[發(fā)明專利]張緊平坦電子發(fā)射器帶

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310257919.4
• 申請(qǐng)日: 2013-06-26
• 公開（公告）號(hào): CN103578893A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K.達(dá)米安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安捷倫科技有限公司
• 主分類號(hào): H01J35/02
• 分類號(hào): H01J35/02;H01J35/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 封新琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子束發(fā)射器、X射線管、X射線源和生成電子束的方法。

背景技術(shù)

X射線管是產(chǎn)生X射線的真空管。X射線是具有比紫外光短的波長的電磁波譜。X射線管在許多領(lǐng)域中使用，例如X射線結(jié)晶照相術(shù)、醫(yī)療設(shè)備、機(jī)場(chǎng)行李掃描儀和用于工業(yè)檢查。

X射線管包括將電子發(fā)射到真空中的陰極和收集電子的陽極，因此建立電子束。高壓電源連接陰極和陽極以加速電子。來自陰極的電子與陽極材料碰撞使得生成的能量的一部分作為X射線發(fā)射。X射線束然后可以通過經(jīng)過X射線光學(xué)器件并且隨后經(jīng)過準(zhǔn)直器成形。能量的剩余部分導(dǎo)致陽極被加熱。熱典型地通過輻射和傳導(dǎo)冷卻從陽極去除并且可能涉及在陽極之后或內(nèi)部流動(dòng)的冷卻水的使用。

在旋轉(zhuǎn)陽極管中，陽極例如可以由來自真空管外部的一系列定子繞組的電磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)陽極的目的是導(dǎo)致電子束在沿著圓形軌道的范圍內(nèi)而不是在固定位置碰撞陽極，這因此分散熱并且允許使用更大的電子束功率，因此生成X射線的更高功率。然而，陽極需要復(fù)雜的冷卻以獲得高X射線通量。然而，陽極的旋轉(zhuǎn)需要高度復(fù)雜的軸承和密封件以保持真空。

US8,121,258公開了一種以大于4keV的能量輸送X射線束的設(shè)備，該設(shè)備包括X射線源，所述X射線源包括適合于在陽極的靶區(qū)上生成連續(xù)電子束以用于由陽極進(jìn)行X射線發(fā)射的電子槍，其中所述陽極形成在100到250毫米之間的直徑的旋轉(zhuǎn)體，并且固定地連接到電機(jī)軸使得它由旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，并且電子槍和陽極布置在真空室中，所述室包括將由陽極發(fā)射的X射線束傳輸?shù)绞业耐獠康某錾浯翱?，包括X射線光學(xué)器件的調(diào)節(jié)裝置，所述X射線光學(xué)器件適合于用二維光學(xué)效應(yīng)調(diào)節(jié)X射線束，其中電子槍設(shè)計(jì)成發(fā)射小于400瓦的功率的電子束，并且包括以由小尺度和大尺度限定的大致長形將所述電子束聚焦到靶區(qū)上的裝置，其中小尺度包括在10到30微米之間并且大尺度比小尺度大3到20倍，旋轉(zhuǎn)陽極包括發(fā)射冷卻系統(tǒng)以通過輻射疏散由電子束傳輸?shù)疥枠O的能量的一部分，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括具有磁軸承的電機(jī)，所述磁軸承設(shè)計(jì)成以大于20,000rpm的速度旋轉(zhuǎn)陽極進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且出射窗口布置成傳輸由陽極發(fā)射的X射線束使得朝著調(diào)節(jié)裝置發(fā)射的X射線束由大致對(duì)應(yīng)于靶區(qū)的形狀的小尺度的尺度的大致點(diǎn)狀焦斑限定。

當(dāng)使用用于X射線管的電子束發(fā)射器的常規(guī)細(xì)絲時(shí)，在可獲得X射線通量方面有限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種允許獲得高X射線通量的X射線管。該目的由獨(dú)立權(quán)利要求實(shí)現(xiàn)。另外的實(shí)施例由從屬權(quán)利要求體現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，提供一種電子束發(fā)射器，用于生成將朝著X射線管的陽極引導(dǎo)的電子束以用于生成X射線束，其中所述電子束發(fā)射器包括：導(dǎo)電帶，所述導(dǎo)電帶可以由能夠容易發(fā)射電子的材料（例如鎢）制造，配置成被供應(yīng)電能以用于發(fā)射電子束；以及支撐裝置，所述支撐裝置配置成用于在永久張力下安裝所述帶。

根據(jù)另一示例性實(shí)施例，提供一種用于生成X射線束的X射線管，其中所述X射線管包括：電子束發(fā)射器，所述電子束發(fā)射器具有用于生成電子束的上述特征；以及陽極，所述陽極布置和配置成當(dāng)暴露于生成的電子束時(shí)生成X射線。

根據(jù)又一示例性實(shí)施例，提供一種X射線源，所述X射線源包括：具有上述特征的X射線管；X射線光學(xué)器件，用于收集和聚焦在所述X射線管中生成的X射線；以及X射線束調(diào)節(jié)器，用于在由所述X射線光學(xué)器件收集和聚焦X射線之后調(diào)節(jié)X射線。

根據(jù)再一示例性實(shí)施例，提供一種生成將朝著X射線管的陽極引導(dǎo)的電子束以用于生成X射線束的方法，其中所述方法包括：為導(dǎo)電帶供應(yīng)電能以用于發(fā)射電子束；以及在電子束的生成期間在永久張力下安裝所述帶。

在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“導(dǎo)電帶”可以特別地表示由能夠傳導(dǎo)電流的材料制造的條帶或箔或其它平坦結(jié)構(gòu)。特別地，該導(dǎo)電帶應(yīng)當(dāng)由當(dāng)沿著導(dǎo)電帶施加電信號(hào)時(shí)能夠發(fā)射電子的材料制造。合適材料是鎢、鉬等。這樣的導(dǎo)電帶可以是箔，該箔薄至使得它可以彎曲、卷繞或折疊。

在本申請(qǐng)的上下文中，術(shù)語“在永久張力下安裝帶”可以特別地表示帶被安裝（例如夾緊），從而即使在帶的固有張力的至少部分損失的情況下也保持在平坦平面形狀。例如當(dāng)由施加到帶的電流加熱以用于觸發(fā)來自帶的電子發(fā)射時(shí)，熱和/或電和/或化學(xué)和/或老化效應(yīng)可能具有隨著時(shí)間改變帶的形狀的趨勢(shì)。通過提供在永久張力下安裝帶的機(jī)構(gòu)，用于將帶的形狀不變地保持平坦和平面所需的張力連續(xù)地輸送到相應(yīng)安裝的帶，而不管它的固有性質(zhì)的變化。