一種環型碳納米冷陰極x射線管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種環型碳納米冷陰極X射線管，該X射線管可以包括X射線窗組件、殼體組件、冷陰極組件、柵極組件以及陽極組件；所述冷陰極組件包括內部中空的環型碳納米冷陰極，所述陽極組件包括鎢靶，所述鎢靶垂直于所述陽極組件軸線方向設置于所述陽極組件與所述陰極組件對應一端。本申請提供的環型碳納米冷陰極X射線管，結構簡單合理，具有成像更清晰、便于量產、節能、對人輻射量小、可長時間工作、設備體積小等優點。為碳納米冷陰極X射線管的大面積推廣使用鋪平了道路。
【專利說明】
一種環型碳納米冷陰極X射線管
技術領域
[0001]本實用新型涉及X射線管技術領域，特別是涉及一種環型碳納米冷陰極X射線管。
【背景技術】
[0002]X射線管是一種實現X射線可控發射的器件。它們被應用于各種系統中，例如，應用于醫療、工業、和安全等領域的X射線成像技術，光譜分析(X射線熒光光譜、X射線光電子能譜分析)，x射線衍射分析等。X射線管中產生X射線的原理是利用高能電子(幾萬電子伏特)，轟擊金屬靶，這些電子和靶材之間的相互作用增倍，直至發出X射線。X射線強度與達到靶材材料上的電子流成正比。X射線的穿透性與靶材料上的施加電壓成正比。X射線的發射面積由電子束轟擊靶材的范圍決定，一般通過X射線管中的電子光學裝置可將電子束聚焦在靶材上很小的區域，以此形成小發射焦斑。
[0003]傳統X射線管一般采用熱陰極，通過加熱真空管內的金屬絲達到上千攝氏度高溫來產生高能電子。但熱陰極存在體積較大、電子發射調制時間較長(毫秒級別)、功耗大等缺陷。針對熱陰極的這些缺陷，性能優良的冷陰極的研究應運而生。室溫下，陰極在電場作用下發射電子(稱為場發射)，因此場發射具有更高的能量利用率。此外，場發射還具有一些獨特的性質，例如，對電場變化的快速響應，對溫度波動和輻射不敏感，發射出的電子束高度可控，高開關比，電子的彈道傳輸，而且很小的電壓調制范圍就可以調制很大的電流范圍。
[0004]然而現有技術中開始使用的冷陰極是餅狀的，電子直接打到鎢靶上，在此過程中，聚焦程度難以保證。采用玻璃外殼，易碎，不適合量產。鎢靶與軸向成10-20度角，X光射線從X射線管側邊射出，這樣使得產品體積無法縮小攜帶以及使用都非常不方便。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型提供了一種環型碳納米冷陰極X射線管。
[0006]本實用新型提供了如下方案:
[0007]—種環型碳納米冷陰極X射線管，包括:X射線窗組件、殼體組件、冷陰極組件、柵極組件以及陽極組件;其特征在于，包括:
[0008]所述殼體組件包括第一殼體以及第二殼體，所述第一殼體以及第二殼體通過中環相連，所述第一殼體內部形成第一腔室，所述第二殼體內部形成第二腔室，所述第一腔室與所述第二腔室內部導通并形成真空空間;所述X射線窗組件與所述冷陰極組件相連，所述冷陰極組件通過上環與所述第一殼體相連，并置于所述第一腔室內；所述陽極組件通過下環與所述第二殼體相連，并置于所述第二腔室內；所述柵極組件位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間；
[0009]其中，所述冷陰極組件包括內部中空的環型碳納米冷陰極，所述陽極組件包括鎢靶，所述鎢靶垂直于所述陽極組件軸線方向設置于所述陽極組件與所述冷陰極組件對應一端。
[0010]優選地:所述陽極組件設置有鎢靶一端安裝有陽極屏蔽罩。[0011 ]優選地:所述X射線窗組件包括窗口座以及窗口法蘭，所述冷陰極組件包括陰極法---，
[0012]所述窗口座通過亞氬弧焊工藝與所述窗口法蘭相連，所述窗口法蘭通過螺栓與所述陰極法蘭相連，所述陰極法蘭通過真空釬焊工藝與所述上環相連。
[0013]優選地:所述冷陰極組件還包括陰極外罩以及陰極內罩，所述陰極外罩與所述陰極法蘭相連，所述陰極內罩與所述陰極外罩相連。
[0014]優選地:所述X射線窗組件包括鈹窗，所述鈹窗與所述窗口座相連。
[0015]優選地:所述第二殼體為陶瓷材質波紋狀殼體。
[0016]優選地:還包括聚焦組件，所述聚焦組件包括聚焦頭，所述聚焦頭位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間置于所述第二腔室內，并與所述中環固定相連。
[0017]優選地:還包括吸氣劑放置組件，所述吸氣劑放置組件位于所述第一腔室內。
[0018]優選地:還包括排氣管組件，所述排氣管組件通過排氣管法蘭與所述陽極組件相連，所述排氣管用于將所述第一腔室以及所述第二腔室內的空氣排出，以便所述第一腔室與所述第二腔室內部形成真空空間。
[0019]根據本實用新型提供的具體實施例，本實用新型公開了以下技術效果:
[0020]通過本實用新型，可以實現一種環型碳納米冷陰極X射線管，在一種實現方式下，該X射線管可以包括X射線窗組件、殼體組件、冷陰極組件、柵極組件以及陽極組件;其特征在于，包括:所述殼體組件包括第一殼體以及第二殼體，所述第一殼體以及第二殼體通過中環相連，所述第一殼體內部形成第一腔室，所述第二殼體內部形成第二腔室，所述第一腔室與所述第二腔室內部導通并形成真空空間;所述X射線窗組件與所述冷陰極組件相連，所述冷陰極組件通過上環與所述第一殼體相連，并置于所述第一腔室內；所述陽極組件通過下環與所述第二殼體相連，并置于所述第二腔室內；所述柵極組件位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間；其中，所述冷陰極組件包括內部中空的環型碳納米冷陰極，所述陽極組件包括鎢靶，所述鎢靶垂直于所述陽極組件軸線方向設置于所述陽極組件與所述陰極組件對應一端。本申請提供的環型碳納米冷陰極X射線管，結構簡單合理，具有成像更清晰、便于量產、節能、對人輻射量小、可長時間工作、設備體積小等優點。為冷陰極X射線管的大面積推廣使用鋪平了道路。
[0021]當然，實施本實用新型的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1是本實用新型實施例提供的一種環型碳納米冷陰極X射線管的結構示意圖。
[0024]圖中:第一殼體1、第二殼體2、上環3、中環4、下環5、環型碳納米冷陰極6、鎢靶7、陽極屏蔽罩8、窗口座9、窗口法蘭10、陰極法蘭11、陰極外罩12、陰極內罩13、鈹窗14、聚焦頭
15、吸氣劑放置組件16、排氣管組件17、排氣管法蘭18。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0026]實施例
[0027]參見圖1，為本實用新型實施例提供的一種環型碳納米冷陰極X射線管，如圖1所示，該環型碳納米冷陰極X射線管，包括X射線窗組件、殼體組件、冷陰極組件、柵極組件以及陽極組件;其特征在于，包括:
[0028]所述殼體組件包括第一殼體I以及第二殼體2，所述第一殼體I以及第二殼體I通過中環4相連，所述第一殼體I內部形成第一腔室，所述第二殼體2內部形成第二腔室，所述第一腔室與所述第二腔室內部導通并形成真空空間；所述X射線窗組件與所述冷陰極組件相連，所述冷陰極組件通過上環與所3述第一殼體I相連，并置于所述第一腔室內；所述陽極組件通過下環5與所述第二殼體2相連，并置于所述第二腔室內；所述柵極組件位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間；具體設定柵極時，可以根據設計需要的位置進行安裝。
[0029]其中，所述冷陰極組件包括內部中空的環型碳納米冷陰極6，所述陽極組件包括鎢靶7，所述鎢靶7垂直于所述陽極組件軸線方向設置于所述陽極組件與所述冷陰極組件對應一端。現有技術中鎢靶與軸向通常成10-20度角，X光射線從X射線管側邊射出，本申請實施例提供的鎢靶與軸向成90度，X光從縱軸方向射出，這種設計有利于縮小產品體積，為便攜式，微型化提供便利。所述陽極組件設置有鎢靶一端安裝有陽極屏蔽罩8。該陽極屏蔽罩8可以起到吸附屏蔽的作用，由于雜亂電子在真空室內不按設計的要求運動，會破壞真空室內的按照設計運動方向運動的電子，加上陽極保護罩后，可以屏蔽掉大部分雜亂電子，保證真空室內的電子可以很好的按照設計要求的方向運動。
[0030]所述X射線窗組件包括窗口座9以及窗口法蘭10，所述冷陰極組件包括陰極法蘭11;所述窗口座9通過亞氬弧焊工藝與所述窗口法蘭10相連，所述窗口法蘭10通過螺栓與所述陰極法蘭11相連，所述陰極法蘭11通過真空釬焊工藝與所述上環3相連。所述冷陰極組件還包括陰極外罩12以及陰極內罩13，所述陰極外罩12與所述陰極法蘭11相連，所述陰極內罩13與所述陰極外罩12相連。所述X射線窗組件包括鈹窗14，所述鈹窗14與所述窗口座9相連。
[0031]所述第二殼體2為陶瓷材質波紋狀殼體。本申請實施例提供的第二殼體一方面有利于規模化加工生產，另一方面波紋狀的設計使得該殼體具有更加優異的散熱性能。為了解決傳統射線管普遍存在的聚焦效果不好的問題，本申請實施例還可以包括聚焦組件，所述聚焦組件包括聚焦頭15，所述聚焦頭15位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間置于所述第二腔室內，并與所述中環4固定相連。本申請實施例提供的射線管采用環裝冷陰極同時加載聚焦頭的設計，可大幅提高聚焦度，形成較小焦斑，使得成像更加清晰。還可以包括吸氣劑放置組件16，所述吸氣劑放置組件16位于所述第一腔室內。該吸氣劑可以在進行射線管封裝時，吸收產生的有毒氣體。還包括排氣管組件17，所述排氣管組件17通過排氣管法蘭18與所述陽極組件相連，所述排氣管用于將所述第一腔室以及所述第二腔室內的空氣排出，以便所述第一腔室與所述第二腔室內部形成真空空間。本申請實施例提供的射線管采用可以高頻電源，頻率為10-20千赫茲，使用時不需要預熱，如果用于成像，0.2秒之內就可以完成拍攝工作，加之不是持續發射X光，物體所受X光輻射只是普通射線管輻射量的20%，對環境更安全。產品外部采用波紋形外形，保證散熱。持續工作能力強。普通X光管設計工作時間為5分鐘，就需要停機休息5分鐘。該射線管在工作時，可連續工作24小時。
[0032]總之，通過本申請提供的環型碳納米冷陰極X射線管，結構簡單合理，可以調節柵極電壓使成像更清晰、便于量產、節能、對人輻射量小、可長時間工作、設備體積小等優點。為冷陰極X射線管的大面積推廣使用鋪平了道路。
[0033]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0034]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種環型碳納米冷陰極X射線管，包括X射線窗組件、殼體組件、冷陰極組件、柵極組件以及陽極組件;其特征在于，包括: 所述殼體組件包括第一殼體以及第二殼體，所述第一殼體以及第二殼體通過中環相連，所述第一殼體內部形成第一腔室，所述第二殼體內部形成第二腔室，所述第一腔室與所述第二腔室內部導通并形成真空空間;所述X射線窗組件與所述冷陰極組件相連，所述冷陰極組件通過上環與所述第一殼體相連，并置于所述第一腔室內；所述陽極組件通過下環與所述第二殼體相連，并置于所述第二腔室內；所述柵極組件位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間； 其中，所述冷陰極組件包括內部中空的環型碳納米冷陰極，所述陽極組件包括鎢靶，所述鎢靶垂直于所述陽極組件軸線方向設置于所述陽極組件與所述冷陰極組件對應一端。2.根據權利要求1所述的X射線管，其特征在于，所述陽極組件設置有鎢靶一端安裝有陽極屏蔽罩。3.根據權利要求1所述的X射線管，其特征在于，所述X射線窗組件包括窗口座以及窗口法蘭，所述冷陰極組件包括陰極法蘭； 所述窗口座通過亞氬弧焊工藝與所述窗口法蘭相連，所述窗口法蘭通過螺栓與所述陰極法蘭相連，所述陰極法蘭通過真空釬焊工藝與所述上環相連。4.根據權利要求3所述的X射線管，其特征在于，所述冷陰極組件還包括陰極外罩以及陰極內罩，所述陰極外罩與所述陰極法蘭相連，所述陰極內罩與所述陰極外罩相連。5.根據權利要求3所述的X射線管，其特征在于，所述X射線窗組件包括鈹窗，所述鈹窗與所述窗口座相連。6.根據權利要求1所述的X射線管，其特征在于，所述第二殼體為陶瓷材質波紋狀殼體。7.根據權利要求1至6任意一項所述的X射線管，其特征在于，還包括聚焦組件，所述聚焦組件包括聚焦頭，所述聚焦頭位于所述冷陰極組件以及所述陽極組件之間置于所述第二腔室內，并與所述中環固定相連。8.根據權利要求1至6任意一項所述的X射線管，其特征在于，還包括吸氣劑放置組件，所述吸氣劑放置組件位于所述第一腔室內。9.根據權利要求1至6任意一項所述的X射線管，其特征在于，還包括排氣管組件，所述排氣管組件通過排氣管法蘭與所述陽極組件相連，所述排氣管用于將所述第一腔室以及所述第二腔室內的空氣排出，以便所述第一腔室與所述第二腔室內部形成真空空間。
【文檔編號】H01J35/06GK205508763SQ201620031678
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月14日
【發明人】方鋼群, 潘松文
【申請人】黃石上方檢測設備有限公司