專利名稱：X射線設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種X射線設(shè)備。
背景技術(shù)：
在醫(yī)學(xué)中，為診斷使用X射線設(shè)備。這種X射線設(shè)備具有X射線輻射器，該X射線輻射器又包括用于產(chǎn)生X射線的X射線管。在抽成真空的X射線管中，設(shè)有發(fā)射電子的陰極。通過高壓，這些電子朝陽極的方向加速，最后穿透到陽極材料中，由此產(chǎn)生X射線。又通過電子入射到陽極上而產(chǎn)生熱量。因此，為了保護(hù)陽極不被強(qiáng)烈加熱，采用旋轉(zhuǎn)陽極，其電子入射面處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)，以便由此將熱量分散到陽極面上。這使得陽極具有更長的壽命，并且能夠?qū)崿F(xiàn)比在固定陽極的情況下可達(dá)到的射線強(qiáng)度更高的射線強(qiáng)度。一般由異步電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)陽極，其定子位于X射線管的外部并且其轉(zhuǎn)子設(shè)置在X射線管的內(nèi)部。轉(zhuǎn)子通過軸與旋轉(zhuǎn)陽極機(jī)械地連接。 但這種陽極驅(qū)動裝置需要很大空間并且決定了尤其是X射線管的結(jié)構(gòu)長度。電機(jī)的結(jié)構(gòu)長度一般是X射線管的結(jié)構(gòu)長度的三分之一。由于較大的空氣縫隙，以及真空殼和高壓絕緣，這種驅(qū)動裝置具有較低的效率。此外，處于真空的、一般具有銅罩的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)在管子制造中限制真空過程。同樣的情況也適用如在同步電機(jī)中或在使用磁場耦合時具有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在本發(fā)明所要解決是技術(shù)問題是，建議一種X射線設(shè)備，在該X射線設(shè)備中避免所述缺點。該技術(shù)問題通過一種按照本發(fā)明的X射線設(shè)備解決，按本發(fā)明，該X射線設(shè)備包括具有X射線管的X射線輻射器、設(shè)置在X射線管中的旋轉(zhuǎn)陽極和用于旋轉(zhuǎn)陽極的驅(qū)動裝置，其中，驅(qū)動裝置包括磁阻電機(jī)，該磁阻電機(jī)具有設(shè)置在X射線管外部的定子和設(shè)置在X射線管內(nèi)部的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)陽極機(jī)械地連接。通過使驅(qū)動裝置不包括異步電機(jī)，而包括尤其是接通的磁阻電機(jī)，實現(xiàn)了驅(qū)動裝置特別簡單的結(jié)構(gòu)。由此，尤其使用具有更小結(jié)構(gòu)尺寸的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置因此簡化了整個X射線輻射器的制造過程并且允許X射線輻射器設(shè)計得明顯更小和更緊湊。因為磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子與異步電機(jī)轉(zhuǎn)子不同地不由銅，而一般由鐵組成并因此不必再將銅或永久磁性的材料引入X射線管的真空中，所以在制造過程中會有更高的溫度。與同步電機(jī)相似的具有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子的設(shè)計也限制真空過程。此外，減少電機(jī)在真空中運(yùn)行時的損耗，因為在轉(zhuǎn)子中不會出現(xiàn)歐姆的銅損耗。磁阻電機(jī)尤其適合較高的轉(zhuǎn)速，例如在IOOHz到200Hz的范圍內(nèi)，如它一般在旋轉(zhuǎn)陽極的情況下需要的那樣，因為電機(jī)在此范圍內(nèi)特別有效地工作。在本發(fā)明的優(yōu)選實施形式中，定子環(huán)形地構(gòu)造并且包圍轉(zhuǎn)子的整個圓周。因此，這種實施形式的幾何形狀結(jié)構(gòu)原則上與迄今已知的具有異步電機(jī)的X射線輻射器相似，因此，該實施形式特別適合在傳統(tǒng)的X射線輻射器中用磁阻電機(jī)代替異步電機(jī)。
為了節(jié)省其他結(jié)構(gòu)方式并且減小制造耗費(fèi)，定子設(shè)計成至少一個圓弧段并且沿至少一個圓弧段包圍轉(zhuǎn)子。因此，定子不形成圍繞轉(zhuǎn)子的完整環(huán)。此外，若定子包括多個圓弧段，則可以通過有針對性地控制一個或多個圓弧段改變功率。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實施形式中，定子和轉(zhuǎn)子分別設(shè)計成圓盤形并且沿旋轉(zhuǎn)軸線的方向間隔開。因此，獲得尤其沿徑向減小的空間需求，因為定子不徑向包圍轉(zhuǎn)子。在轉(zhuǎn)子和定子圓盤形的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，定子可以設(shè)置在X射線設(shè)備中并且在X射線輻射器的外部。因此，在維修情況下，定子可以保留在X射線設(shè)備中，以便在更換X射線輻射器時不必更換定子。在本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實施形式中，旋轉(zhuǎn)陽極的旋轉(zhuǎn)軸線相對入射電子束的方向傾斜。轉(zhuǎn)子優(yōu)選這樣傾斜，使得電子束入射到旋轉(zhuǎn)陽極的徑向向外指向的端側(cè)上。由此，以較高的轉(zhuǎn)速輻射這些區(qū)域，以避免旋轉(zhuǎn)陽極過熱。


為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明，參照附圖的實施例。以下分別簡略示出原理圖圖1是按本發(fā)明的X射線設(shè)備的橫截面，圖2是具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的定子的磁阻電機(jī)的橫截面，圖3是具有圓弧形結(jié)構(gòu)的定子的磁阻電機(jī)的橫截面，圖4是具有圓盤形結(jié)構(gòu)的定子和轉(zhuǎn)子的磁阻電機(jī)的側(cè)視圖，圖5是圓盤形結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子的立體圖，圖6是圓盤形結(jié)構(gòu)的定子的立體圖，圖7是按本發(fā)明的X射線設(shè)備，其中，旋轉(zhuǎn)陽極的旋轉(zhuǎn)軸線傾斜。
具體實施例方式圖1示出按本發(fā)明的具有X射線輻射器4的X射線設(shè)備2，該X射線輻射器4具有由玻璃燒瓶限定的X射線管6。在抽成真空的X射線管6內(nèi)部存在一個陰極8，該陰極8用于產(chǎn)生電子束10。電子束10入射到具有旋轉(zhuǎn)軸線14的旋轉(zhuǎn)陽極12上。通過使電子入射到旋轉(zhuǎn)陽極12上，產(chǎn)生為診斷的目的而使用的X射線束。同時，通過使電子入射到旋轉(zhuǎn)陽極12上，也產(chǎn)生會導(dǎo)致?lián)p傷陽極材料的熱量。因此，為了避免這種過熱，使旋轉(zhuǎn)陽極12處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)。為此，X射線設(shè)備2具有用于旋轉(zhuǎn)陽極12的驅(qū)動裝置18。按本發(fā)明，該驅(qū)動裝置18包括磁阻電機(jī)20，該磁阻電機(jī)20具有設(shè)置在X射線管6外部并且在X射線輻射器4內(nèi)部的定子22以及在X射線管6內(nèi)部，也就是在真空中的轉(zhuǎn)子24，該轉(zhuǎn)子借助軸26與旋轉(zhuǎn)陽極12機(jī)械地連接。尤其是，磁阻電機(jī)為較高的轉(zhuǎn)速范圍，例如IOOHz至200Hz設(shè)計，因此，獲得特別有效的工作并因此特別緊湊的結(jié)構(gòu)方式。現(xiàn)在，圖2示出磁阻電機(jī)20的橫截面。該磁阻電機(jī)20包括位于X射線管6內(nèi)部的轉(zhuǎn)子24，該轉(zhuǎn)子24在該實施例中具有四個齒部28。設(shè)置在X射線管6外部的定子22環(huán)形地構(gòu)造并且包圍轉(zhuǎn)子24的整個圓周。定子22具有多個，在該情況下六個分別用線圈32纏繞的定子齒部30。這些線圈32可以單獨(dú)通電。具有通電線圈32的定子齒部30分別吸引位置最近的、轉(zhuǎn)子24的齒部28，以便使轉(zhuǎn)子24處于運(yùn)動狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)子24的齒部28與吸引它的定子齒部30對置時相應(yīng)的線圈32無電流地接通。在該位置中，最靠近的定子齒部30借助對應(yīng)的線圈32通電，以便形成轉(zhuǎn)子24連續(xù)的轉(zhuǎn)動運(yùn)動?，F(xiàn)在，圖3示出磁阻電機(jī)20的另一種實施形式，該磁阻電機(jī)20具有轉(zhuǎn)子24和位于X射線管6外部的、設(shè)計成圓弧段34并且沿圓弧段34包圍轉(zhuǎn)子24的定子22。與圖2中所示的實施形式不同，定子22沒有包圍轉(zhuǎn)子24的整個圓周，而只是在轉(zhuǎn)子圓周的一部分上包圍轉(zhuǎn)子24。但此外，這種圓弧段34與圖2中的定子22的結(jié)構(gòu)相應(yīng)。定子22在此也具有多個分別用線圈32纏繞并且與轉(zhuǎn)子24的齒部28共同作用的定子齒部30。在磁阻電機(jī)20的這種結(jié)構(gòu)設(shè)計中，可以精簡另外的用于陽極的驅(qū)動裝置18的結(jié)構(gòu)方式。這種磁阻電機(jī)20可以具有定子22，該定子包括多個圓弧段34。可以通過根據(jù)驅(qū)動裝置18所需的功率驅(qū)動定子22的一個或多個圓弧段34而進(jìn)行功率匹配。圖4-6示出按本發(fā)明的X射線設(shè)備2的另一種實施形式。在此，定子22和轉(zhuǎn)子24分別設(shè)計成圓盤形并且沿旋轉(zhuǎn)軸線14的方向間隔開。通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計允許定子22不僅可以設(shè)置在X射線管6的外部，還可以在X射線輻射器4的外部設(shè)置在X射線設(shè)備2內(nèi)，如圖4中所示。通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)，在更換X射線輻射器4時，例如在維修情況下，固定安裝于X射線設(shè)備2中的定子22不必一起更換，而可以保留在X射線設(shè)備2中?，F(xiàn)在圖5示出在圖4中所示的實施形式的轉(zhuǎn)子24的立體圖，該轉(zhuǎn)子包括作為基體的圓盤36，在該圓盤36上設(shè)有四個齒部28。圖6示出相應(yīng)的定子22，該定子22同樣具有作為基體的圓盤38，在該圓盤38上設(shè)有多個定子齒部30，這些定子齒部30分別由線圈32包圍并且與轉(zhuǎn)子24的齒部28共同作用?，F(xiàn)在，在圖7中示出一種按本發(fā)明的X射線設(shè)備2，其中，轉(zhuǎn)子24和定子22分別設(shè)計成圓盤形并且沿旋轉(zhuǎn)軸線14的方向間隔開。轉(zhuǎn)子24和定子22均位于X射線輻射器4的內(nèi)部?；谕ㄟ^使用按本發(fā)明的用于旋轉(zhuǎn)陽極12的驅(qū)動裝置18精簡結(jié)構(gòu)方式，旋轉(zhuǎn)軸線14相對入射電子束10的方向40可以這樣傾斜，使得電子束10入射到旋轉(zhuǎn)陽極12的徑向向外指向的端側(cè)42上。通過使該區(qū)域具有較大的圓周速度，特別有效地保護(hù)旋轉(zhuǎn)陽極 12不被熱量損傷。
權(quán)利要求
1.一種X射線設(shè)備(2)，其帶有具有X射線管(6)的X射線輻射器(4)，設(shè)置在所述X射線管(6)中的旋轉(zhuǎn)陽極(12)和用于所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)的驅(qū)動裝置(18)，其中，所述驅(qū)動裝置(18)具有磁阻電機(jī)(20)，該磁阻電機(jī)(20)具有設(shè)置在所述X射線管(6)外部的定子(22)和設(shè)置在所述X射線管￠)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子(24)，該轉(zhuǎn)子(24)與所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)機(jī)械地連接。
2.按權(quán)利要求1所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，所述定子(22)設(shè)計成環(huán)形并且包圍所述轉(zhuǎn)子(24)的整個圓周。
3.按權(quán)利要求1所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，所述定子(22)設(shè)計成至少一個圓弧段(34)并且沿所述至少一個圓弧段(34)包圍所述轉(zhuǎn)子(24)。
4.按權(quán)利要求1所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，定子(22)和轉(zhuǎn)子(24)設(shè)計成圓盤形并且沿所述旋轉(zhuǎn)軸線(14)的方向間隔開。
5.按權(quán)利要求4所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，所述定子(22)在所述X射線設(shè)備(2)內(nèi)設(shè)置在所述X射線輻射器(4)的外部。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)的旋轉(zhuǎn)軸線(14)相對入射電子束(10)的方向傾斜。
7.按權(quán)利要求6所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)軸線(14)這樣傾斜，使得所述電子束(10)入射到所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)的徑向向外指向的端側(cè)(42)上。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的X射線設(shè)備(2)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)能夠在IOOHz至200Hz的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種X射線設(shè)備(2)，其帶有一具有X射線管(6)的X射線輻射器(4)，設(shè)置在所述X射線管(6)中的旋轉(zhuǎn)陽極(12)和用于所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)的驅(qū)動裝置(18)，其中，所述驅(qū)動裝置(18)具有磁阻電機(jī)(20)，該磁阻電機(jī)(20)具有設(shè)置在所述X射線管(6)外部的定子(22)和設(shè)置在所述X射線管(6)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子(24)，該轉(zhuǎn)子(24)與所述旋轉(zhuǎn)陽極(12)機(jī)械地連接。
文檔編號H01J35/10GK103021771SQ20121036386
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者J.德林格, J.弗羅伊登伯格 申請人:西門子公司