[發明專利]具有基于碳復合物的材料的X射線管轉子

有效

• 申請號: 201380026658.3
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN104335317B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: W·克羅斯特
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H01J35/10
• 分類號: H01J35/10;H02K3/02;H02K17/16
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 蔡洪貴

發明領域

本發明涉及一種用于X射線管的轉子、X射線管、X射線成像系統、用于旋轉X射線管的陽極的方法和計算機程序元件以及計算機可讀介質。

背景技術

為驅動X射線管的可旋轉陽極，將感應電壓的定子設置到聯接到陽極的轉子中。在將電壓感應到(舉例來說)由銅制作的轉子中時，產生與定子的磁場相互作用的磁場。然而，已顯示，銅的熱力機械性能還對較低旋轉頻率范圍提供了限制。此外，由于對計算機斷層攝影術的領域的需求增加，舉例來說，為提供較高掃描頻率，X射線管的減重也變得越來越重要。陽極盤可因此至少部分地設置有(舉例來說)如美國2011/0129068 A1中所描述的重量輕的材料，例如，纖維加強的陶瓷材料。

發明內容

因此，需要提供進一步的可能性以用于X射線管中的減重以便提供旋轉頻率的增加。

本發明的目標由獨立權利要求的主題來解決，其中其它實施例包含于從屬權利要求中。

應注意，本發明的以下所描述的方面還適用于轉子、X射線管、X射線成像系統、方法和計算機程序元件以及計算機可讀介質。

根據本發明的第一方面，提供一種用于X射線管的轉子，所述轉子包括具有多個導電元件的旋轉結構，所述導電元件的端部彼此連接并且被設置成使得由定子產生的外部定子磁場在導電元件中感應電流，所述電流產生與定子磁場相互作用的轉子磁場。至少所述多個導電元件由基于碳復合物的材料制成。

基于碳復合物的材料也被稱為C/C基材料。C/C基材料的磁性能類似于銅的磁性能；關于電性能，存在對所使用類型的纖維的巨大依賴性。舉例來說，碳纖維可被提供為HM纖維，即，高模量碳纖維，即，具有較高程度的導電性剛度的碳纖維。舉例來說，HM纖維具有1,610^-6歐姆m的典型電阻，在高溫度下處理的HM纖維具有類似于銅的電性能。然而，在較高溫度下，其電性能甚至比銅的電性能要好，而銅的電性能隨增加的溫度而降低。

舉例來說，導電元件由不含銅的材料制成。作為另一實例，導電元件由不含金屬的材料制成。

根據實例性實施例，基于碳復合物的材料包括碳纖維加強的碳。碳纖維以高模量纖維將所感應的電流優化而高強度纖維提供所需強度的方式來定向。

舉例來說，碳纖維被提供為被定向成使得可在導電元件中感應電流的初級纖維繞組。初級繞組可包括HM纖維。

高強度纖維也被稱為具有(舉例來說)大約230GPa的值的HT纖維。

舉例來說，碳纖維還被提供為在拉伸承載的方向上定向的次級纖維繞組。次級繞組可包括HT纖維。次級纖維繞組被布置用于機械支撐。

初級繞組可在軸向和切向方向上定向，所述方向還包括平行于或傾斜于旋轉軸線的定向。

碳纖維加強的碳也被稱為CFC。

根據實例性實施例，旋轉結構是圍繞轉子軸布置的圓柱形結構，陽極可安裝到所述軸。

根據另一實例，旋轉結構被設置為在陽極盤上且在與設置焦點軌跡(focal track)的側相反的側上的圓柱形軸環。

初級繞組可在軸向方向上定向，所述軸向方向還包括上文所提及的平行于或傾斜于旋轉軸線的定向。

在另一實例中，旋轉結構被設置為距陽極盤一定距離地布置的轉子盤。轉子盤設置于與焦點軌跡側相反的側上(在陽極盤下方)。

根據另一實例性實施例，旋轉結構與陽極盤結構一體地設置。陽極盤至少部分地由碳纖維加強的碳制成。陽極盤包括初級繞組結構以使得轉子磁場可由定子磁場產生。

初級繞組相對于旋轉軸線在徑向和切向方向上定向。

根據另一實例，旋轉結構設置于陽極盤的在與焦點軌跡的側相反的側上的階梯式突出部中。階梯式突出部設置有邊緣以使得定子可在所述邊緣上相互作用。

根據本發明的第二方面，提供一種包括可旋轉陽極結構、軸承構造、定子和轉子的X射線管。可旋轉陽極結構由軸承構造支撐。轉子被設置為根據上文所提及實例中的一個的用于X射線管的轉子。定子設置有電線圈以產生定子磁場以便與轉子相互作用而使得在轉子中產生電流，從而產生用于使陽極結構旋轉的轉子磁場。

作為實例，可旋轉陽極結構被設置為陽極盤。軸承構造可由定子支撐。可設置包封真空管容腔(volume)的殼體結構，陽極結構、軸承構造、定子和轉子設置于所述容腔內部，并且在所述容腔內部提供用于產生X射線的真空。定子和/或軸承構造連接到殼體。

根據實例性實施例，定子包括圍繞其設置繞組的多個C形狀的鐵芯。旋轉結構部分地布置于C形狀的鐵芯的端部之間。