[發(fā)明專利]包括多焦點X射線管的X射線設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210181224.8
• 申請日: 2012-06-04
• 公開（公告）號: CN102811544B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A.貝姆;R.迪特里克;C.恩格爾克;J.弗斯特;J.奧爾施萊格爾;P.韋爾利
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子公司
• 主分類號: H05G1/08
• 分類號: H05G1/08;H05G1/10;H01J35/14;H01J35/30;H01J1/42;H01J1/15;H01J35/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所11105
• 代理人: 郝俊梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種包括多焦點X射線管的X射線設(shè)備，有多個排成陣列的電子源，其中每個電子源包括一個陰極，以及其中，設(shè)供電裝置為陰極供電。

背景技術(shù)

有多焦點X射線管（也稱多陰極X射線管）的X射線設(shè)備，例如在醫(yī)學(xué)技術(shù)成像設(shè)備，如X射線斷層造影儀中，用于為檢查對象立體掃描。在利用單焦點X射線管或單陰極X射線管的情況下，立體掃描代之以通過X射線管的機械移動實現(xiàn)。

由源自于本申請人的公開文件DE102009017649A1已知這種多焦點X射線管，其中使用多個場致發(fā)射陰極，更準確地說CNT陰極（CNT：carbon?nano?tube），用于產(chǎn)生多個電子束。電子束分別作為在不同點的發(fā)射電流命中一個公共的陽極，并在那里按已知的原理產(chǎn)生X射線。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種改進的有多焦點X射線管的X射線設(shè)備。

此技術(shù)問題按本發(fā)明通過一種包括多焦點X射線管的X射線設(shè)備得以解決，它具有多個排成陣列的電子源，其中每個電子源包括一個陰極，以及設(shè)有供電裝置為陰極供電，其特征為：陰極與供電裝置電隔離。

X射線設(shè)備包括多焦點X射線管，有多個排成陣列的電子源，用于產(chǎn)生電子束，它們分別作為在不同點或更準確地說在不同區(qū)域內(nèi)的發(fā)射電流，命中一個陽極，并在那里按已知的原理產(chǎn)生X射線。在這里每個電子源包括一個陰極，以及為了給陰極供電設(shè)一個供電裝置，其中陰極與供電裝置電隔離。由此特別有利地獲得一種所謂自閉塞（selbstsperrend）陰極。

在電隔離時，大多在兩個導(dǎo)電體之間存在空間距離的情況下，中斷了兩個導(dǎo)電體之間，在本例中亦即陰極與供電裝置之間，借助電池的載流子交換。然而，在“斷開”陰極時，亦即在不希望從陰極射出電子流的情況下，基于在其中一個陰極與例如一個陽極之間繼續(xù)存在的電位差，會從該陰極不希望地射出電子。陰極基于電子空缺充正電，這是由于在供電裝置與陰極之間電隔離，所以供電裝置不能補償電子空缺。一旦電位差不再足以從陰極釋出電子并朝陽極的方向吸引，或在陰極與定位在陰極和陽極之間的柵電極之間形成足夠的閉塞場，則在陰極與陽極之間流動的電子流中斷。根據(jù)在電子二極管和電子晶體管方面的習(xí)慣用語，當電子流中斷時人們說陰極閉塞。與之相應(yīng)，陰極基于規(guī)定的電隔離所以設(shè)計為所謂的自閉塞陰極。由此電子束的產(chǎn)生是固有安全的，從而顯著降低不希望地釋出X射線的危險。除此之外它們有特別有利的調(diào)整特性，因此非常適合在多焦點X射線管中使用。

多焦點X射線管的電子源優(yōu)選地設(shè)計為熱力支持的電子源和尤其設(shè)計為熱發(fā)射極。相應(yīng)的熱發(fā)射極其特征在于長的預(yù)期壽命和可達到的大發(fā)射電流。此外，與場致發(fā)射極相比，熱發(fā)射極基于其工作原理只需要較低的控制電壓，這導(dǎo)致在設(shè)計適用的控制和供電的電子設(shè)備時有明顯的成本優(yōu)勢。對于典型的CNT發(fā)射極，例如產(chǎn)生100mA的發(fā)射電流需要高達3kV的控制電壓，亦即陰極與柵電極之間的電位差，而對于典型的熱發(fā)射極，為了同樣的發(fā)射電流根據(jù)加熱功率有10V至幾個100V伏就已經(jīng)足夠了。

此外，優(yōu)選一種實施形式，據(jù)此作為熱發(fā)射極使用彌散陰極。在彌散陰極的情況下從備用腔通過大多由鎢或鉬組成的多孔燒結(jié)體，在表面彌散一種電子源材料，例如鋇，以及在表面形成一個活性薄膜，從薄膜可以耗費比較低的能量析出電子。與之相應(yīng)，彌散陰極典型地約為1000℃的工作溫度處于單金屬熱發(fā)射極的工作溫度之下，由此降低彌散陰極所要施加的加熱功率使之較小以及典型地約處于2至10W之間。對于彌散陰極常用另一些名稱，例如備用陰極、浸漬式陰極、L陰極、B陰極、S陰極、M陰極或金屬毛細管陰極，其中有幾個名稱用于規(guī)定的電子源材料。

此外有利的是，根據(jù)使用目的電子源直線狀、弧狀或矩陣狀尤其均勻間隔地布設(shè)。這種結(jié)構(gòu)例如適用于圍繞檢查對象用X射線網(wǎng)格式掃描，此時X射線源不必朝檢查對象方向運動。特別有利的是例如電子源之間的距離為幾個mm至幾個cm，距離尤其在2mm至5cm的范圍內(nèi)。但另一種電子源之間距離變化的實施形式同樣是恰當?shù)摹?/p>

此外還有一種實施形式是有利的，據(jù)此每個陰極可以單獨控制。按一種優(yōu)選的控制方案，借助于在陰極上的可控電位來改變發(fā)射電流，亦即電子束的密度或強度。

此外也有利的是，每個陰極在工作狀態(tài)相對于基準電位，例如機殼電位，有正的電位差。在這里機殼電位優(yōu)選地由用于X射線設(shè)備所有部分的一個公共的機殼提供。