X射线管制造技术

一种Ｘ射线管包括一个被抽空的外壳，外壳互相对着的两端分别装有一个阴极组件和一个阳极组件．阴极组件有一个螺旋灯丝，用于发射一条具有射束轴线的电子束．螺旋灯丝的一端位于接进灯丝中心的地方．为了向所有方向辐射Ｘ射线，阳极组件上有一锥形钨靶，其顶端与电子束轴线相对应．当电流流过Ｘ射线管的螺旋灯丝时．灯丝中心部分的温度比较低，从而使灯丝中心部分发射电子的密度减低，这样可以防止锥形钨靶的顶端过热．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本项专利技术是涉及X射线管，在这个X射线管里阴极和阳极是以真空密封的方式同一个被抽空的外壳相连接的。特别是涉及一个球面放射的X射线管，即它均匀地辐射X射线，其所有的放射方向都与球形管子的轴线成直角。这种类型的X射线管用于金属管子等的焊接部分无损探伤，以检查各种缺陷，该X射线管同样也用于医疗目的，特别是牙科医疗目的。这个球面放射型X射线管包括一个抽空的陶瓷外壳，一个用密封圈固定在外壳一端的阳极组件，一个用密封圈固定在外壳另一端的阴极组件。阳极和阴极组件互相面对着，彼此相隔一个预定的距离。阴极组件包括一个可以发射电子的盘绕线圈式灯丝和一个聚焦凹座，用于聚焦以及对从灯丝发射出来的电子进行加速的。另一方面，阳极组件包括一个锥形的靶，一个阳极座和用一种透射X射线的材料制成的筒形的X射线放射窗装置，锥形靶位于靶座一端的中心，以使它面对阴极组件的灯丝。这种X射线管工作时，从阴极灯丝发射出来的电子由阴极和阳极之间的电压进行加速，被加速的电子碰撞锥形靶並在靶上形成了一个聚焦点。X射线从靶的顶端球面放射。但是，当具有均匀电子分布密度的电子束上的一个圆形焦点在上述先有技术X射线管的锥形靶上形成的时候，靶顶端部分温度相对于其圆周部分温度而急剧地升高。因此，当X射线管在高负荷电流下工作时，锥形靶的顶端温度就有超过钨的熔点以致顶端被熔化的趋向，即使电子的中心轴线准确地对准锥形靶的顶端，也会发生顶端部分熔化现象。这是因为靶在其顶端最厚，即在顶端部分处，靶顶端部分的表面与阳极座之间在管轴线方向上的距离最大，该阳极座是用良好的导热体如铜制成的，因此，由于阳极座的散热作用，使得靶顶端部分的散热性相对于靶的周围部分要差，这样顶端部分就升到最高温度。不用说，在先有技术的X射线管中靶的局部熔化是令人耽心的，因为电子束的中心部分是电子分布密度最高的区域。此外，如果电子束轴线中心没有准确地对准锥形靶的顶端，就不会在与管轴线成直角的所有方向上获得均匀的辐射强度。在这一点上，曾经提出过一种X射线管，在它里边由于一个中间的可变形部件的形变，使阴极组件能够相对于阳极组件移动。这些都由Jocob在美国3714487书中已经公开了。但无论怎样这种X射线管在涉及锥形靶顶端的熔化方面没有一点改进。本专利技术的目的就是提供一种X射线管，该X射线管即使它在高负荷电流下工作，也不会使靶由于熔化而变性，该X射线管具有很长寿命，而且能够在相对于管轴线的所有方向上均匀地辐射X射线。根据本专利技术，这种X射线管包括一个抽空的外壳，它有互相对着的两端，还包括一个阴极组件和一个阳极组件装在这个外壳的两端，因此它们互相面对面。阴极组件包括一个用于产生电子束的螺旋状的灯丝，它的两个末端之一位于接近灯丝中心的地方。阳极组件有一个用于球面放射X射线的锥形靶。采用本专利技术的X射线管的结构，阴极组件的螺旋灯丝中心部分的温度是低的，因此从这个中心部分发射出去的电子的密度也较低。这样就有可能避免锥形靶顶端端过负荷，而且即使电子束的轴线稍微偏离了锥形靶的顶端，在所有方向上放射密度的均匀性也不会降低。而且，在本专利技术的最佳实施例中，X射线管有一个相对锥形靶调节阴极组件的机构，使电子束轴线能够对准锥形靶的顶部。图1是一个沿管子轴线剖开后所取的截面图，图中表示的是本专利技术的一个球面放射型X射线管的实施例;图2是一个部分剖开的透视图，表示图1中的灯丝安装在一个聚焦电极里的方式;图3是图1的X射线管的局部按比例放大的截面图，用来表明在外壳上阴极组件的安装情况;图4是一个沿着图3中Ⅳ-Ⅳ线所取的截面图;图5是一个曲线图，表示图2中沿着Ⅴ-Ⅴ线方向灯丝温度的分布情况;图6类似于图2，但表明在聚焦电极里安装灯丝的方法上图2实施例的改进。图7是一个按比例放大的局部截面图，表示对实施例的另一个改进，即还可以在管轴线法向上，对阴极组件的可移动法兰盘是可调节的。现在参考图1到图5来说明一个本专利技术的实施例。图1在纵向截面图中表示一个球面放射型X射线管，该X射线管包括一个筒形的抽空的外壳(2)该筒壳(2)有一个管轴线(4)，并用陶瓷材料制成。如图所示，外壳(2)有一个波状起伏的圆周，即它周围外表的波状的凸出部分，用截面轮廓(6)来表示。X射线管有一个阳极组件(8)，真空密封地装在抽空的外壳(2)的一端，即图1的上端。图1的下端还有一个阴极组件(10)，真空密封地安装在外壳(2)的另一端，阳极组件和阴极组件相互面对着。阳极组件(8)有一个法兰盘(12)，用来把X射线固定在X射线管装置上，法兰盘(12)通过一个金属密封圈(14)被密封在内部真空的外壳(2)上，用具有同陶瓷的热膨胀系数一样的金属把密封圈(14)焊接到外壳(2)上，一个中空的阳极防护罩(16)穿过法兰盘(12)固定在法兰盘(12)的中心部分。阳极防护罩(16)一端穿过法兰盘(12)孔插入真空的外壳(2)内部。一个屏蔽层(18)被固定在法兰盘(12)的一个接触外壳(2)的侧面上。屏蔽层(18)在外壳(2)内朝着阴极组件(10)伸延。一个筒形X射线放射窗部件(20)，在其一端固定在阳极防护罩上背对着阴极组件的那一端上，X射线放射窗部件(20)是由一种X射线透射材料制成，例如铍Be。此X射线放射窗部件(20)的另一端被固定在一个阳极外壳(22)上，一个阳极座(24)安装在这个阳极外壳(22)上，安装在阳极外壳(22)上的阳极座(24)在其面对阴极组件(10)的那一端上有一个用钨制成的锥形靶(26)。现在将详细说明阴极组件(10)。阴极组件(10)有一个直热式螺旋状灯丝(28)(以后将详细说明)，它安装在外壳(2)里並面对着阳极组件(8)的钨靶(26)，还有一个容纳灯丝(28)的聚焦电极(30)，聚焦电极(30)外圆周上装有一个保护套(32)。聚焦电极(30)由一个筒形支架(34)支撑着，支架固定在一个可移动法兰盘(36)(以后将说明)上。筒形支架(34)的下面有一增大的直径部分，以真空密封的形式在支架(34)直径部分安装着一个陶瓷心柱(38)。该陶瓷心柱(38)有一对孔，阴极电极引出线(40)分别插入该孔。用和陶瓷一样的热膨胀系数的法兰盘把阴极电极引出线(40)同陶瓷心柱(38)连接在一起。陶瓷心柱(38)的中心也有一个通孔，里面插进一个抽气管(42)，它是在X射线管装配好后，用于从外壳(2)的内部抽空气体(如空气)的，像引出线(40)一样，抽气管(42)也是以真空密封的形式同陶瓷心柱(38)联结在一起的。现在说明上述外壳2结构的阴极组件的附件。前边提到的可移动法兰盘(36)支撑着阴极组件(10)，法兰盘(36)有一个通孔。该孔用于放置以真空密封形式固定在可移动法兰盘(36)上的筒形支架(34)。在可移动法兰盘(36)和相对应的外壳(2)的一端之间有一个波纹管(44)，用来阻挡外面的大气压对外壳(2)完全真空的内部的压力。该波纹管(44)是用不锈钢制成的，而且围绕在筒形支架(34)周围。用一个具有同陶瓷一样的热膨胀系数的密封圈(45)把波纹管(44)的一端以真空密封形式固定在外壳(2)的一端，波纹管(44)的另一端也以真空密封的形式固定在可移动法兰盘(36)上。用三个调节螺栓(48)和三个固定螺栓(50)(以后详细说明)把可移动法兰盘(36)安装在一个固定法兰盘(46)上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
Ｘ射线管包括：：一个有互相对着的两端的抽空的外壳；外壳一端有一个阴极组件，该组件包括一个螺旋灯丝，螺旋灯丝用于发射具有一根射束轴线的电子束；上述外壳的另一端有一个阳极组件，并面对着阴极组件，阳极组件有一个锥形靶，其顶端与上述的电子束轴线相对应，靶用于球面放射Ｘ射线。其特征在于其两端中的一端位于接近灯丝中心的地方。

【技术特征摘要】
1.X射线管包括一个有互相对着的两端的抽空的外壳；外壳一端有一个阴极组件，该组件包括一个螺旋灯丝，螺旋灯丝用于发射具有一根射束轴线的电子束；上述外壳的另一端有一个阳极组件，並面对着阴极组件，阳极组件有一个锥形靶，其顶端与上述的电子束轴线相对应，靶用于球面放射X射线。其特征在于其两端中的一端位于接近灯丝中心的地方。2.根据权项1的X射线管，其特征在于上述阴极组件进一步包括一个聚焦电极，用来对从螺旋灯丝向锥形钨靶发射的电子束进行聚焦，上述聚焦电极有一个容纳螺旋灯丝的聚焦凹座，在其底部有一对支承引线，灯丝的两个末端分别同上述支承线联接，其中一个支承线位于聚焦凹座里的电子束轴线上。3.根据权项1的X射线管，其特征在于阴极组件仍包括一个聚焦电极，用来对从螺旋灯丝向靶发射的电子束进行聚焦，上述聚焦电极有一个容纳螺旋灯丝的聚焦凹座，在其底部也有一对支承引线，灯丝两端分别与其相连，但支承引线位于聚焦凹座里同电子束轴线相对称的地方。4.根据权项1的X射线管，其特征在于，上述抽空的外壳包括一个具有管轴线的一个筒形外壳壳体，其一端是敞口的;一个波纹管，其一端以真空密封的形式同外壳壳体...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾崎秀道，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]