X射线管制造技术

本发明专利技术涉及一种X射线管，其用于X射线分析。该X射线管包括阳极和阴极，阳极具有靶表面。阴极包括发射回路。发射回路围绕穿过阳极的轴线延伸，并且阴极和阳极沿着该轴线彼此间隔开。从阴极发射的电子辐照阳极的靶表面以产生X射线。X射线管还包括电子束导向件。电子束导向件被构造为引导由阴极发射的电子，以便辐照阳极的区域。受辐照区域由单个边界包围。

【技术实现步骤摘要】
X射线管专利
本专利技术涉及一种X射线管。专利技术背景X射线是由X射线源生成的，X射线源通常是包括阴极和阳极的真空管的形式(即，X射线管)。来自阴极的电子通过电场朝向阳极加速，并在与阳极碰撞时生成X射线。这些X射线通过窗口从X射线管离开。高电压(例如，在1kV至100kV的范围内)被施加到阳极，同时阴极保持接地。也就是说，在X射线管的阳极和阴极之间存在高电位差。与从阴极射出并被导向阳极的电子束相关联的电流称为发射电流。一般来说，发射电流越高，每单位时间被导向阳极的电子数量就越高。受来自阴极的电子辐照的阳极区域称为X射线管的“焦斑”。在一些X射线分析应用中，特别是需要高分辨率的应用中，优选具有小的焦斑。一般来说，较小的焦斑具有较高的亮度，并且可以在X射线分析装置中用于在检测器处实现相对高的效率。通常，当需要小的焦斑时，提供包括盘绕钨丝的X射线管。通过电阻加热(resistivelyheating)灯丝，电子通过热离子发射从阴极发射。当在低的高压设置(lowhigh-voltagesettings)(例如，低于10kV)下工作时，这些X射线管往往具有较差的光谱稳定性。为了在低的高压设置下使功率最大化，必须增大施加到灯丝的电流(从而增大发射电流)。然而，这增加了从灯丝蒸发并沉积在阳极上的钨的量，这会阻止阳极发射X射线。这会降低X射线管的光谱稳定性。在一些其他应用中，已经使用了包括有涂层的发射回路的X射线管。包括发射回路的X射线管以前只用于不需要高分辨率的应用，因为这些回路产生大的、环形形状的焦斑。期望提供一种小的X射线管，其能够在提供小的焦斑、在低的高压设置下的高发射电流和良好的光谱稳定性(即，低输出漂移)方面实现良好的性能。专利技术概述根据本专利技术的方面，提供了一种X射线管，该X射线管包括：用于发射X射线的阳极，该阳极具有靶表面；阴极，其包括用于发射电子的发射回路，其中，发射回路围绕穿过阳极的轴线延伸，并且阴极和阳极沿着该轴线彼此间隔开；以及电子束导向件，其被构造为使得由发射回路发射的电子辐照阳极的靶表面的区域，其中，受到电子辐照的靶表面的区域由单个边界包围。电子束导向件被构造成影响电子从阴极到阳极的轨迹，使得电子辐照阳极的“实心”区域，而不是“中空”区域。更正式地说，电子束辐照由单个边界包围的区域，而不是由两个分离的边界包围的区域(例如，环形是由两个分离的边界包围的区域)。这种布置便于使用发射回路来辐照阳极的小区域。同时，阴极的灯丝是发射回路，而不是常规的盘绕钨丝。提供这种布置可以使X射线管能够在高发射电流下工作，同时对X射线管的输出稳定性影响最小。阳极的受辐照区域的最大线性尺寸可以在0.1mm至2.0mm之间，优选地在0.9mm至1.5mm之间。如果受辐照区域是圆形的，则受辐照区域的直径可以在0.1mm至2.0mm之间，优选地在0.9mm至1.5mm之间。X射线管还可以包括在阳极和发射回路之间的第一壁部，其中，第一壁部形成环(ring)，该环围绕轴线延伸。在一些实施例中，环被布置成阻断从发射回路到阳极的至少一条直接视线，使得在使用中由发射回路发射的电子从发射回路沿着弯曲轨迹行进到阳极。在使用中，由发射回路发射的电子朝向阳极加速。第一壁部阻断从发射回路到阳极的最短路径，使得电子采取弯曲轨迹。阳极和发射回路沿轴线彼此间隔开，使得第一壁部部分地阻挡阳极。这种布置有助于避免“中空”焦斑的形成。提供这种布置促进小的、实心焦斑的形成。轴线穿过由第一壁部包围的区域的中心。在一些实施例中，环包括面向发射回路的倾斜外表面，并且该外表面相对于轴线是倾斜的，以便在外表面和轴线之间限定在30度至60度之间的角度，并且优选地，其中，该角度在40度至50度之间。在一些实施例中，第一壁部的外表面限定以轴线为中心的截头圆锥形表面。在一些实施例中，X射线管还包括封闭阳极和阴极的外壳，并且第一壁部与外壳一体形成。第一壁部形成外壳的内壁的一部分。替代地，第一壁部可以与外壳分离。在一些实施例中，发射回路围绕外壳的纵向轴线延伸。在这些实施例中，纵向轴线穿过阳极的靶表面。在一些实施例中，发射回路的中心在轴线上，并且靶表面与从发射回路上的点延伸穿过靶表面中心的直线之间的角度在30度至60度之间。优选地，该角度在40度至50度之间。阳极的靶表面与发射回路的中心之间的距离等于或小于10mm。在一些实施例中，发射回路的周长大于阳极的靶表面的周长。在一些实施例中，X射线管还包括围绕轴线延伸的第二壁部，其中，发射回路布置在第一壁部和第二壁部之间，并且第二壁部包括倾斜的内表面，该内表面限定锥形体积，该锥形体积沿着轴线在远离阳极、远离阳极的靶表面的方向上逐渐变窄。第二壁部的内表面的形状有助于形成对称的焦斑。锥形体积在从阳极朝向发射回路的方向上逐渐变窄。第二壁部的内表面可以限定以轴线为中心的截头圆锥形表面。在一些实施例中，X射线管还包括用于允许X射线离开X射线管的窗口，其中，阳极、发射回路和窗口沿着轴线间隔开。在一些实施例中，X射线管还包括第三壁部，其中，第三壁部是环形的，并且轴线延伸穿过该环形部的中心。在一些实施例中，环形部包括面向阳极的内表面，其中，内表面在与阳极的靶表面平行的平面中延伸。在一些实施例中，发射回路在沿着轴线的方向上被布置在第三壁部和阳极之间。环形部可以围绕X射线管的窗口延伸。发射回路和第三壁部以穿过阳极的靶表面的轴线为中心。在一些实施例中，阴极包括：难熔金属制成的第一导线，其在第一端和第二端之间延伸，该第一导线形成(comprise)发射回路；难熔金属制成的第二导线的螺旋部，其围绕第一导线延伸并覆盖第一导线；以及涂层，其覆盖第二导线的螺旋部，该涂层具有低于4eV的逸出功。涂层可以降低发射回路能够通过热离子发射来发射电子时处于的温度。提供这种阴极可以有助于确保X射线管可以在高发射电流下工作，同时对X射线管的输出稳定性影响最小。在一些实施例中，涂层是氧化钡涂层。在本专利技术的方面中，提供了一种X射线管，该X射线管包括：阳极，其用于发射X射线，该阳极具有靶表面；阴极，其包括用于发射电子的发射回路11，其中，发射回路围绕穿过阳极的轴线延伸，并且阴极和阳极沿着该轴线10彼此间隔开；以及电子束导向件，其包括在阳极和发射回路之间的第一壁部19，其中，第一壁部形成环，该环围绕轴线延伸，其中，该环被布置成阻断从发射回路到阳极的至少一条直接视线，使得在使用中由发射回路发射的电子从发射回路沿着弯曲轨迹行进到阳极。电子束导向件被构造成影响电子从阴极到阳极的轨迹，使得电子辐照阳极的“实心”区域，而不是“中空”区域。更正式地说，电子束辐照由单个边界包围的区域，而不是由两个分离的边界包围的区域(例如，环形是由两个分离的边界包围的区域)。这种布置便于使用发射回路来辐照阳极的小区域。同时，阴极的灯丝是发射回路，而不是常规的盘绕钨丝，这可以使X射线管能够在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线管，包括：/n阳极，其用于发射X射线，所述阳极具有靶表面；/n阴极，其包括用于发射电子的发射回路，其中，所述发射回路围绕穿过所述阳极的轴线延伸，并且所述阳极和所述阴极沿着所述轴线彼此间隔开；以及/n电子束导向件，其被构造为使得由所述发射回路发射的电子辐照所述阳极的所述靶表面的区域，其中，受到电子辐照的所述靶表面的所述区域由单个边界包围。/n

【技术特征摘要】
20181231 EP 18215994.71.一种X射线管，包括：
阳极，其用于发射X射线，所述阳极具有靶表面；
阴极，其包括用于发射电子的发射回路，其中，所述发射回路围绕穿过所述阳极的轴线延伸，并且所述阳极和所述阴极沿着所述轴线彼此间隔开；以及
电子束导向件，其被构造为使得由所述发射回路发射的电子辐照所述阳极的所述靶表面的区域，其中，受到电子辐照的所述靶表面的所述区域由单个边界包围。


2.根据权利要求1所述的X射线管，还包括在所述阳极和所述发射回路之间的第一壁部，其中，所述第一壁部形成环，所述环围绕所述轴线延伸。


3.根据权利要求2所述的X射线管，其中，所述环被布置成阻断从所述发射回路到所述阳极的至少一条直接视线，使得在使用中由所述发射回路发射的电子从所述发射回路沿着弯曲轨迹行进到所述阳极。


4.根据权利要求3所述的X射线管，其中，所述环包括面向所述发射回路的倾斜外表面，并且所述外表面相对于所述轴线倾斜，以便在所述外表面和所述轴线之间限定在30度至60度之间的角度，并且优选地，其中所述角度在40度至50度之间。


5.根据权利要求2至4中的任一项所述的X射线管，其中，所述第一壁部的外表面限定以所述轴线为中心的截头圆锥形表面。


6.根据权利要求2至5中的任一项所述的X射线管，还包括封闭所述阳极和所述阴极的外壳，并且所述第一壁部与所述外壳一体形成。


7.根据任一前述权利要求所述的X射线管，其中，所述发射回路的中心在所述轴线上，并且从所述发射回路上的点延伸穿过所述靶表面的中心的直线与所述靶表面之间的角度在30度至60度之间。


8.根据任一前述权利要求所述的X射线管，其中，所述发射回路的周长大于所述阳极的所述靶表面的周长。


9.根据权利要求2至8中的任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚普·范奥什，简皮耶特·陈，
申请(专利权)人：马尔文帕纳科公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL