[发明专利]一种阴极倾斜式X射线装置

说明书

技术领域

本发明属于X射线管技术领域，具体涉及一种阴极倾斜式X射线装置。

背景技术

射线管是工作在高电压下的真空二极管，利用高速电子撞击金属靶面产生X射线的真空电子器件。包含有两个电极：一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极。两级均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。两个电极，分别用于接受电子轰击的靶材和发射电子的灯丝。两极均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内。X射线管供电部分至少包含有一个使灯丝加热的低压电源和一个给两极施加高电压的高压发生器。当钨丝通过足够的电流使其产生电子云，且有足够的电压(千伏等级)加在阳极和阴极间，使得电子云被拉往阳极。此时电子以高能高速的状态撞击钨靶，高速电子到达靶面，运动突然受到阻止，其动能的一小部分便转化为辐射能，以X射线的形式放出，以这种形式产生的辐射称为轫致辐射。改变灯丝电流的大小可以改变灯丝的温度和电子的发射量，从而改变管电流和X射线强度的大小。改变X光管激发电位或选用不同的靶材可以改变入射X射线的能量或在不同能量处的强度。由于受高能电子轰击，X射线管工作时温度很高，需要对阳极靶材进行强制冷却。虽然X射线管产生X射线的能量效率十分低下，但是在目前，X射线管依然是最实用的X射线发生器件，已经广泛应用于X射线类仪器。目前医疗用途主要分为诊断用X射线管和治疗用X射线管。

对X射线管的要求是焦点小，强度大，以形成较大的功率密度。因此，在阳极上须供给比较大的功率，但X射线管的效率很低，99％以上的电子束功率成为阳极热耗，而使焦斑过热。避免阳极过热的方法是对阳极或管子采取不同方式的冷却，以降低焦斑处的温度，或使靶面倾斜一定角度，以提供较大的散热面积。后又出现旋转阳极X射线管，因靶面高速旋转(达10000转/分)，允许功率密度高、焦点小。现代出现一种在阳极靶面与阴极之间装有控制栅极的X射线管，在控制栅上施加脉冲调制，以控制X射线的输出。改变脉冲宽度及重复频率，即可调整定时重复曝光。

现有的X射线管无论是应用在医疗设备上或是应用在工业探测设备上的，其结构都是由固定的或旋转的阳极靶盘和装有灯丝的阴极相对，封装在一个真空的玻璃壳内或者是一个由玻璃、陶瓷和金属组成的一个真空腔体内给阴极灯丝加电压后发出电子束，轰击在阳极靶盘上，形成X射线，从阳极侧面射出，照射在被测人体或物体上，此种结构的X光管其阴极都是固定的，阳极是旋转靶面的结构。

X射线管工作时产生的大量热量均由旋转阳极靶盘结构通过热辐射的方式经过真空腔体散发到X射线管外面。这种散热方式效率很低，在很大程度上影响了X射管的工作效率和工作寿命。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，X射线管工作时产生的大量热量均由旋转阳极靶盘结构通过热辐射的方式经过真空腔体散发到X射线管外面，其散热方式效率很低，在很大程度上影响了X射管的工作效率和工作寿命，而提出的一种阴极倾斜式X射线装置，能有效的提高X射线管的散热效率，在提高X射线管扫描热容量同时可很大程度地缩小X射线管的尺寸。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种阴极倾斜式X射线装置，包括阳极靶盘、第一真空腔体、波纹管、第二真空腔体、陶瓷绝缘盘、阴极轴杆和阴极灯丝固定装置，所述阳极靶盘的一面与第一真空腔体密封卡接，所述第一真空腔体安装在波纹管的侧面，所述波纹管的另一侧面与第二真空腔体连接，所述陶瓷绝缘盘与第二真空腔体以及陶瓷绝缘盘与阴极轴杆均通过钎焊焊接形成一密封结构，所述第一真空腔体、第二真空腔体、陶瓷绝缘盘和阴极轴杆相互之间形成一体化密闭的真空腔体，所述阴极灯丝固定装置安装在阴极轴杆内侧的空腔中，所述阴极轴杆的真空腔侧与阴极灯丝固定装置连接，其阴极灯丝固定装置内安装有灯丝，灯丝呈螺线管状，由阴极轴杆内的导电柱供电，阴极灯丝固定装置对所述灯丝起到保护作用，同时控制电子束的方向和形状；整个真空腔体随旋转阳极一起旋转，整个真空腔体设置于冷却油中，波纹管被管套内的固定装置弯曲，使得电子束发射方向对准阳极靶盘边缘的撞击斜面。

优选的，所述阴极灯丝固定装置包括阴极灯丝支座及束流罩。

优选的，所述第一真空腔体和第二真空腔体为铝质外壳。

优选的，所述阳极靶盘的侧面设有等距离至少设有八组散热槽孔。

优选的，所述灯丝发射的电子集中成束状飞向阳极靶盘所在的阳极靶盘。