紧凑x射线产生装置制造方法及图纸

一种x射线发射装置包括：经配置以维持低流体环境的外壳，所述外壳具有第一壁和第二壁，所述第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述第二壁具有包括外部表面的部分，所述外部表面包括电绝缘材料；所述外壳内的电子靶；以及用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料包括一种材料使得与所述电绝缘材料摩擦接触产生电荷不平衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紧凑x射线产生装置
技术介绍
本专利技术大体上涉及x射线的产生，且更特定来说涉及摩擦充电x射线发射器。以多种方式使用x射线。x射线可使用于医学应用或其它成像应用、包含材料分析的与结晶有关的应用或其它应用中。通常由电子制动(轫致辐射)或内壳电子发射在材料内产生x射线。过去，除了通过自然现象之外，通常通过使电子加速进入材料(例如金属)中来产生x射线，其中一小部分电子引起x射线通过轫致辐射或使内轨道(举例来说，K壳轨道)外的材料中存在的电子碰撞，其中当更高能量轨道中的电子过渡到低能量轨道时会产生x射线。然而，用以产生有用数量的x射线的电子的加速通常需要可能包含庞大设备的高动力电气能源。还可通过受控环境中的材料之间的机械接触的改变来产生X射线，举例来说，通过在真空室中剥离压敏胶带或一些材料的机械接触。然而，改变材料之间的机械接触通常涉及移动真空室内的部件，且通常还需要一些移动部件摩擦地接触彼此。所述移动部件及所述摩擦接触可导致除去所述真空室中的气且在所述真空室中产生自由碎片，可能会影响此装置的操作。
技术实现思路
本专利技术的方面提供可具有紧凑设计的x射线发射器。在一些实施例中，在其中维持低流体压力环境的小型外壳具有第一壁和第二壁，第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述能透x射线的窗的内部涂覆有金属，所述第二壁的外部表面的至少一部分由电绝缘体(优选地是电介质材料)形成。所述窗上的所述金属提供电子靶，且替代地可改为将所述电子靶定位于所述外壳内。所述壁的所述部分可为所述电介质材料本身，或所述壁的所述部分可为具有电介质外部覆盖物的金属，所述金属以其它方式与所述外壳的剩余部分电绝缘。优选地，在摩擦电序方面更高的接触材料与外部覆盖物变化式接触，其中所述变化式接触还优选地为间歇接触。优选可加热且优选金属的细丝在所述外壳内，举例来说接近所述第二壁。在操作接触中，接触材料与电介质之间的接触的移除在所述第二壁的部分上(尤其是在所述第二壁的部分的内表面上)产生负电荷。与负电荷相关联的电子及/或由所述细丝提供的电子可行进且影响到基本上能透x射线的窗的内部上的金属，从而产生通过所述窗发射或传输的x射线。本专利技术的一些方面提供x射线发射装置，所述x射线发射装置包括：经配置以维持低流体压力环境的外壳，所述外壳具有一个具有基本上能透x射线的窗的第一壁及具有包括一个包括电绝缘材料的外部表面的部分的第二壁；在所述外壳内由金属组成的电子靶；所述外壳内的可充电材料；以及用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料在摩擦电序方面低于所述电绝缘材料。本专利技术的一些方面提供一种从外壳发射x射线的方法，所述外壳基本上不透x射线且具有呈低流体压力的室，所述方法包括：使所述外壳的外部表面与接触表面摩擦地接触，所述外部表面与所述接触表面具有不同材料，借此通过所述摩擦接触产生电荷不平衡，其中由所述外部表面累积负电荷；允许来自接近由所述接触表面接触的所述外部表面的所述外壳的内部表面且朝向所述外壳的窗的电子流；接近所述外壳的所述窗产生x射线，所述外壳的所述窗基本上能透x射线。本专利技术的一些方面提供用于发射x射线的装置，所述装置包括：外壳，其经配置以维持所述外壳内的室中的低流体压力，所述外壳包含基本上能透x射线的窗但其它部分基本上不透x射线；用于通过改变所述外壳外部的材料与所述外壳的表面的接触在所述外壳的一部分上产生电荷不平衡的构件；所述外壳内的电子靶；以及所述外壳内基本上在所述外壳的所述部分与所述电子靶之间的细丝。通过审阅本公开，能更充分地理解本专利技术的这些方面及其它方面。附图说明图1说明根据本专利技术的方面的x射线发射装置的方面；图2说明根据本专利技术的方面的与接触表面接触的外壳的壁的一部分的横截面；图3说明根据本专利技术的方面的又一x射线发射装置的方面；图4说明根据本专利技术的方面的又一x射线发射装置的方面；图5说明根据本专利技术的方面的又一x射线发射装置的方面；图6说明根据本专利技术的方面的又一x射线发射装置的方面；图7说明图6的x射线发射装置的方面；以及图8说明根据本专利技术的方面的x射线产生装置的操作模式。具体实施方式图1说明根据本专利技术的方面的x射线传输装置的方面。所述装置包含外壳111，其中所述外壳经配置以维持低流体压力环境。在一些实施例中，所述低流体压力环境为具有小于200mTorr的压力的环境，在一些实施例中为具有小于50mTorr的压力的环境，且在一些实施例中为具有小于10mTorr的压力的环境。在一些实施例中，所述外壳中含有气体(例如氩)，其中所述气体用来辅助控制从带相反电荷的表面或从带电表面到接地的电流，且所述气体可充当电子源。所述气体的部分压力可为(举例来说)50mTorr且在各种实施例中可在1mTorr与200mTorr之间。在一些实施例中，所述外壳通常具有陶瓷材料。所述外壳具有第一壁113，其中至少一部分具有电绝缘外部表面、聚酰亚胺薄膜(举例来说在一些实施例中是Kapton)，并且优选地为电介质材料。在一些实施例，所述壁具有电绝缘外部的部分为由电绝缘外部形成的膜。在一些实施例中，所述壁的所述部分包括与所述外壳的其它部分电绝缘、靠近所述外壳的内部的金属，使用电绝缘材料覆盖所述外壳的外部上的金属。在一些实施例中，所述外壳的所述部分包括金属栅格，在一些实施例中所述金属栅格在其它材料内、其它材料之上或漂浮在其它材料上。在一些实施例中，所述壁的所述部分包括非金属，举例来说，玻璃或陶瓷材料。接触表面115与所述外壳的电绝缘外部变化式接触。所述接触材料优选地具有一种材料使得所述接触表面与电绝缘材料之间的变化式接触会产生电荷不平衡。优选地，所述材料使得电绝缘材料变得带更多负电荷。在一些实施例中，所述材料在摩擦电序方面高于电绝缘材料。所述接触表面可以通过如下方式与电绝缘材料变化式接触：接触表面在电绝缘材料的不同表面区域上摩擦接触。举例来说，这可以如下实现：通过表面的反复接触及分离，或通过一些前述或所有前述方式，使所述接触表面的不同部分随着时间的推移与所述电绝缘材料的不同部分接触。可以用多种方式移动或驱动所述接触表面。在一些实施例中，且如图1中代表性说明，可以用旋转方式驱动所述接触表面，其中所述接触表面通过轴119耦合到发动机117。在一些实施例中，可由线性运动装置驱动所述接触表面，其中运动方向(举例来说)平行于所述电绝缘材料的表面或垂直于所述表面。在一些此类实施例中，线性移动可为振荡的(举例来说，由发动机驱动)，其中所述发动机具有定期定时方向逆转，或其中所述发动机通过适当的方向逆转联接耦合到所述接触表面。在一些此类实施例中，可通过皮带或带的循环来施加所述线性移动，其中所述皮带或带充当所述接触表面或运载所述接触表面。在一些实施例中，可由手动操作装置驱动所述接触表面，且在一些实施例中，可由手动驱动装置驱动所述接触表面。在操作中，所述接触表面与电绝缘材料之间的变化式接触导致电绝缘材料的电子累积或带负电荷。在电绝缘材料为由所述外壳的一部分壁形成的膜的实施例中，所述膜变成带负电荷。在所述电绝缘材料为所述外壳的一个区段(举例来说，金属区段，其与外壳的其它部分电绝缘，形成第二壁)的外部罩盖的实施例中，所述金属变成带负电荷。提供负电荷的电子可行进到所述外壳内的电子靶且照射到所述外壳内的电子靶。在图1的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种x射线发射装置，其包括：经配置以维持低流体压力环境的外壳，所述外壳具有第一壁和第二壁，所述第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述第二壁具有包括外部表面的部分，所述外部表面包括电绝缘材料；所述外壳内的电子靶；所述外壳内的电可充电材料；以及用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料包括一种材料使得与所述电绝缘材料的摩擦接触产生电荷不平衡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 13/839,4941.一种x射线发射装置，其包括：经配置以维持低流体压力环境的外壳，所述外壳具有第一壁和第二壁，所述第一壁具有基本上能透x射线的窗，所述第二壁具有包括外部表面的部分，所述外部表面包括电绝缘材料；所述外壳内的电子靶；所述外壳内的可充电材料；以及用于摩擦地接触所述电绝缘材料的接触材料，所述接触材料包括一种材料使得与所述电绝缘材料的摩擦接触产生电荷不平衡；其中所述外壳内的所述可充电材料包括接近所述外壳的所述电绝缘材料的可加热细丝。2.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中包括所述电绝缘材料的所述第二壁的所述部分进一步包括所述电绝缘材料内部且与所述电绝缘材料接触的金属，所述金属与所述外壳的其它部分电绝缘。3.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶为基本上能透x射线的所述窗的内部表面上的金属。4.根据权利要求3所述的x射线发射装置，其中所述金属为溅镀到基本上能透x射线的所述窗上的金。5.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述细丝为钨丝。6.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电子靶包括所述外壳内的金属，其经定位以便具有在基本上能透x射线的窗与具有包括所述电绝缘材料的所述外部表面的所述部分两者的视线内的至少一个表面。7.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其进一步包括接近具有包括所述电绝缘材料的所述外部表面的所述第二壁的所述部分的所述外壳内的场发射尖端。8.根据权利要求7所述的x射线发射装置，其中所述场发射尖端包括金属尖端。9.根据权利要求7所述的x射线发射装置，其中所述场发射尖端包括碳纳米管。10.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电绝缘材料包括电介质。11.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电绝缘材料包括聚酰亚胺薄膜。12.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述电绝缘材料包括膜。13.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其中所述可充电材料为网。14.根据权利要求1所述的x射线发射装置，其进一步包括次级容器，所述次级容器具有共享具有包括所述电绝缘材料的所述外部的所述第二壁的所述部分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·G·卡马拉，B·A·卢卡斯，Z·J·加姆利力，
申请(专利权)人：摩擦透视公司，
类型：发明
国别省市：美国;US