【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有管状壳体、阳极和阴极的x射线发射器以及一种移动式x光机。
技术介绍
1、原则上如下借助x射线发射器1产生x射线：在包含真空12的管状壳体2中，绝大多数情况下通过热能将电子从阴极3释放出。随后，这些电子作为电子射束5通过电加速场射向相对置的阳极4的焦点6上，在那里电子以高动能碰撞并减速。在电子在阳极4的材料中的减速过程中产生所谓的x射线(轫致)辐射9，其能被应用于多种医疗目的。可惜，x射线发射器1通常非常低效，通过高压加速的电子的大部分动能在阳极4的材料中转变为热量，而实际上仅1％转变为x射线束。
2、根据现有技术，热能必须被存储并且向外传输。阳极4的焦点6通常由钨制成，其具有最高3400度的非常高的熔点。产生的热量加热焦点6，由此产生热辐射，由此使得基体被再次冷却。热辐射穿过真空12并且到达隔绝出真空12的壳体壁21。冷却的一种可行性是，借助油或水将热量从壳体壁21导出。在具有持续旋转的旋转阳极和焦点轨迹7的x射线发射器1中，热量更好地被分布。旋转阳极自身由在旋转阳极盘内部能够快速导热的材料、例如钼或铜制成。通过具有高热系数的另外的材料、如石墨则可以较好地存储热量。阳极可以与外部的冷却器相连，以便持续地输出热量。在端部上产生具有较低温度的大量热量。这随后通过风扇或散热片输出到环境空气中。
3、总之，在x射线发射器内对阳极的冷却具有核心意义。对于这种x射线发射器而言更是如此，所述x射线发射器因应用所致地更久地经受持续的负载，以便例如能产生大量的连续的x射线图像。
1、本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种可高效地降低所产生热量的x射线发射器以及一种具有这种x射线发射器的移动式x光机。
2、所述技术问题按照本专利技术通过一种x射线发射器和一种具有x射线发射器的x光机解决。
3、按照本专利技术的x射线发射器具有具备真空的管状壳体，在所述管状壳体内安置至少一个阳极，使得所述阳极被在阴极中产生的且通过电场加速的电子射束辐射并且被激发以便发出x射线轫致辐射，所述x射线发射器具有用于产生电能的热电转换器、尤其至少一个热光伏电池，所述热电转换器如此布置，使得所述热电转换器能够至少部分地被从所述阳极发出的热辐射照射。本专利技术基于的认识是，如果借助热电转换或热光伏将从阳极发出的热辐射转换为电能并且由此被导出，则被强烈加热的阳极不仅可以被冷却，而且也可以用于产生电流。在此，除了特别好的冷却效果，也能附加地产生电能并且由此显著地提高x射线发射器的效率。例如在壳体壁内的昂贵的、附加的冷却系统不再需要。在传统的热光伏系统中必须安装附加的热源，相较而言，在x射线发射器的情况下热源已经以阳极的形式存在并且可以容易地用于产生电流。总体上，通过由x射线发射器和热电转换器(例如热光伏电池)组成的单元将彼此的优点理想地结合：有效冷却阳极/x射线发射器并且同时获得能量或者说电能。
4、根据本专利技术的设计方案，所述x射线发射器具有多个热光伏电池，这些热光伏电池如此布置，使得这些热光伏电池能够至少部分地被从所述阳极发出的热辐射照射。所述热光伏电池在此可以布置在具有相同或不同尺寸的一个或多个模块中。通过借助多个热光伏电池实现的尽可能高的表面覆盖，可以实现特别高的冷却效果并且也特别有效地产生电流。
5、光伏电池和尤其热光伏电池具有普遍的多个优点。由此，光伏电池不具有机械部件并且由此仅遭受较少的磨损。光伏电池的转换效率非常高，因为是在热链的热点上直接地施加作用。最多40％的热量可以以电学方式从x射线发射器中获得，这能够极大地降低热链的负荷。因为阳极的焦点或焦点轨迹变得如此热，使得阳极发出热辐射，所以热光伏电池是特别高效的。包含热光伏电池的x射线发射器的效率可以显著地提高。
6、根据本专利技术的另外的设计方案，一个或多个热光伏电池布置在具有真空的管状壳体内。尤其地，所述热光伏电池布置在所述管状壳体的壳体壁的内表面上，并且所述热光伏电池的感应面朝向所述管状壳体的内部空间中。通过这种布置方式，从阳极并且尤其从焦点或焦点轨迹发出的热辐射通过真空被阻挡地且无能量损失地到达热光伏电池的传感面。以这种方式尤其可以在热光伏电池中有效地产生电流。
7、根据本专利技术的另外的设计方案，所述阳极由旋转阳极构成，所述旋转阳极如此布置，使得所述旋转阳极能够通过至少一个驱动器的驱动围绕旋转轴线旋转。这种旋转阳极应用于x射线技术，因为旋转阳极通过旋转阳极的旋转的盘状件和焦点轨迹确保更好的热分布，并且更好地适用于x射线发射器的持续运行。
8、根据本专利技术的另外的设计方案，所述阳极具有至少局部由钨制成的焦点轨迹或者焦点，并且至少一个热光伏电池如此构造，使得所述至少一个热光伏电池将从被加热到至少1500℃、尤其至少1900℃的、由钨制成的焦点轨迹或焦点发出的热辐射至少部分地转换为电能。为了使热光伏系统的电气效率最大化，有利的是，在热辐射体和热光伏电池之间选择理想光谱调整。由此以有利的方式，使用在半导体材料的带隙方面与由钨构成的焦点轨迹或者焦点的温度特定地匹配的热光伏电池，以便优化x射线发射器的效率。以这种方式可以将热辐射的绝大部分转换为电能，例如至少30％。
9、以有利的方式为了简单地使用所产生的电能，至少一条用于传递所产生的电能的电线与至少一个热光伏电池、多个热光伏电池或热光伏模块相连。
10、根据本专利技术的另外的设计方案，所产生的电能被用于所述x射线发射器的至少一个部件的运行。至少一个部件例如可以是阴极、用于偏转电子射束的高能场或者旋转阳极的驱动器。通过在x射线发射器中进一步利用电能，可以显著地提高x射线发射器的效率，例如几乎双倍地提高，当使用的电能的最多40％被再次获得并且可以用于运行时。
11、此外，本专利技术还涉及一种医学的移动式x光机，所述移动式x光机具有x射线发射器和x射线探测器，其中，所产生的电能被用于所述移动式x光机的至少一个部件的运行。由此，能量可以被用于准直仪、x射线探测器、用于调节c形臂的驱动器或用于调节x射线发射器自身的驱动器的运行。这对于应该尽可能独立于电缆运行的移动式x光机来说，向自给自足的供电迈出了巨大一步。
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1.一种X射线发射器(1)，其特征在于，所述X射线发射器具有具备真空的管状壳体(2)，在所述管状壳体内安置至少一个阳极(4)，使得所述阳极(4)被在阴极(3)中产生的且通过电场加速的电子射束(5)辐射并且被激发以便发出X射线轫致辐射(9)，其中，所述X射线发射器(1)具有用于产生电能的热电转换器、尤其至少一个热光伏电池(10)，所述热电转换器布置为，使得所述热电转换器能够至少部分地被从所述阳极(4)发出的热辐射照射。
2.按照权利要求1所述的X射线发射器，其特征在于，所述X射线发射器具有多个热光伏电池(10)，所述热光伏电池布置为，使得所述热光伏电池能够至少部分地被从所述阳极(4)发出的热辐射照射。
3.按照前述权利要求之一所述的X射线发射器，其特征在于，所述热光伏电池(10)布置在具有真空的管状壳体(2)内。
4.按照权利要求3所述的X射线发射器，其特征在于，所述热光伏电池(10)布置在所述管状壳体(2)的壳体壁(21)的内表面(13)上，并且所述热光伏电池(10)的感应面(12)朝向所述管状壳体(2)的内部空间(14)中。
5.
6.按照前述权利要求之一所述的X射线发射器，其特征在于，所述阳极(4)具有至少局部由钨制成的焦点轨迹(7)或者焦点，并且至少一个热光伏电池(10)构造为，使得所述至少一个热光伏电池将从被加热到至少1500℃的、由钨构成的焦点轨迹(7)或焦点发出的热辐射至少部分地转换为电能。
7.按照前述权利要求之一所述的X射线发射器，其特征在于，至少一条用于传递所产生的电能的电线(15)与至少一个热光伏电池(10)相连。
8.按照前述权利要求之一所述的X射线发射器，其特征在于，所产生的电能被用于所述X射线发射器(1)的至少一个部件(3、4)的运行。
9.一种医学的移动式X光机(16)，其特征在于，其具有按照权利要求1至8之一所述的X射线发射器(1)和X射线探测器(18)，其中，所产生的电能被用于所述移动式X光机(16)的至少一个部件的运行。
...【技术特征摘要】
1.一种x射线发射器(1)，其特征在于，所述x射线发射器具有具备真空的管状壳体(2)，在所述管状壳体内安置至少一个阳极(4)，使得所述阳极(4)被在阴极(3)中产生的且通过电场加速的电子射束(5)辐射并且被激发以便发出x射线轫致辐射(9)，其中，所述x射线发射器(1)具有用于产生电能的热电转换器、尤其至少一个热光伏电池(10)，所述热电转换器布置为，使得所述热电转换器能够至少部分地被从所述阳极(4)发出的热辐射照射。
2.按照权利要求1所述的x射线发射器，其特征在于，所述x射线发射器具有多个热光伏电池(10)，所述热光伏电池布置为，使得所述热光伏电池能够至少部分地被从所述阳极(4)发出的热辐射照射。
3.按照前述权利要求之一所述的x射线发射器，其特征在于，所述热光伏电池(10)布置在具有真空的管状壳体(2)内。
4.按照权利要求3所述的x射线发射器，其特征在于，所述热光伏电池(10)布置在所述管状壳体(2)的壳体壁(21)的内表面(13)上，并且所述热光伏电池(10)的感应面(12)朝向所述管状壳体(2)的内部空间(14)中...
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