專利名稱:模塊化的x射線圖象增強管的制作方法
本發明涉及X射線圖象增強管，它包括一個入射窗和一個出射窗，它們連同一個圓柱形外殼密封成一個真空空間，在此真空間中安裝著一個入射熒光屏、一個出射熒光屏和一個電子光學成象系統。
美國專利第4213055號公開了一個這種X射線圖象增強管。在醫學診斷學中存在著對更多不同類型的、例如具有不同尺寸的入射熒光屏的X射線圖象增強管的強烈需求。
實際上，長期以來只有兩種入射熒光屏尺寸、即大約15厘米和大約25厘米已經是通用的(即使在較早的階段已經借助于電子光學可變焦距系統使25厘米的管子適用于15厘米入射熒光屏的成象)。最近，已經出現對具有更大入射熒光屏的X射線圖象增強管的需求，為此已經制成了美國專利第4213055號中的所描述的35厘米的管子。雖然這個管子也具有用于15厘米、25厘米和35厘米尺寸的入射熒光屏的光學可變焦距系統，但是仍然存在對30厘米管子以及具有較小入射熒光屏的、比較便宜的管子的需求。除了關于入射熒光屏尺寸的這些需要之外，特殊的診斷方法已經產生了關于入射熒光屏、關于是否把光纖系統用于出射窗、關于熒光屏的分辨率等等的特殊要求。這又產生一些不能總是合并于一種窗或者熒光屏的技術要求，因此需要更多類型的管子。
在電子光學特性方面的需要也可能產生一些不能在單電極系統中實施的解決辦法。
在整個生產過程期間把每種類型的管子按單獨的產品用通常的方法來加工的X射線圖象增強管的制造、隨著管子類型數目的增加而變成低效率。實驗還證明，在特別高質量的X射線圖象增強管的生產中必須接受過分高的結構配合公差的要求。
本發明的目的是減輕這些不利條件;為了實現這一點，本發明提出的一種X射線圖象增強管具有下述特征，即，至少一些用于不同類型管子的相同部件構成各模塊化結構系統的組件。
通過對相同功能的部件采用相同的結構的方法獲得了模塊化生產系統，在該系統中、對各種類型管子的整個范圍來說、不同部件的總的數目被減至最小。因此，能夠充分地注意每一種部件、能夠使每一種部件的質量最佳化和顯著減少儲備部件的數量。例如，入射熒光屏、入射窗、第一外殼部分、電極系統或者其部件、出射窗、出射熒光屏以及另一外殼部分等等，均能構成組件。在最佳實施例中，為了把電子光學系統的電極安裝在外殼上、采用了可拆卸的、適合于重復連接的連接件，從而能夠把同一個外殼部分用于不同的電極系統。透鏡及其壁部分，像這兩部分合在一起一樣，能夠構成一個組件;雖然這兩部分是可拆卸地組合在一起的。在最佳實施例中，圓柱形外殼(還用于安裝各個不同的電極)包括一個入射窗支撐套筒、一個封焊套筒、一個錐形過渡套筒、一個安裝在兩個輔助套筒之間的絕緣套筒和一個出射窗支撐套筒。在最佳實施例中，在圓錐形外殼部分上安裝一個離子濺射泵，該離子濺射泵的外殼部分構成被連接到泵的端部的永久磁鐵的磁軛。排氣管和用于形成光電陰極的撒播器(dispenser)也可以連接到該圓錐形外殼上。最好這樣來構成這些連接管，即，使得能夠用不產生游離的粒子和不釋放氣體的冷變形的方法對它們進行真空密封的封焊。為此目的，可以使用由不太硬的金屬(例如銅或者銦)做成的管子、以便對它相當完善地進行密封擠壓。
在另一個實施例中，借助彈性元件把出射熒光屏安裝在陽極套筒和電子光學成象系統之間，以便可以精確地調整出射窗，并且能夠實現最佳的電極定位，為此目的，在另一個實施例中，其電子光學系統是適合于在入射熒光屏的光電陰表面附近產生比較高的電場強度的。這樣就獲得一個象電子光學系統的陰極一樣的、更可靠的等電位區。于是，能夠選擇一種折衷辦法，以便當工作在最嚴格地要求分辨率的模式時，使陰極電位最佳化。可以提高光電陰極表面的均勻性，其方法是，例如在通常具有較粗糙結構的發光層的鄰接表面上進行拋光操作。這種拋光操作可以是一種把凸出部分推開而把凹坑填平的機械操作、例如采用模壓或者篩選法。所述拋光操作也可以是一種熱操作，簡單地說、例如把所述表面加熱到發光材料的屈服點。一種替代的方法是、可以用合適的噴鍍技術把一層致密的填料加到發光層的最后一層上。這可以用熱噴鍍方法來實現，即通過最后的發光材料的火焰或者等離子噴鍍等方法來實現。最好只是在所述發光層已經透露裂紋結構之后進行這種操作。
下文將參照附圖描述本發明的一些最佳實施例。唯一的一張附圖表示本發明的一種X射線圖象增強管。
如圖中所示的X射線圖象增強管包括一個入射窗2、一個出射窗和一個圓筒形外殼6、它們一起密封成一個真空空間8。空間8容納一個入射熒光屏10、一個出射熒光屏12和一個電子光學成象系統14。在該情況下，管子的入射窗由單獨的薄片構成，并且是由例如鐵、玻璃化碳黑或者鋁制成的;但是，在許多應用場個中最好用鈦制作入射窗。甚至對于具有大入射窗的管子，鈦入射窗也不需要大于、例如大約0.2毫米的厚度，因此待檢測的X射線束在其中的散射只是輕微的。因為入射窗不作為入射熒光屏的支撐物，所以，例如由于管子抽成真空而引起的入射窗的某些變形是允許的。入射熒光屏包括一個凹形支座16，該支座最好用鋁制成;由于支座16并不作為真空壁，所以它也可以是薄的。在該支座上形成發光材料層18、并且在其上形成光電陰極22，可能還有中間隔離層20。該入射熒光屏、例如連同已表示出來的屏蔽環23構成所述電子光學成象系統的第一電極24，該成象系統還包括一個聚焦電極26、一個第一陽極28和一個第二陽極30。可以把第二陽極30做成單獨的電極，但是從電子光學的觀點出發、也可以同出射熒光屏12構成一個電極。本實施例的出射熒光屏設置在光纖板32上，在該情況下光纖板32并不構成管子的出射窗、而只作為出射熒光屏的支座。本實施例的窗板32用彈性元件33安裝在陽極筒30中、組裝時與出射窗4緊貼著。但是，也可以用光纖構成出射窗、而將出射熒光屏直接安裝在它的內側面。外殼6(在本實施例中具有圓形的橫截面，但其截面也可以象出射窗、入射窗、可能還有出射熒光屏那樣是矩形的)在該情況下包括一個入射窗支架34、一個封焊環36、一個在本實施例中做成錐形的過渡環38、一個安裝在由例如不銹鋼做成的第一安裝環39和第二安裝環41之間的絕緣環40以及一個出射窗支架42。利用過渡環38、可以連同各安裝環39中的至少一個安裝環，能夠實現直徑上的任何變換。例如，實際可能的情況是一個所有圓環都具有相同直徑的圓柱體，例如對于具有比較小的直徑的管子的情況;所有圓環的圓形橫截面的直徑變換，但是也可以是矩形橫截面大小的變換;也可以是從矩形橫截面到圓形橫截面的變換，反之亦然。尤其可以構成如下的所述管子的模塊化安裝系統的組件入射窗與入射窗支架構成入射窗組件50。該組件對于具有相同規格的入射熒光屏的所有管子來說可以是相同的。
入射熒光屏可能與屏蔽環構成入射熒光屏組件52。在電子光學成象電場之外，這個組件可以備有如美國專利第4584468中所描述的用于構成光斑捕捉器(spot catcher)的圓環54以及用于把該入射熒光屏組件安裝在管子中的安裝部件56。為了安裝，使用了帶有連接到封焊環36上的絕緣體60的快動連接器(snap connection)58。
所述封焊環與焊接端61、63以及用于所述入射熒光屏組件52的所述安裝部件56構成外殼組件66。
所述過渡環與此處用于聚焦極26的安裝部件68、用于離子濺射泵72的連接孔70以及用于排氣管76的連接孔74構成錐形組件80。
絕緣環與所述安裝環以及焊接端81、83構成絕緣組件84。
出射窗與所述出射窗支架構成出射組件86。
所述聚焦陽極與安裝部件68構成聚焦組件90。
所述出射熒光屏與所述支座以及末級陽極(如果有的話)構成出射熒光屏組件92。
所述入射窗組件50可確定所述管子的規格和所述入射窗的特性。通常用鈦作為所述入射窗的材料(尤其對于具有較大規格的管子)，因此實際上管子的規格可確定不同入射窗組件的數目，因為對于圓形的以及矩形的入射窗，其直徑和幾何形狀是可能的變量。所述入射熒光屏組件可直接確定所述管子的規格，另外的變量可以是所述發光層的厚度和結構或制作。但是，對于許多相同規格的熒光屏、可以使用相同的發光層。然而，所述發光層和(或)光電陰極方面的差別并不改變所述組件的組成和結構，因此，使用完全相同的組件能夠實現具有不同的輻射變換特性的熒光屏。為了把該組件安裝在所述管子中，該組件包括、例如三個帶有用于快動連接的凸輪58的彈性連接器56。
外殼組件66包括用于安裝所述入射熒光屏組件的所述絕緣部件，并且對于所有具有相同入射熒光屏規格的管子來說可以是相同的。所述錐形組件80的尺寸一方面由于必要的、接到那里的真空密封接頭63的原因而由外殼組件的尺寸所決定，另一方面可能由帶有類似的真空密封接頭81的所述絕緣組件84的幾何形狀所決定。于是，所述錐形組件就可抵消所述兩個相鄰組件之間橫截面的差別。
在所述實施例中，離子濺射泵72被安裝在所述錐形組件上。這個泵的結構最好是這樣的，即，該泵的圓柱體側壁104起磁路閉合軛鐵的作用、以便把永久磁鐵(未示出)安裝在泵的兩個圓柱端面105上，從而消除了所述磁場對電子光學圖象的干擾作用。在許多管子規格中，能夠保證使所述離子濺射泵不從所述外殼組件伸出。此外，可以借助類似于所述連接管104把一個擴散裝置安裝在所述錐形組件上。該擴散裝置用于在、例如作為所述發光層的碘化銫(CsI)氣相淀積層上形成光電陰極。為此目的，在那個區域，所述陽極可以備有一個擴散小孔，并且在所述錐形組件的內側上，面對著所述連接管、可以設置一個擴散孔板。為了消除擴散小孔在成象電場中的干擾作用，可以用金屬網把該小孔封閉。所述連接管76最好做成薄壁管、以便在使用之后能夠在設有游離粒子的風險的情況下將該管子密封。也可以把該連接管做成、例如可以冷封焊的金屬管。為了簡化起見，沒有示出用于所述擴散裝置的公知的連接件。也可以這樣來安裝所述聚焦陽極、即使得其中的小孔不位于所述管子小孔之后。為了避免光從濺射離子泵進入，可以對著小孔70安裝一塊蓋板。在這里所示出的實施例中，對于許多類型的管子來說，其絕緣組件84可以是相同的、并且不包括另外的安裝部件。當由所述錐形組件80完全實現所需要的橫截面變換時，對于具有相同橫截面的出射窗組件來說、一個單一的絕緣組件就足夠了。該絕緣組件不僅起密封真空空間8的作用，而且尤其起使管子的出射部分與其入射部分在電氣上隔離的作用。在這兩部分之間加上、例如35千伏的電位差。所述聚焦組件90的尺寸與所述入射熒光屏的規格有密封的關系，但是如果整個電子光學系統允許的話，那末對于不同的入射熒光屏規格仍然可以使用相同的聚焦組件。入射熒光屏的特性上的差別對所述聚焦組件沒有影響，而對于許多類型的管子來說其出射部分是相同的、至少就幾何形狀來說是這樣。借助例如三個快動連接件68，以通常的方法把所述聚焦組件90懸掛在錐形組件80中，從而可以象入射熒光屏組件那樣、在不降低安裝精度的情況下比較容易地更換它。聚焦組件還可以包括已經提到的金屬網以及、例如一個鈦吸氣劑座和一個銻座。為了在所述那些電極上加上適當的電壓，這些電極包括、例如能夠通過管壁中的絕緣通道引出的連接銷、例如連接銷94。
權利要求
1.一種X射線圖象增強管，它包括一個入射窗(2)和一個出射窗(4)、它們連同一個圓柱形外殼(6)密封成一個真空空間(8)，在此真空空間中安裝著一個入射熒光屏(10)、一個出射熒光屏(12)和電子光學成象系統(14)的各電極，其特征在于至少若干對不同類型的管子來說相同的部件構成模塊化結構系統的組件。
2.如權利要求
1中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于所述出射窗(4)、所述出射熒光屏(12)、外殼部分和電極構成一些單元組件。
3.一種如權利要求
1或者2中所要求的X射線增強管，其特征在于在帶有加在其上的電極的所述外殼的縮小部分之后的出射段由很少幾個模塊化的組件構成。
4.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于為了把電極安裝在支架零件上，使用了可拆卸的和可重復連接的彈性凸輪連接。
5.一種如權利要求
1中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于所述入射窗和鄰接的窗支撐環均由金屬制成。
6.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于所述外殼部分包括一個入射支撐環、一個封焊環、一個錐形過渡環、一個安裝在兩個輔助金屬環之間的絕緣環以及一個出射窗支撐環。
7.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于借助彈性元件把所述出射熒光屏安裝在所述電子光學成象系統的一個陽極套筒與所述出射窗之間。
8.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于它包括一個具有同位于所述出射窗附近的外殼部分構成一個整體的磁軛鐵的離子的濺射泵。
9.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于所述外殼部分包括一個用不產生游離粒子的夾緊技術來進行真空密封的排氣管。
10.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于構成所述電子光學系統、并且該系統是可調的，以便在整個所述光電陰極表面上產生比較高的電場強度。
11.一種如權利要求
6或者7中所求的X射線圖象增強管，其特征在于在其上設置所述離子濺射泵和所述排氣管的所述外殼部分就是所述錐形外殼部分。
12.一種如上述權利要求
中任一項中所要求的X射線圖象增強管，其特征在于將所述外殼部分各環連接到各種環生產以后已設置的各接合面上。
專利摘要
按照一種模塊化的系統(該系統使用對盡可能多的不同類型的管子相同的組件)構成一種X射線圖象增強管。結果，因為能夠以高度的精確度來加工每一種組件，所以實現了高效的和可靠的生產。只要有可能，就將這些組件用可拆卸的方法組合成一個組件。
文檔編號H01J31/50GK87106155SQ87106155
公開日1988年3月16日 申請日期1987年9月1日
發明者巴特·范德艾克, 約翰內斯·尼古拉斯·范迪維爾, 恩格爾貝特斯·朗根, 基里斯蒂安·雅各伯斯·格拉德斯·胡伯特斯·武斯 申請人:菲利浦光燈制造公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan