用于電子發(fā)射器的雙管支承件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總的涉及X射線管中的電子發(fā)射器。
【背景技術(shù)】
[0002]X射線管的一個關(guān)鍵構(gòu)件是電子發(fā)射器，例如像長絲。用于電子發(fā)射器的實心支承件會是重要的，因為這種支承件的運(yùn)動會引起電子發(fā)射器彎曲或扭曲。電子發(fā)射器在使用期間的彎曲或扭曲會引起早期電子發(fā)射器故障，其會導(dǎo)致X射線管失效。電子發(fā)射器支承件的材料和制造兩種成本對于低X射線管成本而言都會是重要的。在制造期間將電子發(fā)射器精確和可重復(fù)地安放在X射線管中對于確保一個X射線管模型的不同單元之間的X射線輸出的一致性而言會是重要的。長的X射線管壽命也會是重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]已認(rèn)識到，具有包括能精確和重復(fù)地安放在制造好的X射線管中的正確位置的堅固、低成本的電子發(fā)射器支承件的X射線管將是有利的。已認(rèn)識到，長的X射線管壽命會是重要的。本發(fā)明針對于具有滿足這些需求的電子反射器支承件的X射線管的各種實施例。每個實施例都可滿足這些需求中的一個、一些或全部需求。本發(fā)明還針對于一種排空和密封滿足這些需求中的一個、一些或全部需求的X射線管的方法。
[0004]該X射線管包括排空、電絕緣的封殼，該封殼帶有位于其相對兩端處的陰極和陽極。雙導(dǎo)電發(fā)射管可以從陰極朝陽極延伸。發(fā)射管可以包括內(nèi)管和外管，其中內(nèi)管至少部分地配置在外管內(nèi)。內(nèi)管和外管可具有包括與陰極相關(guān)的近端和配置成較接近陽極的遠(yuǎn)端的相對兩端。外管的遠(yuǎn)端與陽極之間可以存在第一間隙且內(nèi)管的遠(yuǎn)端與陽極之間可存在第二間隙。電子發(fā)射器可聯(lián)接在內(nèi)管的遠(yuǎn)端與外管的遠(yuǎn)端之間。內(nèi)管和外管除了電子發(fā)射器之外可互相電絕緣。
[0005]排空和密封X射線管的方法可以包括以下步驟中的一些或全部步驟:
[0006]1.為X射線管設(shè)置:
[0007]1.位于電絕緣封殼的相對兩端處的陰極和陽極；
[0008]i1.從陰極朝陽極延伸并且包括至少部分地配置在外管內(nèi)的內(nèi)管的雙導(dǎo)電發(fā)射管；
[0009]ii1.內(nèi)管和外管中的每一者都可具有包括與陰極相關(guān)的近端和配置成較接近陽極的遠(yuǎn)端的相對兩端；
[0010 ] iv.聯(lián)接在內(nèi)管的遠(yuǎn)端與外管的遠(yuǎn)端之間的電子發(fā)射器；
[0011 ] V.內(nèi)管和外管除電子發(fā)射器之外互相電絕緣；
[0012]v1.內(nèi)管在內(nèi)管的近端超出陰極延伸到封殼之外的狀態(tài)下開口；并且
[0013]vi1.封殼除了開口的內(nèi)管之外被密閉；
[0014]2.通過經(jīng)開口的內(nèi)管在封殼上抽真空來基本上排空X射線管;和
[0015]3.通過夾緊閉合內(nèi)管的近端來密閉基本上排空的X射線管。
【附圖說明】
[0016]圖1-2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括雙導(dǎo)電發(fā)射管作為電子發(fā)射器支承件的X射線管的示意性縱向截面?zhèn)纫晥D；
[0017]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括雙導(dǎo)電發(fā)射管作為電子發(fā)射器支承件的X射線管的示意性橫向截面?zhèn)纫晥D(該橫向側(cè)視圖正交于圖1-2的縱向側(cè)視圖)；
[0018]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括與圖1-3所示的X射線管相似的X射線管和與X射線管電連接的電源的X射線源的示意性縱向截面?zhèn)纫晥D；
[0019]圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括開口的內(nèi)管的X射線管的示意性縱向截面?zhèn)纫晥D；
[0020]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括安裝在開口的內(nèi)管上并對X射線管的內(nèi)部抽真空的真空栗的X射線管的示意性縱向截面?zhèn)纫晥D；以及
[0021]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施例的內(nèi)管被夾緊閉合的X射線管的示意性縱向截面?zhèn)纫晥D。
[0022]定義
[0023].如本文所用，與同心的發(fā)射管14有關(guān)的術(shù)語“同心”意味著內(nèi)管14i基本上在外管14。中定心。
[0024]?如本文所用，“排空的”或“基本上排空的”意味著典型地用于X射線管的真空。
【具體實施方式】
[0025]如圖1-3所示，示出了包括排空的、電絕緣的封殼11的X射線管10，所述封殼11帶有位于其相對兩端的陰極13和陽極12。封殼11可以是或可以包含陶瓷材料。雙導(dǎo)電發(fā)射管14可以從陰極13朝陽極12延伸，并且可以包括內(nèi)管Hi和外管14。。內(nèi)管Hi可以至少部分地配置在外管14。的內(nèi)部。
[0026]內(nèi)管H1和外管14?？梢跃哂谢蚬灿霉餐闹醒?yún)^(qū)域8。內(nèi)管H1和外管14?？梢允峭牡?。內(nèi)管14i和外管14?？梢跃哂泄餐目v向軸線17?；蛘?，內(nèi)管14i的縱向軸線17與外管
14。的縱向軸線17之間可以存在一定偏離。將兩個發(fā)射管14的縱向軸線17彼此對齊以允許內(nèi)管H1與外管14。之間用于電壓隔離(以迫使電流流經(jīng)長絲18而不是內(nèi)管H1與外管14。之間的直接接觸)的充分間隙7會是有益的。對于一些設(shè)計，內(nèi)管14i的縱向軸線17關(guān)于外管14。的縱向軸線17的一些錯位可能是優(yōu)選的，例如像對于可制造性考慮。
[0027]發(fā)射管14的縱向軸線17可以與封殼11的縱向軸線6基本上對齊?；蛘?，發(fā)射管14的縱向軸線17與封殼11的縱向軸線6之間可以存在一些偏離。如果希望來自陽極12中心的X射線發(fā)射，則使兩個發(fā)射管14的縱向軸線17與封殼11的縱向軸線6對齊會是有益的。
[0028]內(nèi)管H1和外管14。各者可以具有包括與陰極13相關(guān)、配置在陰極13附近或安裝在陰極13上的近端N和配置成較接近陽極12的遠(yuǎn)端F的相對兩端(N和F)。電子發(fā)射器18可以聯(lián)接在內(nèi)管14的遠(yuǎn)端F1與外管14。的遠(yuǎn)端F。之間。內(nèi)管H1和外管14。除了電子發(fā)射器18之外可以互相電絕緣。例如，電絕緣材料9可以配置在陰極13附近或安裝在陰極13上，并且可以連同間隙7(可以是真空填充的間隙)一起將內(nèi)管H1與外管14。電絕緣。該電絕緣材料9可以是電絕緣的墊圈并且可以部分地填充內(nèi)管H1與外管14。之間的間隙且可以保持內(nèi)管1如關(guān)于外管14。處于正確的位置。
[0029]電子發(fā)射器18可以是長絲。該長絲可以是包括螺旋形或平面形的各種類型或形狀。
[0030]內(nèi)管14i的遠(yuǎn)端Fi可以包括從內(nèi)管14i朝外管14。徑向向外延伸的徑向突出部16。徑向突出部16可以朝外管14。的遠(yuǎn)端F。中的溝槽15延伸。徑向突出部16的使用可以允許電子發(fā)射器18基本上跨外管14。的遠(yuǎn)端F。確定中心。電子發(fā)射器18的中心18。可以與封殼11的縱向軸線6基本上對齊，這可以X射線從陽極12上的透射窗的中心發(fā)射。
[0031]外管14。的遠(yuǎn)端F?？梢曰旧习鼑鷥?nèi)管14i的遠(yuǎn)端Fi的圓周，溝槽15除外。此設(shè)計可以消除電子發(fā)射器18和發(fā)射管14的遠(yuǎn)端F周圍的電場梯度。
[0032]內(nèi)管14i的長度Li可以大于外管14。的長度L。。在一個實施例中，外管14。的近端N。可以在封殼11內(nèi)終止并且可以與陰極13的內(nèi)表面H1接觸。內(nèi)管H1的近端N1可以穿過陰極13延伸到封殼11之外。
[0033]內(nèi)管1如最初可以保持打開以允許內(nèi)管H1成為用于在X射線管的內(nèi)側(cè)抽真空的真空端口。參見例如圖5中的開口內(nèi)管14i和圖6中抽出氣體62的真空栗61。內(nèi)管14i的近端Ni然后可以例如通過將管壁卷曲在一起而被夾緊閉合。該卷曲或夾緊可以利用在例如大于500psi的高壓下操作的液壓工具來完成。參見例如圖7中的夾緊方法和用于夾緊內(nèi)管14i的工具71。內(nèi)管H1的近端化于是可以定義為夾緊閉合端部。內(nèi)管H1用于用作真空端口可以避免需要將單獨(dú)的構(gòu)件用于此功能，從而節(jié)省制造成本。
[0034]內(nèi)管14i可以由可以被夾緊閉合的軟金屬或延性金屬如銅或鎳制成或可以包含所述金屬。外管14?？梢园?。鈦的使用可以幫助維持封殼11的真空內(nèi)側(cè)，因為鈦可以吸收氫。由于H2分子的小尺寸，氫可以穿透X射線管中的微小間隙，升高其中的壓力，并導(dǎo)致X射線管發(fā)生故障。因此，鈦外管14。的使用可以有益于維持X射線管中的期望真空水平并因此延長X射線管的壽命。使用具有高含鈦量的鈦外管14。會是有益的，因為與鈦形成合金的其它金屬可以除氣并減少X射線管中的真空。例如，外管14?？梢园|(zhì)量百分比在一個方案中為至少85%的鈦、在另一方案中為至少95%的鈦、在另一方案中為至少99%的鈦、或在另一方案中為至少99.8%的鈦。
[0035]外管14。的遠(yuǎn)端F。與封殼11之間可以存在環(huán)形真空部19。換言之，外管的遠(yuǎn)端F。與封殼11之間可以不存在實心材料。X射線管設(shè)計的共同特征是包圍電子發(fā)射器的陰極光學(xué)器件，以阻止電子徑向向外擴(kuò)展到封殼11。這些電子可以使封殼11帶電并且可以引起早期X射線管故障。利用本發(fā)明的X射線管設(shè)計，可以避免該光學(xué)器件，因為外管可以基本上阻止電子徑向向外擴(kuò)展到封殼11。通過不使用該陰極光學(xué)器件，可以降低制造成本。然而，如果需要高聚焦電子束，則陰極光學(xué)器件仍可與本發(fā)明聯(lián)用。
[0036]外管14。的遠(yuǎn)端F。與陽極12之間可以存在第一間隙G1，且內(nèi)管Hi的遠(yuǎn)端Fi與陽極12之間可以存在第二間隙G2。第一間隙&可以與第二間隙62大致相等，從而保持電子發(fā)射器18的平面與陽極12的面基本上平行。
[0037]如果希望發(fā)散的X射線發(fā)射，則將電子發(fā)射器18配置在陽極12附近會是有益的。除X射線的發(fā)散發(fā)射以外，將電子發(fā)射器18配置成較接近陽極12的另一益處在于電子發(fā)射器18可以在較低溫度下輸出相同的功率，從而提高長絲壽命。雙導(dǎo)電發(fā)射管14可以為電子發(fā)射器18提供穩(wěn)定的支承，即使電子發(fā)射器18從陰極13朝陽極12延伸很大的距離。在一個實施例中，第一間隙G1可以小于外管14。的長度Lo。第一間隙61在一個實施例中可以在外管1