带屏蔽部件的X射线发生器制造技术

本公开涉及了一种X射线发生器，包括：用于产生并发送电子至X射线发生器的真空区域的阴极和用于接收电子并产生X射线的阳极，包括：位于阴极端的绝缘体；以及屏蔽部件，设置于阳极与绝缘体之间的真空区域，屏蔽由绝缘体、真空区域以及与绝缘体接近或接触的阴极高电压区所形成的结合区域，屏蔽部件进一步设置于由绝缘体向真空区域出射的自由电子的路径上，以吸收或遮挡自由电子。屏蔽部件遮挡或吸收了位于绝缘体、真空区域与阴极高压区之间形成的结合区域的，在电场作用下由绝缘体出射的自由电子，从而避免自由电子在真空区域内自由轰击而造成真空度的破坏，增强了X射线发生器的使用寿命和图像的稳定度。

【技术实现步骤摘要】
带屏蔽部件的X射线发生器
本专利技术涉及医疗器械
，特别是涉及一种X射线发生器。
技术介绍
X射线发生器是一种将电源输入转换为X射线的真空管。可利用的X射线的可控源造就了放射新成像技术的诞生，即一种对部分不透明的物体通过穿透的射线进行成像。与其它离子辐射源不同，X射线只有当X射线发生器通电后产生。X射线发生器被广泛使用于计算机断层扫描(CT)设备，X射线衍射设备，X射线医学影像成像设备以及工业探伤领域。由于高性能的CT扫描设备和血管造影系统的持续增长的需求，驱动着高性能的医用X射线发生器的发展。X射线发生器中使用的真空管包括一用于将电子发射到真空的阴极灯丝，以及一用于接收被发射电子并产生X射线的阳极，从而在X射线发生器中形成被称为线束的电子流。提供被称为管电压的高电压电源连接于阳极与阴极灯丝之间，以将电子加速。管电压或X射线发生器的阴极与阳极之间施加的电压通常在30至200千伏之间。X射线发生器的阴极结构通常采用玻璃-金属组件或陶瓷-金属组件配合，在阴极灯丝通电后由阴极与阳极间的高压下灯丝激发电子并在强电场作用下高速轰击阳极靶区域，阳极靶区域的金属原子外层的价电子在高能电子轰击下脱离原子核而产生二次电子，随即部分二次电子反弹回阴极区域并杂散分布于真空区域。
技术实现思路
有鉴于此，本公开一方面提出了一种X射线发生器，包括：用于产生并发送电子至所述X射线发生器的真空区域的阴极和用于接收所述电子并产生X射线的阳极，通过遮挡阴极端的阴极绝缘体、真空区域以及在阴极端的高电压条件下由形成的局部发射场区域产生的二次电子在真空区域内扩散，从而产生二次电子发射雪崩现象。该X射线发生器包括：位于阴极端的绝缘体；以及屏蔽部件，设置于所述阳极与所述绝缘体之间的真空区域，屏蔽由所述绝缘体、所述真空区域以及与所述绝缘体接近或接触的阴极高电压区之间交界所形成的结合区域，所述屏蔽部件进一步设置于由所述绝缘体向所述真空区域出射的自由电子的路径上，以至少吸收或遮挡所述自由电子。可选地，该X射线发生器的所述阴极端包括阴极金属部以作为所述阴极高电压区。可选地，该X射线发生器的所述屏蔽部件包括第一屏蔽部件，所述第一屏蔽部件被构造为对所述绝缘体向所述真空区域出射的自由电子的最短路径进行遮挡的曲面。可选地，该X射线发生器的所述绝缘体在位于所述真空区域的表面形成凸的倾斜面，所述第一屏蔽部被构造为在相对靠近所述结合区域的近端呈扩张状，且向相对远离所述结合区域的远端呈渐进收敛状以形成敞口部。可选地，该X射线发生器的所述第一屏蔽部分别与所述绝缘体和/或所述结合区域保持不被电势差击穿的空间距离。可选地，该X射线发生器的所述第一屏蔽部还被构造成双曲面状。可选地，该X射线发生器的所述屏蔽部件还包括一面向并平行于阳极或阳极靶面设置的第二屏蔽部，以遮挡或吸收自所述阳极反射的自由电子，所述第二屏蔽部与所述第一屏蔽部之间连接。可选地，该X射线发生器的所述第二屏蔽部相对设置于所述结合区域远端的位置，使所述第二屏蔽部与所述第一屏蔽部的远离所述结合区域的一端连接。可选地，该X射线发生器的所述屏蔽部件还包括一作为所述第一屏蔽部连接至所述第二屏蔽部的过渡部分的第三屏蔽部，使所述第三屏蔽部还构造有弯折面，且所述弯折面之间形成平缓过渡的倒角。可选地，该X射线发生器的所述屏蔽部件由不锈钢合金制成，且所述屏蔽部件的表面经电抛光处理。可选地，该X射线发生器所述屏蔽部件通过焊接固定于阴极组件和/或阴极的金属壳体。可选地，该X射线发生器的所述屏蔽部件通过一导线进行接地。本公开所提供的X射线发生器的一个优势在于，在面向阴极端的阴极绝缘体、阴极高压区或阴极端一定的电场条件区以及与真空区域的结合区域位置设置了屏蔽部件，以遮挡或吸收于阴极绝缘体与真空区域的结合区域之间在电场作用下，使阴极绝缘体的表面释放出自由电子，从而减少X射线发生器内因曝光而产生闪络现象，减少因场发射效应而激发的二次电子对X射线发生器内的真空度造成的破坏，从而增加X射线发生器的使用寿命与提高X射线图像的质量和稳定性。另一个优势在于，通过将屏蔽部件在面向阴极绝缘体与真空区域的结合区域设置了具有敞口部的第一屏蔽部，该敞口部相对于结合区域的近端呈扩张状，并相对于结合区域的远端呈渐进收敛状，以增加一定电场条件下对产生于阴极绝缘体与真空区域的结合区域的自由电子的吸收面积。另一个优势在于，通过对屏蔽部件提供一面向并平行于阳极或阳极靶面设置的第二屏蔽部以阻挡来自阳极或阳极靶面反射的自由电子或二次电子，且第一屏蔽部与第二屏蔽部之间的连接还具有过渡部分作为第三屏蔽部，第三屏蔽部被构造有弯折面，且在弯折面之间形成平缓过渡的倒角或平缓的圆角，进一步增大了屏蔽部件的表面积从而在电荷积聚情况下有效降低面电荷密度，弱化第三屏蔽部的弯折区的电场强度。另一个优势在于，通过在屏蔽部件还通过一导线进行接地，避免使二次电子对X射线发生器内部部件的轰击，包括作为X射线发生器的金属壁、阳极或阳极靶面等，并附着于X射线发生器内金属件或绝缘体部件上造成后续的闪络现象。附图说明下面将通过参照附图详细描述本公开的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图中：图1为示出根据一个示例性实施例的带有屏蔽部件的X射线发生器的结构示意图；图2为示出根据一个示例性实施例的屏蔽部件与阴极绝缘体之间的A处的局部放大示意图；图3为示出根据一个示例性实施例的阴极绝缘体、阴极端金属与真空区域之间形成场发射的原理示意图。其中，附图标记如下：100X射线发生器101阳极/阳极靶面103阴极端/阴极组件105阴极头/阴极灯丝107绝缘体109金属1091金属壳体1092金属环111屏蔽部件1111第一屏蔽部1113第二屏蔽部1115第三屏蔽部T结合区域/阴极三联区具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本专利技术相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。在X射线发生器内存在真空-固体绝缘结构，在阴极和阳极间电场作用下沿着固体绝缘表面通常会产生电子释放并且容易产生(稀薄)气体的破坏性放电，即闪络现象。不同的绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种X射线发生器(100)，包括：用于产生并发送电子至所述X射线发生器(100)的真空区域的阴极和用于接收所述电子并产生X射线的阳极(101)，其特征在于，还包括：/n位于阴极端(103)的绝缘体(107)；以及/n屏蔽部件(111)，设置于所述阳极(101)与所述绝缘体(107)之间的真空区域，屏蔽由所述绝缘体(107)、所述真空区域以及与所述绝缘体(107)接近或接触的阴极高电压区之间交界所形成的结合区域(T)，所述屏蔽部件(111)进一步设置于由所述绝缘体(107)向所述真空区域出射的自由电子的路径上，以至少吸收或遮挡所述自由电子。/n

【技术特征摘要】
1.一种X射线发生器(100)，包括：用于产生并发送电子至所述X射线发生器(100)的真空区域的阴极和用于接收所述电子并产生X射线的阳极(101)，其特征在于，还包括：
位于阴极端(103)的绝缘体(107)；以及
屏蔽部件(111)，设置于所述阳极(101)与所述绝缘体(107)之间的真空区域，屏蔽由所述绝缘体(107)、所述真空区域以及与所述绝缘体(107)接近或接触的阴极高电压区之间交界所形成的结合区域(T)，所述屏蔽部件(111)进一步设置于由所述绝缘体(107)向所述真空区域出射的自由电子的路径上，以至少吸收或遮挡所述自由电子。


2.根据权利要求1所述的X射线发生器(100)，其中，所述阴极端(103)包括阴极金属部作为所述阴极高电压区。


3.根据权利要求1所述的X射线发生器(100)，其中，所述屏蔽部件(111)包括第一屏蔽部(1111)，所述第一屏蔽部(1111)构造为对所述绝缘体(107)向所述真空区域出射的自由电子的最短路径进行遮挡的曲面。


4.根据权利要求3所述的X射线发生器(100)，其中，所述绝缘体(107)在位于所述真空区域的表面形成凸的倾斜面，所述第一屏蔽部(1111)被构造为在相对靠近所述结合区域(T)的近端呈扩张状，而向相对远离所述结合区域(T)的远端呈渐进收敛状以形成敞口部。


5.根据权利要求3所述的X射线发生器(100)，其中，所述第一屏蔽部(1111)分别与所述绝缘体和/或所述结合区域(T)保持不被电势差击穿的空间距离。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴润，刘灿彬，
申请(专利权)人：西门子爱克斯射线真空技术无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32