着X射线管（920）的阳极（912）引导的电子束（710）以用于生成X射线束（930），其中所述电子束发射器（910）包括：导电带（100），所述导电带由能够发射电子的材料制造，配置成被供应电能以用于发射电子束（710）；支撑装置（400），所述支撑装置配置成用于在永久张力下安装所述带（100）。

【技术特征摘要】
2012.07.26 EP 12178138.91.一种电子束发射器(910)，用于生成将朝着X射线管(920)的阳极(912)引导的电子束(710)以用于生成X射线束(930)，其中所述电子束发射器(910)包括: 导电带(100)，所述导电带由能够发射电子的材料制造，配置成被供应电能以用于发射电子束(710)； 支撑装置(400 )，所述支撑装置配置成用于在永久张力下安装所述带(100 )。2.根据权利要求1所述的电子束发射器(910)，其中所述支撑装置(400)包括第一紧固结构(402)和第二紧固结构(404)，其中所述带(100)在张力下夹紧在所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)之间。3.根据权利要求2所述的电子束发射器(910)，其包括以下特征中的至少一个: 所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)在所述支撑装置(400)的基部(406)之上突出； 所述第一紧固结构(402)是第一柱并且所述第二紧固结构(404)是第二柱； 所述带(100)的第一部分(102)在所述第一紧固结构(402)之上、特别是在所述第一紧固结构(402)的弯曲表面部分之上被引导、特别是被弯曲，并且所述带(100)的第二部分(104)在所述第二紧固结构(404)之上、特别是在所述第二紧固结构(404)的弯曲表面部分之上被引导、特别是被弯曲，使得所述带(100)的中心部分(106)在张力下桥接在所述第一紧固结构(402 )和所述第二紧固结构(404 )之间； 所述带(100)具有在所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)之间延伸的方向上的长度(L)，具有宽度(W)并且具有厚度(T)，宽度和厚度在垂直于在所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)之间延伸的方向的各自方向上延伸，其中长度(L)和宽度(W)的每一个大于厚度(T)，特别地是厚度(T)的至少三倍，更特别地是厚度(T)的至少十倍； 所述带(100)具有在所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)之间延伸的方向上的长度(L)，具有宽度(W)并且具有厚度(T)，宽度和厚度在垂直于在所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)之间延伸的方向的各自方向上延伸，其中长度(L)和宽度(W)的每一个大于厚度(T)，特别地是厚度(T)的至少三倍，更特别地是厚度(T)的至少十倍，其中长度(L)大于宽度(W)，特别地是宽度(W)的至少五倍，更特别地是宽度(W)的至少十倍。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电子束发射器(910)，其中所述支撑装置(400)包括张紧元件(408)，特别是弹簧，所述张紧元件配置成用于将张紧力、特别是张紧弹簧力施加到所述带(100)以用于在永久张力下保持所述带(100)。5.根据权利要求2至4中任一项所述的电子束发射器(910)，其中所述张紧元件(408)布置成将张紧力施加到所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)中的一个或两者的张力接收部段，从而向外张紧所述第一紧固结构(402)和所述第二紧固结构(404)中的一个或两者的带安装部段。6.根据权利要求1至5中任一项所述的电子束发射器(910)，其包括聚焦帽(440)，所述聚焦帽配置成用于至少部分地覆盖所述支撑装置(400)和所述带(100)并且具有孔(430)，所述孔成形为限定从所述带(100)传播通过所述孔(430)的电子束(710)的形状。7.根据权利要求6所述的电子束发射器(910)，其包括以下特征中的至少一个:所述支撑装置(400 )配置成用于安装所述带(100 )从而保持所述带(100 )的中心部分(106)平坦，并且平行于所述聚焦帽(440)的、包括所述孔(430)的平面端面定向，以在所述带(100)的主表面(L、W)而不是在侧缘(T)产生用于电子束(710)的最佳发射区域； 所述孔(430)是 长形狭缝，特别是延伸到沿着所述带(100)的最大延伸部对准的长形狭缝； 所述电子束发射器(910)包括电压源，所述电压源配置成用于相对于所述带(100)使所述聚焦帽(440)具有负电位，特别地在所述聚焦帽(440)和所述带(100)之间在50V到IkV的范围内施加负电压； 所述电子束发射器(910)包括盖(480)，所述盖配置成用于至少部分地覆盖所述聚焦帽(440 )并且具有开口( 490 )，所述开口成形为限定传播通过所述孔(430 )并且通过所述开口(490)的电子束(710)的形状； 所述电子束发射器(910)包括电压源，所述电压源配置成用于相对于所述带(100)使所述聚焦帽(440)具有负电位，特别地在所述聚焦帽(440)和所述带(100)之间在50V到IkV的范围内施加负电压，并且包括盖(480)，所述盖配置成用于至少部分地覆盖所述聚焦帽(440 )并且具有开口( 490 )，所述开口成形为限定传播通过所述孔(430 )并且通过所述开口(490)的电子束(710)的形状，其中所述电压源配置成用于使所述盖(480)具有与所述聚焦帽(440)相同的负电位。8.根据权利要求1至7中任一项所述的电子束发射器(910)，其包括以下特征中的至少一个: 所述支撑装置(400)配置成用于当...

【专利技术属性】
技术研发人员：K达米安，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：