X射線球管的製作方法
2023-06-04 22:56:26
專利名稱：X射線球管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種用於X射線影像成像的X射線管，特別涉及ー種X射線球管。
背景技術：
市場上的X射線球管(x-ray Tube)分為兩種，一種是普通球管(即點光源)；另一種是碳納米管的線陣球管(即線陣光源)。普通球管的結構如圖I所示，其包括真空玻璃管
11、燈絲12和陽極13 ;所述陽極13為固定陽極，固定在真空玻璃管11中，燈絲12的兩個引腳121固定在真空玻璃管11上，燈絲12發射的電子撞擊到陽極13上後，使X射線曝光。普通球管從出現到現在已經有上百年的歷史，其產品應用非常廣泛，而碳納米管的線陣球管目前還處於研發階段，市場還沒有成熟產品出現，所以在X射線影像成像時，一 般使用普通球管。在實際的產品應用中，為了得到斷層、數字層析、立體三維等X射線圖像，需要短時間內在多個點可以發射X射線，目前的解決方法是使點光源的球管在規定的直線或曲線上運動，在運動過程中同時進行X射線曝光，這種方案在理論上可行，但在實際應用過程中，存在很大的麻煩。如點光源球管運動中曝光會導致圖像產生移動偽影、其電氣控制複雜，並且曝光點位置不準確、序列曝光速度不夠快等問題。雖然碳納米管的線陣球管可以解決這樣的問題，但目前該技術還不能夠市場化應用。有鑑於此，本實用新型提供ー種X射線球管。
發明內容鑑於上述現有技術的不足之處，本實用新型的目的在於提供ー種X射線球管，能使不同焦點位置的X射線曝光。為了達到上述目的，本實用新型採取了以下技術方案ー種X射線球管，其包括若干個燈絲、與所述燈絲對應的柵極、真空玻璃管和陽極；所述陽極的兩端固定在真空玻璃管上，陽極的中間部分為靶面；所述燈絲按陣列排列，所述燈絲具有電子發射部和連接電子發射部的兩個接線引腳，所述接線引腳固定在真空玻璃管上；所述柵極具有彎折部和與所述彎折部連接的固定引腳，所述固定引腳固定在真空玻璃管上，所述彎折部位於燈絲的電子發射部和靶面之間；在所述彎折部上設置有用於通過燈絲髮射電子的通孔。上述的X射線球管中，還包括用於切換柵極的電壓使X射線球管發射X射線的切換裝置，所述切換裝置與柵極的固定引腳連接。上述的X射線球管中，所述真空玻璃管為圓柱形管，所述靶面為矩形靶面。上述的X射線球管中，所述燈絲呈矩形陣列排列。上述的X射線球管中，所述真空玻璃管為圓弧管，所述靶面為與所述圓弧管相應的弧形靶面。上述的X射線球管中，所述燈絲呈弧形陣列排列。上述的X射線球管中，所述真空玻璃管為圓環形管，所述靶面相應為圓環形靶面。上述的X射線球管中，所述燈絲呈環形陣列排列。上述的X射線球管中，所述X射線球管裝設在金屬管套中，在所述金屬管套和X射線球管之間填充有變壓器油。相較於現有技術，本實用新型提供的X射線球管，包括若干個燈絲、與所述燈絲對應的柵極、真空玻璃管和陽極，由於將柵極的彎折部設置在燈絲的電子發射部和靶面之間，通過切換柵極的電壓，使X射線球管不同焦點位置的X射線曝光，使X射線管能夠用於普通放射影像、斷層、數字層析成像、三維立體成像。
圖I為普通球管的結構 示意圖。圖2為本實用新型X射線球管第一較佳實施例的側面結構示意圖。圖3為本實用新型X射線球管第一較佳實施例的正面結構示意圖。圖4為本實用新型X射線球管第一較佳實施例發射X射線的示意圖。圖5為本實用新型X射線球管第二較佳實施例的側面結構示意圖。圖6為本實用新型X射線球管第二較佳實施例的正面結構示意圖。圖7為本實用新型X射線球管第二較佳實施例發射X射線的示意圖。圖8為本實用新型X射線球管第三較佳實施例的側面結構示意圖。圖9為本實用新型X射線球管第三較佳實施例的正面結構示意圖。圖10為本實用新型X射線球管第三較佳實施例發射X射線的示意圖。
具體實施方式
本實用新型提供ー種X射線球管，為使本實用新型的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖並舉實施例對本實用新型進ー步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。請參閱圖2和圖3，其分別為本實用新型X射線球管第一較佳實施例的側面結構示意圖和正面結構示意圖。如圖所示，本實用新型提供的X射線球管包括若干個燈絲10、與所述燈絲10對應的柵極20、真空玻璃管30和陽極40。所述真空玻璃管30為圓柱形管，所述靶面為矩形靶面，並且該靶面略傾斜，以便於X射線的發射。所述燈絲10具有電子發射部(圖中未標出)和連接電子發射部的兩個接線引腳(圖中未標出)，所述接線引腳固定在真空玻璃管30上，所述電子發射部由鎢絲製成螺旋管狀，且位於真空玻璃管30中。所述陽極40的兩端固定在真空玻璃管30上，陽極40的中間部分為靶面，陽極40加載電壓後，當燈絲10發射的電子撞擊到靶面上吋，使X射線曝光。本實用新型實施例中，所述燈絲10按矩形陣列排列，所述柵極20與燈絲10的位置相對應，也呈矩形陣列排列。所述柵極20具有彎折部201和與所述彎折部201連接的固定引腳202，所述固定引腳202固定在真空玻璃管30上，通過該固定引腳202施加電壓。所述彎折部201位於燈絲10的電子發射部和靶面之間，在所述彎折部201上設置有通孔203(如圖2所示)，用於通過燈絲10發射的電子，其具體原理將在後文進行詳細描述。在進ー步的實施例中，所述X射線球管還包括一切換裝置(圖中未示出),所述切換裝置與柵極20的固定引腳202連接，用於切換柵極20的電壓，使X射線球管發射X射線。本實用新型實施例中，真空玻璃管30中的燈絲10的數量以及兩相鄰燈絲10之間的距離可按照應用不同而不同，不同的燈絲10對應靶面上不同的焦點位置(如圖4所示)，所述陽極40採用固定陽極。球管在應用時，所有燈絲10同步加熱，此時燈絲10的電位為0或負，柵極20的電位相對燈絲10電位為負，陽極40正電壓可預先加載，X射線曝光受柵極20控制。當柵極20電壓加載時，X射線球管的電流截止；當柵極20電壓取消吋，X射線球管電流加載。燈絲10被加熱後發射電子，雖然陽極40的電壓很高，但燈絲10和陽極40之間的柵極20電壓很低，此時燈絲10發射的電子無法穿過柵極20 ;當柵極20電壓取消時，燈絲10發射的電子穿過柵極20到達陽極40從而產生X射線。本實用新型可通過切換不同柵極20的電壓，就 可以使不同位置的焦點發射X射線。因所有焦點處於同一直線上，從而形成線性X光源，其發射的X射線如圖4所示。在圖4中，黑色圓點表示焦點，虛線表示X射線。請參閱圖5和圖6，其分別為本實用新型X射線球管第二較佳實施例的側面結構示意圖和正面結構示意圖。本實施例提供的X射線球管結構和工作原理與上述實施例基本相同，其不同之處僅在於所述真空玻璃管30為圓弧管，所述靶面為與所述圓弧管相應的弧形靶面，因此燈絲10和柵極20對應也呈弧形陣列排列。其發射的X射線如圖7所示。請參閱圖8和圖9，其分別為本實用新型X射線球管第三較佳實施例的側面結構示意圖和正面結構示意圖。本實施例提供的X射線球管結構和工作原理與上述第一較佳實施例基本相同，其不同之處僅在於，所述真空玻璃管30為圓環形管，所述靶面相應為圓環形靶面，因此燈絲10和柵極20也呈圓形陣列排列。其發射的X射線如圖8所示。為了保證本實用新型的X射線球管絕緣及防止X射線輻射，在具體實施時，所述X射線球管裝設在金屬管套中，在所述金屬管套和X射線球管之間填充有變壓器油，進行絕緣和冷卻。綜上所述，本實用新型提供的X射線球管，包括若干個燈絲、與所述燈絲對應的柵極、真空玻璃管和陽極，由於將柵極的彎折部設置在燈絲的電子發射部和靶面之間，通過切換柵極的電壓，使X射線球管不同焦點位置的X射線曝光，使X射線管能夠用於普通放射影像、斷層、數字層析成像、三維立體成像。同時，本實用新型提供的X射線球管，省去了控制球管運動的複雜電氣控制，並且曝光點位置更精確；而且X射線球管在曝光時為靜止狀態曝光，大大提高了影像質量。另夕卜，在現有技術的X射線球管由於受到球管運動速度的極限，序列曝光的速度也不可能太快，會對運動物體成像會產生影響，而本實用新型的X射線球管的曝光通過切換柵極的電壓，實現不同焦點位置的X射線曝光，而且不同焦點位置的曝光間隔可控制在低於毫秒級，可顯著提高成像速度。可以理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據本實用新型的技術方案及其實用新型構思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應屬於本實用新型所附的權利要求的保護範圍。
權利要求1.ー種X射線球管，其特徵在於，包括若干個燈絲、與所述燈絲對應的柵極、真空玻璃管和陽極； 所述陽極的兩端固定在真空玻璃管上，陽極的中間部分為靶面； 所述燈絲按陣列排列，所述燈絲具有電子發射部和連接電子發射部的兩個接線引腳，所述接線引腳固定在真空玻璃管上； 所述柵極具有彎折部和與所述彎折部連接的 固定引腳，所述固定引腳固定在真空玻璃管上，所述彎折部位於燈絲的電子發射部和靶面之間；在所述彎折部上設置有用於通過燈絲髮射電子的通孔。
2.根據權利要求I所述的X射線球管，其特徵在於，還包括用於切換柵極的電壓使X射線球管發射X射線的切換裝置，所述切換裝置與柵極的固定引腳連接。
3.根據權利要求I所述的X射線球管，其特徵在於，所述真空玻璃管為圓柱形管，所述靶面為矩形靶面。
4.根據權利要求3所述的X射線球管，其特徵在於，所述燈絲呈矩形陣列排列。
5.根據權利要求I所述的X射線球管，其特徵在於，所述真空玻璃管為圓弧管，所述靶面為與所述圓弧管相應的弧形靶面。
6.根據權利要求5所述的X射線球管，其特徵在於，所述燈絲呈弧形陣列排列。
7.根據權利要求I所述的X射線球管，其特徵在於，所述真空玻璃管為圓環形管，所述靶面相應為圓環形靶面。
8.根據權利要求7所述的X射線球管，其特徵在於，所述燈絲呈環形陣列排列。
9.根據權利要求I至8任意一項所述的X射線球管，其特徵在於，所述X射線球管裝設在金屬管套中，在所述金屬管套和X射線球管之間填充有變壓器油。
專利摘要本實用新型公開了X射線球管，其包括若干個燈絲、與燈絲對應的柵極、真空玻璃管和陽極；陽極的兩端固定在真空玻璃管上，陽極的中間部分為靶面；燈絲按陣列排列，燈絲具有電子發射部和連接電子發射部的兩個接線引腳，接線引腳固定在真空玻璃管上；柵極具有彎折部和與彎折部連接的固定引腳，固定引腳固定在真空玻璃管上，彎折部位於燈絲的電子發射部和靶面之間；在彎折部上設置有用於通過燈絲髮射電子的通孔。本實用新型將柵極的彎折部設置在燈絲的電子發射部和靶面之間，通過切換柵極的電壓，使X射線球管不同焦點位置的X射線曝光，使X射線管能夠用於普通放射影像、斷層、數字層析成像、三維立體成像。
文檔編號H01J35/02GK202502979SQ20122007090
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者李躍 申請人:北京國藥恆瑞美聯信息技術有限公司