一种X射线管制造技术

一种Ｘ射线管，特别是一种由对机械结构进行调节控制而产生脉冲式Ｘ射线的Ｘ射线管，其特征在于：其结构是由阳极、阴极、阴极外部罩有的转盘式脉冲门或快门式脉冲门、管壳等组成。

【技术实现步骤摘要】
技术范围本专利技术属于一种X射线管特别是一种用对机械结构来调控X射线管电流，以实现脉冲X射线的脉冲式X射线管技术背景X射线技术无论是应用在工业分析、探伤和医学的治疗诊断，其整机电源都需要很高的电压(10KV～450KV)和很大的电动率(5KW～50KW)。并且为求射线感光的时间缩短和减小探测周期，常采用提高阳极电压的方式来增强射线强度。但它有很多副作用，如造成X射线管成本提高、高压供电系统的防护、绝缘、容量的等级提升、结构复杂、造价增加，等等。近来由于探测器性能的改进和提高、时间和速度的增强，进而使射线接收的功能效率提高，加之数字电路及智能化技术应用，使得对射线参数接收的速率大大提高。故对射线源的放射时间已可在10-1～10-5秒内满足测试或接收的要求。即X射线源只要有10-1～10-5的X射线的“脉冲宽度”，就能满足要求。这样，若应用脉冲式射线技术，会很明显地带来两个好处使瞬间X射线强度加大，有时会有同电耗情况连续性射线的几倍，十几倍；以及电耗的大幅降低，有时为同射线强度中连续供电的1/3甚至1/10以下。所以人们一直在探求并力图完善脉冲X射线技术及其应用。但既往的技术有如下缺欠首先由于X射线源电压特高，其电流性质又有阴极的热电子放射的特点，所以，为要形成X射线的脉冲形式，而采用开关周期切断阳极高压或者是切断阴极加热电源的方法都行不通。所以，在上个世纪50年代起已有类似于电子三极管中应用栅极即控制极的技术，以控制或调节通至阳极的电子数量，来调节X射线强度，并且沿用至今。这种方式甚至还可认为已是非常成熟。常见型式如图1所示，A为电子三极管式X射线管阳极靶、K为电子三极管式X射线管的阴极、G为电子三极管式X射线管栅极。此种结构的缺欠是首先为了对阴极电子实现“截流”，在控制极上要加很高的负电压VG，以抵消阳极的超高压正电场对阴极电子的作用，比如至少要有阳极电压的1/10～1/3。一般地说要有2KV～50KV；其次，X射线管的高压供电，习惯上是阳极接地为“0”。或中点接地为“0”，这就是说控制电压VG，相对于阳极供电电源至少位于阳极电压的一半的电位上，而这个VG的调控，必须在操作台上控制或去实施“人机对话”，所以必须要有一个高压绝缘的变压器，而不管它是用高频还是工频。这是高压隔离问题。其次是X射线的脉冲宽度的控制，即脉冲占空比的控制以及频率的控制，等等。这些参数控制都必须经过同样安全隔离后的数字模拟转换才能实现，因此很容易理解它的结构的复杂性和成本的提高程度。第三，是设备与器件的兼容性差。在该型X射线管中，阳极与阴极之间加一个栅极，所以各极之间都必须有一个相应的距离，以保证各极间的耐压。这必然导致管体变形，所以对既往整机就不能很容易兼容配用。第四是附加电源消耗。专利技术的内容为了克服上述的电场调控的脉冲式X射线管的这些缺欠，本专利技术提出了一种基本上用对机械结构运作来调控阴极电子束，进而实现脉冲式X射线的机械调控的脉冲式X射线管。本专利技术主要由阳极、阴极、脉冲门和管壳四部分组成。其阳极、阴极和管壳结构及类型完全相同于既往的X射线管的同种部件结构，脉冲门的作用与三极管式X射线管中控制极的作用相同，但脉冲门对电子束的调控作用不是完全靠负电位的高压，而是靠一个与阴极基本同电位的机械门的完全封闭或完全开放，来实现对X射管电流的截流与通流，即实现了X射线的脉冲形成。一种简单的结构是在阳极、阴极之间设有一个转盘，在转盘处于阳极、阴极相对位置上设有一个小的开口，当此开口处于阳极、阴极之间时，有电流通过，其它位置则因封锁而截流。这样，转盘的旋转造成电流的通断周期，即产生X射线的脉冲周期，开口占圆周中角度比例即为X射线的脉冲占空比。脉冲门从结构上约有三种，转盘式固定开角的结构，转盘式可调节开角的结构，快门式开闭门结构。除固定开角的结构外，其它方式的开角大小，时间长短，均由管壳外部的电磁部件调控，都属低电压操作。此种结构具有如下优点第一，它不需要有附加的原来用于控制栅极的调控电源。从而减化了供电系统的结构。第二，所有的控制部件，包括对脉冲射线宽度、脉冲射线频率等功能的调控都是低压运作，所以不需要高压隔离、电参数变换、变换后参数的高压/低压传输等等，所以能大幅度简化结构，降低成本，提高可靠性。第三，由于本专利技术设计的管型结构特点，它很相近于既往的管型结构，因此在整机结构的吻合上，或者说在部件的兼容性上，很容易协调、配用。第四，它可配装多个阴极或多个阴极、阳极的组对，从而很容易实现使用寿命的几倍提高，或者是用于产生多个输出点的X射线，从而能同时进行多点、多位或多种对象的检测、分析或动态显像，如口岸多道检查等。 附图说明图1由电场调控的电子三极管式脉冲X射线管的电原理图。图2一种固定阳极的机械调控脉冲式X射线管示意3脉冲门转盘结构4多个阳极的阴极组对的脉冲式X射线管结构5应用旋转阳极的脉冲式X射线管结构6附有能调控脉冲宽度的脉冲式X射管可控脉冲门的总体结构7可关闭的单页左脉冲门的实体8用快门控制的脉冲门、控制部件、阴极部件的局部结构中A电子三极管式X射线管阳极靶，K电子三极管式X射线管的阴极，G电子三极管式X射线管栅极，10固定阳极靶面，11固定阳极芯柱，12固定阳极X射线出口，20阴极，21阴极罩，22阴极引线，23阴极紧固套，24阴极芯柱，30脉冲门转盘的电动机定子，31脉冲门转盘的电动机转子，32脉冲门转盘，33脉冲门开口，40脉冲门转盘轴孔，41脉冲门转盘轴杆，42轴承，43定位螺管，44定位螺钉，45定位螺帽，46轴承定位套，50管壳，60阻尼磁极，61阻尼磁极定子，62磁极绕组，71左脉冲门，72右脉冲门，73左脉冲门阻尼板，74右脉冲门阻尼板，75定位桩，76门轴，77门轴套，78左限位桩，79右限位桩，80电触发快门磁极，81电触发快门绕组，82快门拉杆，83机械快门，84快门拉杆弹簧，85快门拉杆轴，86快门拉杆支架，87机械快门紧固套，110旋转阳极，111旋转阳极芯柱，130旋转阳极的电动机定子，131旋转阳极的电动机转子，141旋转阳极轴杆，142旋转阳极轴承，710拉簧。具体实施例方式下面，先通过对一种最简单的结构类型的分析，来阐明机械调控型脉冲式X射线管的结构与工作原理。实施例之一固定脉冲占空比的X射线管。通常的固定阳极式的X射线管，其阳极与阴极是在外壳中央的轴心相对。本专利技术的机械调控的脉冲X射线管的阴极与阳极是在偏离整体轴心的外侧，轴向性同位相对，如图2所示。带有阴极罩21的阴极20通过阴极紧固套23固定在中心位置的阴极芯柱24上，阴极20外面罩有一个脉冲门转盘32，此转盘中心有一个轴杆41通过轴承42和通过阴极紧固套23稳固在阴极芯柱24上，脉冲门转盘32与一个管形的脉冲门转盘的电动机转子31连为一体。与此电动机转子3 1相对的管壳50外相应位置装有脉冲门转盘的电动机定子30，这一组电动机的转子、定子，其作用原理与结构方式，完全相同于既往旋转阳极驱动用的电动机组合。电动机的启动将带动脉冲门转盘32的旋转。脉冲门转盘32的结构如图3所示，在阳极10与阴极20相对的位置有一个扇形开口33，它是电子流的唯一特定通道口。从电位上说由于与阴极罩21、阴极芯柱24连为一体，故与阴极20同电位。脉冲式X射线的形成如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1、一种X射线管，特别是一种由对机械结构进行调节控制而产生脉冲式X 射线的X射线管，其特征在于：其结构是由阳极、阴极、阴极外部罩有的转盘 式脉冲门或快门式脉冲门、管壳等组成。

【技术特征摘要】
1.一种X射线管，特别是一种由对机械结构进行调节控制而产生脉冲式X射线的X射线管，其特征在于其结构是由阳极、阴极、阴极外部罩有的转盘式脉冲门或快门式脉冲门、管壳等组成。2.根据权利要求1所述的X射线管，其特征在于在转盘式脉冲门结构中，其脉冲门转盘上有一个扇形开口，开口即为电子束或称X射线管电流的通道，其开口角度大小与全周的比，即为X射线的脉冲占空比。该脉冲门转盘有一中心轴，外沿有一电动机转子，在该转子对应位置的管壳外有一电动机定子，二者组成常见的交流电动机。电动机的运转使转子带动脉冲门转盘转动，使电子束或称X射线管电流能周期通断，X射线的周期通断，形成X射线脉冲。用调节电动机转速来实现脉冲X射线的频率变化。3.根据权利要求1、权利要求2所述的X射线管，其特征在于脉冲门转盘除固定开口型式外，还可在开口处附加可旋动的二叶扇形门，被称为左、右门，该门同轴于脉冲门转盘。左、右门由其间的拉簧保持常态时的闭合。该左、右门外沿各有一个弧形阻尼板，弧形阻尼板相对应的管壳外有全周分布的阻尼用电磁铁。当脉冲门转盘带动左、右门...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐文廷，徐凌宇，徐怀宇，徐淑英，唐文晶，郭非凡，苏坤祥，
申请(专利权)人：徐文廷，
类型：发明
国别省市：