一种电扫描式的X射线管制造技术

本实用新型专利技术公开一种电扫描式的X射线管，属于X射线技术领域。所述电扫描式的X射线管包括阴极组件、电聚焦偏转组件和阳极组件。阴极组件用于产生电子束并对电子束预聚焦；电聚焦偏转组件使电子束聚焦并产生不同程度的偏转，最终撞击在阳极组件的靶盘上的不同位置产生X射线，从而实现多焦点X射线源。在对物体进行辐射影像时，可以采取多组窄束X射线，有效降低了散射辐射的影响，提高图像的对比度和清晰度；又确保在整个视野角内均一的光学尺寸，保证图像均一的空间分辨率。该电扫描式的X射线管若应用在CT系统中，其在Z向采取多焦点X射线源进行辐射采样，可以有效地解决锥心束伪差的问题。

An Electric Scanning X-ray Tube

【技术实现步骤摘要】
一种电扫描式的X射线管
本技术涉及X射线
，特别涉及一种电扫描式的X射线管。
技术介绍
X射线管用以产生X射线，在医学诊断、安全检查和无损探伤等领域发挥着重要的作用。X射线管的基本原理是，其阴极灯丝加热激发出来的热电子，在阴阳极加速电场作用下撞击到靶盘。其中约1％的能量转化为X射线，而剩余约99％的能量转化为热能，导致受撞击部位温升很快。固定阳极X射线管中，电子持续撞击在同一位置，局部温升很快，可连续加载功率很低；旋转阳极X射线管采取阳极轴承带动阳极靶盘在真空管壳内高速旋转的方法，将热量分散到整个靶盘。在高真空条件下，靶盘上的热量主要是通过热辐射传递给真空管壳，再由流经管壳的冷却液将热量带走。旋转阳极X射线管相对固定阳极X射线管可连续加载功率提升很多。然而旋转阳极X射线管在工作中受限于其有限的热辐射传递效率，一方面在大功率长时间加载时，易造成靶盘或阳极轴承处滚珠过热，引发管芯打火或轴承卡死的现象，从而影响其寿命；另一方面导致两次放线之间需要大量的等待时间，影响了其所在整机系统的工作效率。传统X射线管通常只有一个X射线源，在对物体进行辐射影像时，X射线透过待测物体后，部分射线因发生康普顿效应而产生偏转，从而产生散射辐射，这部分散射辐射会叠加到X射线图像，降低了图像的对比度和清晰度；传统X射线管辐射成像时，其视野角边缘处有效光学焦点尺寸增大，易造成空间分辨率降低；另外，以CT(ComputedTomography，X射线计算机断层摄影)系统应用为例，随着Z方向(即扫描床行进方向)锥心束角增大，锥心束伪差愈加明显。锥心束伪差的本质原因是采样不足。CT图像重建是基于被测物体衰减系数的线积分。如图1所示，假设两个不同物体，一个是衰减系系数均匀的物体，另一个是剧烈变化但平均衰减系数与第一个物体相同。对于基于传统单射线源X射线管的锥心束CT系统，两者投影数据相同，从而导致了锥心束伪差。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电扫描式的X射线管，以解决
技术介绍
中出现的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种电扫描式的X射线管，包括：阴极组件，用于产生电子束以及预聚焦；电聚焦偏转组件，使电子束发生偏转并聚焦；阳极组件，用于接收电子束以及产生X射线。可选的，所述电聚焦偏转组件包括电四极透镜组、偏转极板组；所述阴极组件产生的电子束依次经过所述电四极透镜组和所述偏转极板组。可选的，所述电四极透镜组包括两个电四极透镜；所述电四极透镜由四个电极组成，相对两个电极的电位相同，相邻两个电极的电位相反。可选的，所述垂直偏转组件和水平偏转组件均是由两个极板组成，所述偏转极板组由垂直偏转组件和水平偏转组件构成，各组件均是由施加相反电位的两个极板组成。可选的，所述水平偏转组件中的两个极板采用单折板偏转器。可选的，所述阴极组件包括电子发射源、聚焦极和绝缘陶瓷；其中所述电子发射源位于所述聚焦极中，并且所述电子发射源的引脚通过所述绝缘陶瓷接出。可选的，所述电子发射源是由钨平板通过蚀刻或冲压工艺形成。可选的，所述阳极组件包括加速阳极、靶盘和管壳；所述阴极组件设置在所述加速阳极中，并且两者之间通过绝缘陶瓷进行密封绝缘；所述靶盘在所述管壳底部，所述管壳表面开设有窗口。可选的，所述管壳处接地，并采取水基冷却液进行冷却。可选的，所述水基冷却液的成份包括乙二醇、去离子水、防腐剂和防锈剂。在本技术中提供了一种电扫描式的X射线管，包括阴极组件、电聚焦偏转组件和阳极组件。所述阴极组件用于产生电子束并对电子束预聚焦；所述电聚焦偏转组件使电子束发生偏转并聚焦，最终撞击在所述阳极组件的靶盘上发射出X射线。所述电聚焦偏转组件使电子束在水平和垂直方向上进行不同程度偏转，从而撞击在靶盘上的不同位置并产生X射线，实现多焦点X射线源。在对待测物体进行辐射影像时，采取多组窄束X射线，既有效地降低了散射辐射的影响，提高图像的对比度和清晰度；又确保在整个视野角内均一的光学尺寸，保证了图像均一的空间分辨率。该电扫描式的X射线管若应用在CT系统中，其在Z向采取多焦点X射线源进行辐射采样，可以有效地解决锥心束伪差的问题。附图说明图1是传统基于单射线源X射线管的锥心束CT系统对物体投影的示意图；图2(a)和图2(b)是本技术实施例一提供的电扫描式的X射线管的结构示意图；图3是本技术实施例一提供的电四极透镜的结构示意图；图4是本技术实施例一提供的垂直偏转组件和水平偏转组件的结构示意图；图5是本技术实施例二提供的电四极透镜的结构示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的一种电扫描式的X射线管作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。实施例一本实施例一提供了一种电扫描式的X射线管，其结构如图2(a)所示。所述电扫描式的X射线管包括阴极组件、电聚焦偏转组件和阳极组件。所述阴极组件用于产生电子束并对电子束预聚焦；电子束进入漂移通道后在所述电聚焦偏转组件的作用下，产生偏转并聚焦，最终撞击在所述阳极组件的靶盘上，并发射出X射线。具体的，请同时参阅图2(a)和图2(b)，所述阴极组件包括电子发射源1、聚焦极2和绝缘陶瓷3；其中所述电子发射源1位于所述聚焦极2中，从电子发射源1发射出来的电子束受到所述聚焦极产生的聚焦电场作用而产生初步聚焦。所述电子发射源1的引脚通过所述绝缘陶瓷3引出到真空管壳外。进一步的，所述电子发射源1是钨材质的平板灯丝，该平板灯丝由钨平板通过蚀刻工艺或冲压工艺形成；所述电子发射源1也可使用储备式阴极或六硼化镧阴极等。具体的，所述电聚焦偏转组件包括电四极透镜组、偏转极板组。所述阴极组件产生的电子束依次经过所述电四极透镜组和所述偏转极板组。进一步的，所述电四极透镜组包括两个电四极透镜4；所述电四极透镜4由四个电极(电极41，电极42，电极43，电极44)组成。以通过的电子束电位为参考，相对两个电极的电位相同，相邻两个电极的电位相反。如图3所示，电极41和电极43处于同一电位，对其施加正电压；电极42和电极44处于同一电位，对其施加负电压，四个电极产生如图3中虚线箭头的电场，经过该电四极透镜的电子束，将受该电场影响，在水平方向上发散，在垂直方向上汇聚。在所述电扫描式的X射线管中有两个电四极透镜4，两个电四极透镜中的其中一个电四极透镜相对于另一个旋转90°，使两个电四极透镜的相同位置处电极的电位相反。假设电四极透镜组中，图3所示的电四极透镜在前作为第一个电四极透镜，则经过该电四极透镜组的电子束在水平方向上先发散后汇聚，在垂直方向上先汇聚后发散。其原理为：若第一个电四极透镜的焦距为f1，第二个电四极透镜的焦距为f2，两个电四极透镜间距为s，则该电四极透镜组在水平方向上的焦距Fh近似为：在垂直方向上的焦距Fv近似为：通过改变电四极透镜的电极所加电位即可调整两个电四极透镜的焦距f1和f2，进而调整电四极透镜组在水平方向上的焦距Fh和垂直方向上的焦距Fv。在电子束对整个靶盘的扫描过程中，电子束由于偏转角度不同导致行进距离不同。传统聚焦系统因其焦距固定，导致在靶盘的不同位置产生不同的聚焦效果。本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电扫描式的X射线管，其特征在于，包括：阴极组件，用于产生电子束以及预聚焦；电聚焦偏转组件，使电子束发生偏转并聚焦；阳极组件，用于接收电子束以及产生X射线；所述电聚焦偏转组件包括电四极透镜组、偏转极板组；所述阴极组件产生的电子束依次经过所述电四极透镜组和所述偏转极板组。

【技术特征摘要】
1.一种电扫描式的X射线管，其特征在于，包括：阴极组件，用于产生电子束以及预聚焦；电聚焦偏转组件，使电子束发生偏转并聚焦；阳极组件，用于接收电子束以及产生X射线；所述电聚焦偏转组件包括电四极透镜组、偏转极板组；所述阴极组件产生的电子束依次经过所述电四极透镜组和所述偏转极板组。2.如权利要求1所述的电扫描式的X射线管，其特征在于，所述电四极透镜组包括两个电四极透镜；所述电四极透镜由四个电极组成，相对两个电极的电位相同，相邻两个电极的电位相反。3.如权利要求1所述的电扫描式的X射线管，其特征在于，所述偏转极板组由垂直偏转组件和水平偏转组件构成，各组件均是由施加相反电位的两个极板组成。4.如权利要求3所述的电扫描式的X射线管，其特征在于，所述水平偏转组件中的两个极板采用单折板偏转器。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶华伟，曹红光，王啸，方奇，
申请(专利权)人：麦默真空技术无锡有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32