X射线发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种Ｘ射线发生装置，该Ｘ射线发生装置，在保护壳内并列地容纳有发生软Ｘ射线的Ｘ射线管、和驱动该Ｘ射线管的电源部；所述Ｘ射线管，在输出窗的内表面上固定有成为接地电位的靶，并具有向所述靶照射电子束的阴极；所述输出窗设置在真空管前端，并固定于具有导电性和导热性的输出窗支承部上；所述保护壳具有导热性可接地，且内部未具有冷却设备；将一体形成在所述输出窗支承部上并向外突出的突缘部与所述保护壳接触固定，而热连接且电连接，可经由突缘部将热和电释放从所述保护壳释放到外部。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及X射线发生器，特别是涉及如下X射线发生器，其中发射软X射线的小型X射线发生器容纳在保护壳内。本专利技术还涉及使用该X射线发生器的光电离器(photoionizer)。
技术介绍
日本专利申请公开平-7-50594公开了一种传统的X射线管。此X射线管中，由流过其中的电流加热的阴极发射电子束，电子束由类似聚焦栅极等加速，并以高速撞击靶。结果，从与靶呈相互隔开的关系而设置的透明X射线窗口向外辐射取决于靶材料的X射线。这种X射线管温度较高，必须冷却。设置固定于靶并从管壳(玻璃泡)突出的靶环，用于空气冷却X射线管，由此保持X射线发生效率，防止损坏靶。这种X射线管容纳在保护壳内，包括用于发生+9.5kv的电压的电源单元，并内置于X射线发生器内。 但是，传统的X射线发生器由于上述构形而存在问题。在靶和透明X射线窗口分开的这类X射线管中，管壳较大，管壳周围需要较大空间来提供自然空气冷却。结果，保护壳也必须较大。开发了把靶和透明X射线窗口(输出窗口)形成为一体的极小型X射线管，来解决上述问题。但是，由于这种X射线管的尺寸极小，管壳直径也小，所以在实现自然空冷和把X射线管装配在现有保护壳方面存在问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种X射线发生器，能包含空气冷却结构，而且同时尺寸紧凑。 根据本专利技术的X射线发生器具有保护壳，容纳X射线管和驱动X射线管的电源，X射线管中，具有地电位的靶固定在输出窗内表面，然后再固定在设置于管壳端上的导电和导热的输出窗支承上，X射线管包含用电子束辐射靶的阴极。形成在输出窗支承上从而向外突出的突缘部分与导热保护壳接触并固定。 由于此X射线发生器中的靶具有地电位，所以从保护壳内的电源单元向灯丝施加高的负电位例如-9.5KV。从阴极辐射电子束，与地电位的靶撞击，从靶产生X射线，并从输出窗向外辐射。 为了保护X射线的发生效率，避免损坏靶，必须冷却靶和管壳。按此结构，高温靶固定于经过输出窗的输出窗支承部件。管壳也固定于输出窗支承部件。因此，来自靶和管壳的热量传导至形成与输出窗支承部件上的突缘部分，使突缘部分加热至高温。由于突缘部分固定成与导热保护壳接触，所以来自突缘部分的热量传导至保护壳并消散进外部空气。于是，保护科本身起到冷却装置的作用。因此，从靶、管壳等发生的热量传导至保护壳并释放。由保护壳本身形成最佳冷却环境。由于不必在保护壳内为X射线管创设冷却环境，所以保护壳可以做的较小，X射线发生器的尺寸同样也可减小。 按此结构，在电源壳上设置X射线管容纳单元，用于容纳电源单元。最好在形成在X射线管容纳单元前端的第一支承板与设置在保护壳前端并与第一支承板相对置的第二支承板之间，应设置突缘部分。采用这种结构时，容易把X射线管布置在保护壳内，提高了X射线发生器的组装效率，降低了发生器的生产成本。 另外，可以有效地在第一支承板与第二支承板之间定位导热中间部件，使突缘部分通过中间部件夹在这两个支承部件之间。采用这种结构时，中间部件与保护壳上的第二支承板接触，基本扩展了从突级部分向第二支承板传导热量的导热通道，因而加速了热量从保护壳的消散。 上述X射线发生器尤其适用于光电离器。无需对上述X射线发生器做特别改进，即可用做光电离器。 结合附图并通过以下说明，将可了解本专利技术的具体特征和优点以及其它目的。 附图说明 图1是根据本专利技术的第一实施例的X射线发生器结构的水平剖视图。 图2是图1所示X射线发生器的分解部件透视图。 图3是用于本专利技术的第一实施例的X射线发生器的X射线剖视图 图4是图1所示X射线发生器的相关部件的放大剖视图。 图5是根据本专利技术的第二实施例的X射线发生器结构的剖视图。 图6是图5所示X射线发生器的分解部件的透视图。 图7是图5所示X射线发生器的相关部件的放大剖视图。 具体实施例方式 以下将结合附图说明本专利技术优选实施例的X射线发生器。 图1是根据第一实施例的X射线发生器的剖视图。图2是部件分解的X射线发生器的透视图。这些图中所示X射线发生器1包括盒式保护壳2，由高导热性材料如铝、铜、镍形成，并构成四个分离部件。亦即，保护壳2是一个具有四个壁的盒，包括平坦的但在边侧稍向下弯曲类似伸长的字母“c”的顶盖3，形状类似顶盖只是边侧向上弯曲的顶盖4，平坦的前板5、和平坦的后板6。在顶盖3的前后两端的内表面形成两张板支承槽3a和3b，用于分别插入前板5和后板6的顶端。同样，在底盖4的前后两端的内表面形成两张板支承槽4a和4b，用于分别插入前板5和后板6的底端。 组装保护壳2时，用螺钉把加强板29的底侧固定于底盖4的内表面。然后，把前板5和后板6的底端插入底盖4的板支承槽4a和4b中。顶盖3置于底盖4的上部，以使前板5和后板6的顶端插入顶盖3的板支承槽3a和3b中。用螺钉把加强板29的顶侧固定于顶盖3的内表面，从而使顶盖3相对于底盖4牢固地固定。总之，由于前板5和后板6插入并保持在顶盖3和底盖4中，所以保护盒2的组装非常牢固。 X射线管8设置在保护盒2之内，用于发生软X射线，针对各种目的，包括下述的用做光电离器。如图3所示，X射线管8具有由柯伐玻璃制成的圆筒状管壳9。在管壳9的端部上形成管座11。管座11具有抽气管10。由柯伐金属构成的圆筒状输出窗支承部件12熔接在管壳9的开放端。输出窗支承部件12具有中央开口12a。通过银钎焊把圆盘状输出窗13固定于输出窗支承部件12，从而密封中央开口12a。在输出窗13内表面上蒸发靶14，在被电子束辐射时发生X射线。 两个管座管脚15固定在管座11上。灯丝16设置在管壳9内作为在预定电压下发射电子束的阴极。灯丝16固定在管座管脚15的端部。圆筒状不锈钢聚焦17固定在管座管脚15之一上。由柯伐金属制成的输出窗支承部件12具有导电性和导热性。因此，当与接地的保护壳2电连接时，输出窗支承部件12具有地电位，因而使靶14置于地电位。 下面将要说明的电源21向X射线管8中的管座管脚15提供-9.5KV的负高电位，致使灯丝16向地电位靶14辐射电子束。电子束撞击靶14时，靶14发射X射线，并从输出窗口13向外辐射。按此结构，可以使用直径为15mm、长度约为30mm的管壳9，X射线管8的总长可减小至约40mm。但是，极小的X射线管8的靶14的温度高，所以为了保持X射线发生效率，保护靶14不受损坏，必须冷却靶14。 以下说明冷却方法。与输出窗支承部件12一体地形成突缘部分18，从X射线管8向外突出。由于突缘18是导热及导电的，并经过输出窗支承部件12与靶14接触，所以当靶14产生的热使输出窗支承部件12的温度升至约100℃时突缘部分18被加热。如图1和4所示，突缘部分18固定接触于铝前板5的内表板。因此，来自突缘部分18的热可以传输至保护壳2，突缘部分18可设置为零电位。在保护壳2的前板5设置圆形X射线辐射开口5a。使X射线管8的输出窗13与此X射线辐射开口5a对准，可以使X射线从保护壳2内辐射。 再参看图1和2，电源21容纳于保护壳2内，包括低压发生器19和高压发生器20。以电源21向管座管脚15提供-9.5KV的负高电位，用于驱动X射线管8。首先，电压由低压发生器19升至-1KV，然后由高压发生器20升至-9.5KV。这种电源21固定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｘ射线发生装置，其特征在于：　　　　所述Ｘ射线发生装置，在保护壳内并列地容纳有发生软Ｘ射线的Ｘ射线管、和驱动该Ｘ射线管的电源部；所述Ｘ射线管，在输出窗的内表面上固定有成为接地电位的靶，并具有向所述靶照射电子束的阴极；所述输出窗设置在真空管前端，并固定于具有导电性和导热性的输出窗支承部上；　　　　所述保护壳具有导热性可接地，且内部未具有冷却设备；将一体形成在所述输出窗支承部上并向外突出的突缘部与所述保护壳接触固定而热连接且电连接，并可经由突缘部将热和电从所述保护壳释放到外部。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：平野雅之，稻鹤务，小池隆，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]