[發明專利]X射線管

有效

• 申請號: 201310003612.1
• 申請日: 2013-01-06
• 公開（公告）號: CN103198992A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: R.艾科恩;C.霍夫曼;J.馬特舒拉;G.K.法姆
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H01J35/02
• 分類號: H01J35/02;H01J35/16;H01J35/26;H05G1/02;H01B19/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

技術領域

本發明涉及一種X射線管，其包括內部真空的外殼、安裝在真空外殼內基于從陰極發射并被施加在陽極上的高壓吸引的電子產生X射線的陽極、從外殼外側引入用于給陽極供應高壓電勢的高壓線、以及用于高壓線相對于外殼電絕緣的電絕緣套管。本發明另外還涉及一種制造這種X射線管的電絕緣套管的方法。

背景技術

由德國專利申請公開說明書DE4209377A1已知上述類型的X射線管。

在這種X射線管內存在電絕緣套管，它對于將陰極和/或陽極側的高壓供電導線導入X射線管接地的外殼內而言是必需的。

電絕緣套管由絕緣材料組成，它隔離在高壓供電線與X射線管接地外殼之間的電勢差，從而通過絕緣材料或環境介質不會在高壓線與外殼之間出現放電。然而當絕緣材料電擊穿時，亦即當高壓線與X射線管接地外殼之間的電壓大于由絕緣材料擊穿強度確定的擊穿電壓時，通過絕緣材料會產生這種放電。

例如在DE3149677A中建議了這種用于X射線管的電絕緣套管。

發明內容

本發明的目的是改進已知的X射線管。

此目的通過這樣一種X射線管來達到，其包括內部真空的外殼、安裝在該真空外殼內基于從陰極發射并被施加在陽極上的高壓吸引的電子產生X射線的陽極、從外殼外側引入用于給陽極供應高壓電勢的高壓線、以及用于高壓線相對于外殼電絕緣的電絕緣套管，按照本發明，所述電絕緣套管沿徑向在高壓線與外殼之間包括至少兩個通過金屬層彼此隔離的絕緣層。

本發明優選的進一步發展是從屬權利要求的技術主題。

本發明建議，電絕緣套管設計為軸向控制式絕緣套管。

此建議基于下述考慮：通過高壓線導引的高壓電勢是直流電勢，然而只在為了在X射線管內產生射線的較短時間內才需要這種直流電勢。因此高壓電勢也只接通此短時間，從而高壓電勢施加幾秒鐘，在分鐘量級范圍內。因為觀察到的時程與(絕緣套管和環境介質)所使用材料的弛豫時間相比很短，所以對于純直流負荷實際上在絕緣層內未達到穩定狀態。

因此所述建議基于下述思想：電絕緣套管的絕緣層不針對直流負荷設計，而是針對交流負荷或兩者的一種組合設計。通過一種控制式電絕緣套管(controlled?electrical?feed)可以達到這一點，其中，彼此絕緣的金屬層堆疊并滾卷成圓柱形。若形成的圓柱體圍繞高壓線安置，則圓柱形金屬層如圍繞導引高壓電勢的高壓線的控制層那樣起作用，其中，各金屬層內的電勢由各金屬層彼此的電容耦合而形成。在結構對稱的情況下，每個金屬層造成均勻的電壓降ΔU。

這種均勻的電壓降ΔU減小在接地外殼與高壓線之間在單個絕緣層邊緣上的電壓梯度，所述電壓梯度基于交流電壓時形成的表面電流會不成比例地急劇增大。這種不成比例的高的電壓梯度可導致有害的邊緣放電，并由此造成絕緣層局部電退化，這可導致明顯減小所使用絕緣材料的擊穿強度，從而最終破壞整個電絕緣套管。因此，通過在絕緣層內引入至少一個金屬層，使在絕緣層上的電壓降在絕緣層無金屬層的表面上更均勻地分布，其結果是導致更好地防止電絕緣套管被介電擊穿。

因此本發明通過金屬層，使得帶有絕緣層的電絕緣套管可有效防止介電擊穿，并因而防止損壞X射線管，其結果是提高X射線管的可靠性，降低X射線管維護成本。

按本發明的一項進一步發展，各絕緣層從高壓線出發觀察分別有一個軸向長度，所述軸向長度沿徑向從高壓線起朝外殼的方向逐漸減小。此項進一步發展基于下述考慮：在絕緣層與環境介質之間界面上的高場強可導致電壓擊穿。這種電壓擊穿可以通過足夠長的漏電路徑避免。當接地的外殼與高壓線之間的電壓明顯低于在電絕緣套管中所使用絕緣材料的擊穿電壓時，便有可能造成這種在上述界面處的電壓擊穿。為了有效避免上述電壓擊穿，按本發明建議，均勻化沿漏電路徑的場強。由此可以避免高的場強并因而可以提高放電的起動電壓，從而可以縮短漏電路徑。

所述路徑的縮短可采取措施達到，亦即在從高壓線朝接地外殼方向的徑向路徑上的各絕緣層沿軸向逐步減小。這種進一步發展還出乎意外地簡化電絕緣套管的制造，因為傳統的設計為整體的絕緣層，為了能縮短上述漏電路徑，有極其復雜的結構和幾何形狀，其結果是在制造X射線管的電絕緣套管時導致體積大和成本高的方案。因此，此項進一步發展還能在生產所說明的這種X射線管時節省空間和降低成本。

按本發明一項附加的進一步發展，金屬層完全埋入絕緣層之間。