光阴极分布式X射线发生装置及具有该装置的CT设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及X射线技术领域，公开了一种光阴极分布式X射线发生装置，其包括：电子发射单元，其包括驱动光源、光学组件以及光阴极，光学组件对驱动光源发射的光线进行反射、聚焦和角度调制，光阴极受到光学组件角度调制的光线激发后在光阴极不同的位置发射电子；阳极靶；真空容器；控制系统，其分别与驱动光源和光学组件连接；其中，驱动光源发射的光线，经过光学组件角度调制后照射到光阴极上不同的位置，以按照预定顺序变换阳极靶上焦点位置。本发明专利技术提供的X射线发生装置无需移动光源就能产生多个视角的X射线从而提高检查效率，且可靠性和稳定性高。本发明专利技术还公开了一种光阴极分布式X射线发生系统以及CT设备。

Photocathode distributed X ray generating device and CT device with the same

The present invention relates to the technical field of X ray, discloses a distributed X photo cathode ray generating device, which comprises an electron emission unit includes a driving light source, optical components and optical components of the photocathode, reflection, focusing and angle adjusting for driving light source light emitted by the photocathode by optical component angle modulated light the emitted electrons in the photocathode of different position; anode; vacuum vessel; control system, which are respectively connected with the driving light source and optical components; wherein, the light emitted by light source drive, optical component angle modulated irradiation to the photocathode of different positions, according to predetermined sequence on the anode target focus position transformation. The X ray generating device provided by the invention can generate X rays with multiple viewing angles without moving the light source, thereby improving inspection efficiency and high reliability and stability. The invention also discloses a photocathode distributed X ray generation system and a CT device.

【技术实现步骤摘要】
光阴极分布式X射线发生装置及具有该装置的CT设备
本专利技术涉及X射线
，特别涉及一种光阴极分布式X射线发生装置，以及包含该光阴极分布式X射线发生装置的X射线发生系统，以及包含该X射线发生系统的CT设备。
技术介绍
X射线在工业无损检测、安全检查、医学诊断和治疗等领域具有广泛的应用。特别是，利用X射线的高穿透能力制成的X射线透视成像设备在人们日常生活的方方面面发挥着重要作用。这类设备早期的是胶片式的平面透视成像设备，目前的先进技术是数字化、多视角并且高分辨率的立体成像设备，例如CT(computedtomography)，可以获得高清晰度的三维立体图形或切片图像，是先进的高端应用。在现有的CT设备中，X射线发生装置需要在滑环上运动，为了提高检查速度，通常X射线发生装置的运动速度非常高，导致设备整体的可靠性和稳定性降低，此外，受运动速度的限制，CT的检查速度也受到了限制，因此检查效率较低。另外，此类设备的X射线源在滑环上运动，导致等效的X射线源焦点变大，从而使得的成像的图片存在运动伪影，清晰度差，对一些较小的违禁品存在漏检的可能性。并且此类设备只能检查静止(或者缓慢运动)的物体，对于运动的物体，几乎无法成三维立体图。采用碳纳米管做为冷阴极，并且对冷阴极进行阵列排布，利用阴极栅极间的电压控制场发射，从而控制每一个阴极按顺序发射电子，在阳极上按相应顺序位置轰击靶点，成为分布式X射线源。但是，存在生产工艺复杂、碳纳米管的发射能力与寿命不高的不足之处。采用热阴极作为电子发射单元，并且对热阴极进行阵列排布，利用热阴极栅极间的电压控制电子的发射，从而控制每一个阴极按顺序发射电子，在阳极上按相应顺序位置轰击靶点，成为分布式X射线源。但是，存在生产工艺复杂、阴极热管理复杂的不足之处。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的一个目的是提供一种光阴极分布式X射线发生装置，该X射线发生装置无需移动光源就能产生多个视角的X射线源从而提高检查效率和图像清晰度，且可靠性和稳定性高。本专利技术的另一个目的是提供一种包含上述光阴极分布式X射线发生装置的光阴极分布式X射线发生系统。本专利技术的再一个目的是提供一种包含光阴极分布式X射线发生系统的CT设备。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光阴极分布式X射线发生装置，其中，包括：电子发射单元，该电子发射单元包括驱动光源、光学组件以及光阴极，所述驱动光源用于发射光线，所述光学组件用于对所述驱动光源发射的光线进行反射和角度调制，所述光阴极受到所述光学组件反射和角度调制后的光线的激发后发射电子；阳极靶，该阳极靶受到光阴极发射的电子束的轰击而产生X射线；真空容器，该真空容器用于封装光阴极及阳极靶，在真空容器上设置有用于透过光线的光线入射窗和用于透过X射线的X射线出射窗；控制系统，该控制系统分别与电子发射单元的驱动光源和光学组件连接；其中，驱动光源发射的光线，经过光学组件反射和角度调制后，透过光线入射窗而按照预定顺序照射到光阴极上不同的位置，使得所述光阴极在不同的位置发射电子，以按照预定顺序变换阳极靶上的焦点位置，从而在所述阳极靶上不同的位置发射X射线。其中，所述光学组件为高速扫描振镜。其中，所述高速扫描振镜包括振镜镜片，与振镜镜片连接并带动振镜镜片运动的高速扭摆电机，与高速扭摆电机连接用于控制高速扭摆电机的频率和角度的伺服控制系统，用于实时监测振镜镜片的频率和扫描角度的位置传感器，以及从所述位置传感器获取振镜镜片的频率和扫描角度并反馈给伺服控制系统的负反馈系统。其中，还包括位于真空容器内的补偿电极，用于给光阴极提供合适的场强。其中，还包括位于真空容器内的聚焦电极，用于对所述光阴极产生的电子束进行聚焦。其中，所述光阴极与阳极靶之间接有高压，所述高压接法为光阴极接地，阳极靶接正高压。其中，所述光阴极与阳极靶之间接有高压，所述高压接法为阳极靶接地，光阴极接负高压。本专利技术还公开了一种光阴极分布式X射线发生系统，其包括多个上述的光阴极分布式X射线发生装置。其中，多个所述光阴极分布式X射线发生装置呈直线排列或圆形排列。本专利技术还公开了一种CT设备，其包括上述的光阴极分布式X射线发生系统。(三)有益效果本专利技术提供的光阴极分布式X射线发生装置，通过改变光学组件的扫描角度来调制光线的入射角，使得光线按照预定顺序打在光阴极上不同的位置，从而间接改变阳极靶上焦点的位置，使得该分布式X射线发生装置无需移动光源就能产生多个视角的X射线，从而提高检查效率和图像清晰度，该装置结构简单、系统稳定、可靠性高。此外，该装置能够对小的违禁物品清晰地分辩出来；而且能够对运动的物体进行快速三维立体成像。附图说明图1为根据本专利技术的光阴极分布式X射线发生装置的一个实施例的结构示意图；图2为根据本专利技术的光阴极分布式X射线发生装置的另一个实施例的结构示意图；图3为根据本专利技术的光阴极分布式X射线发生装置的高速扫描振镜的工作示意图；图4为根据本专利技术的按照直线排布的光阴极分布式X射线发生系统的及其控制系统的示意图；图5为根据本专利技术的按照环形排布的光阴极分布式X射线发生系统的示意图；以及图6为根据本专利技术的光阴极分布式X射线发生系统的工作时序图。图中，100：激光器；110：高速扫描振镜；111：振镜镜片；112：伺服控制系统；113：高速扭摆电机；120：光阴极；130：阳极靶；140：真空室；150：激光；160：电子束；170：X射线；180：补偿电极；190：聚焦电极；200：补偿聚焦电源；210：高压电源；220：高压连接装置。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1示出了根据本专利技术的光阴极分布式X射线发生装置的一个优选实施例，如图1所示，该X射线发生装置包括电子发射单元、阳极靶130、真空容器140及控制系统(未示出)。其中，电子发射单元包括激光器100、高速扫描振镜110以及光阴极120。激光器100用于发射光线150，在该实施例中，激光器也可用其它发射光线的驱动光源代替，具体视光阴极120的材料而定；该高速扫描振镜110用于对驱动光源发射的光线150进行反射和角度调制，以使光线照射到光阴极120上不同的位置；光阴极120用于受到高速扫描振镜110反射和角度调制后的光线激发电子；阳极靶130受到光阴极120产生的电子束160的轰击而产生X射线170；该真空容器140用于封装光阴极120和阳极靶130，在真空容器140上设置有用于透过光线的光线入射窗和用于透过X射线170的X射线出射窗；控制系统分别与电子发射单元的激光器100和高速扫描振镜110连接，用于控制激光器100和高速扫描振镜110的协调工作，使得激光器100发射出的光线能够打在光阴极120上预先设定的位置；其中，激光器100发射的光线150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光阴极分布式X射线发生装置，其特征在于，包括：电子发射单元，该电子发射单元包括驱动光源、光学组件以及光阴极，所述驱动光源用于发射光线，所述光学组件用于对所述驱动光源发射的光线进行反射和角度调制，所述光阴极受到所述光学组件反射和角度调制后的光线的激发后发射电子；阳极靶，该阳极靶受到光阴极发射的电子束的轰击而产生X射线；真空容器，该真空容器用于封装光阴极及阳极靶，在真空容器上设置有用于透过光线的光线入射窗和用于透过X射线的X射线出射窗；控制系统，该控制系统分别与电子发射单元的驱动光源和光学组件连接；其中，驱动光源发射的光线，经过光学组件反射和角度调制后，透过光线入射窗并按照预定顺序照射到光阴极上不同的位置，使得所述光阴极在不同的位置发射电子，以按照预定顺序变换阳极靶上的焦点位置，从而在所述阳极靶上不同的位置发射X射线。

【技术特征摘要】
1.一种光阴极分布式X射线发生装置，其特征在于，包括：电子发射单元，该电子发射单元包括驱动光源、光学组件以及光阴极，所述驱动光源用于发射光线，所述光学组件用于对所述驱动光源发射的光线进行反射和角度调制，所述光阴极受到所述光学组件反射和角度调制后的光线的激发后发射电子；阳极靶，该阳极靶受到光阴极发射的电子束的轰击而产生X射线；真空容器，该真空容器用于封装光阴极及阳极靶，在真空容器上设置有用于透过光线的光线入射窗和用于透过X射线的X射线出射窗；控制系统，该控制系统分别与电子发射单元的驱动光源和光学组件连接；其中，驱动光源发射的光线，经过光学组件反射和角度调制后，透过光线入射窗并按照预定顺序照射到光阴极上不同的位置，使得所述光阴极在不同的位置发射电子，以按照预定顺序变换阳极靶上的焦点位置，从而在所述阳极靶上不同的位置发射X射线。2.如权利要求1所述的光阴极分布式X射线发生装置，其特征在于，所述光学组件为高速扫描振镜。3.如权利要求2所述的光阴极分布式X射线发生装置，其特征在于，所述高速扫描振镜包括振镜镜片，与振镜镜片连接并带动振镜镜片运动的高速扭摆电机，与高速扭摆电机连接用于控制高速扭摆电机的频率和角度的伺服控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐传祥，谭承君，黄文会，靳清秀，颜立新，杜应超，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11