用于X射线管的电子释放源、阴极装置及X射线装置的制作方法

用于x射线管的电子释放源、阴极装置及x射线装置
技术领域
1.本公开涉及x射线领域。具体地，本公开涉及用于x射线管的电子释放源、阴极装置及x射线装置。


背景技术：

2.x射线管在真空气氛的真空容器中设有释放热电子的阴极、通过与释放的热电子发生碰撞从而产生x射线的阳极。阴极具备电子释放源和收容电子释放源的阴极头。电子释放源由释放电子的灯丝和支撑灯丝的支撑杆构成。灯丝设置成与阴极头电绝缘。灯丝通过焊接与支撑杆接合。
3.灯丝被流过的电流所产生的热量加热，向阳极释放热电子。随着电子释放而被反复加热，从而引起灯丝与支撑杆之间的焊接应力释放。因此，应力释放时可能引起灯丝与支撑杆焊接处发生位置偏移。灯丝偏移可能导致电子在阳极靶面上的焦点位置发生偏移。还有可能导致灯丝接触阴极头，发生灯丝电流短路。
4.目前，x射线管阴极灯丝通常采用钨材质制作而成，在阴极装配时一般采用熔融焊接技术将其与支撑杆连接在一起，为了保证灯丝不发生偏移，支撑杆通常采用耐高温、塑性好且不易变形的金属制作而成。但是在灯丝和支撑杆进行焊接时，温度非常高，从而会产生大量且集中的焊接应力，而由于焊接时的温度较高，导致这部分焊接应力难以在后道加工工序中消除。在x射线管正常工作时，灯丝被反复加热，焊接应力会在灯丝加热和冷却的过程中进行缓慢的释放，从而引起灯丝偏移。灯丝偏移可能导致电子在阳极靶面上的焦点位置发生偏移。还有可能导致灯丝接触阴极头，发生灯丝电流短路，导致x射线管故障。
5.因此，人们期望能够解决上述问题。


技术实现要素：

6.鉴于此，本公开提出了一种用于x射线管的电子释放源、阴极装置及x射线装置，以至少解决现有技术中灯丝偏移可能导致的电子在阳极靶面上的焦点位置发生偏移的问题，从而可以有效降低灯丝偏移引起的x射线管失效，从而降低x射线管故障率。
7.根据本公开的实施例，提供了一种用于x射线管的电子释放源，该电子释放源可以包括：灯丝，灯丝在被加热时释放热电子，灯丝的两端具有互相平行且与灯丝的长度方向垂直的焊接脚；支撑杆，支撑杆通过焊接脚与灯丝焊接；以及陶瓷定位块，陶瓷定位块的中间开有细长孔，焊接脚穿过细长孔与支撑杆相连。
8.通过采用陶瓷定位块对灯丝位置进行固定，避免了灯丝在使用时发生偏移的可能性，从而降低x射线管的早期失效并能延长球管使用寿命。
9.根据本公开的实施例，陶瓷定位块可以具有扁平的细长结构。
10.提供了陶瓷定位块的一种具体结构。由于常见的灯丝一般为细长条状，将陶瓷定位块设置为扁平的细长结构使得能够方便地容纳灯丝的焊接脚，并且能够减少用材，降低制作成本。
11.根据本公开的实施例，细长孔的宽度可以大于焊接脚的直径。
12.可以将细长孔的宽度设置为稍大于焊接脚的直径，使得焊接脚能够穿过陶瓷定位块的细长孔，并且起到固定焊接脚的作用。
13.根据本公开的实施例，支撑杆可以为l型结构。
14.支撑杆设置为具有短边和长边的l型结构，其中短边较细长而长边较粗，短边可以焊接到灯丝，长边可以与陶瓷基座固定。该l型结构使得支撑杆能稳固地固定灯丝。
15.根据本公开的另一实施例，提供了一种用于x射线管的阴极装置。阴极装置可以包括：电子释放源，该电子释放源包括：灯丝，灯丝在被加热时释放热电子，灯丝的两端具有互相平行且与灯丝的长度方向垂直的焊接脚；支撑杆，支撑杆通过焊接脚与灯丝焊接；和陶瓷定位块，陶瓷定位块的中间开有细长孔，焊接脚穿过细长孔与支撑杆相连；以及收容电子释放源的阴极头。
16.通过采用陶瓷定位块对灯丝位置进行固定，避免了灯丝发生偏移导致灯丝接触阴极头，发生灯丝电流短路，导致x射线管故障。
17.根据本公开的另一实施例，阴极头可以包括围绕陶瓷定位块的周向设置的灯丝定位槽，陶瓷定位块可以容纳在灯丝定位槽中。
18.在阴极头中设置灯丝定位槽，用于定位灯丝的位置，该灯丝定位槽的尺寸稍大于陶瓷定位块的尺寸，使得陶瓷定位块能容纳于灯丝定位槽中，以方便地设置陶瓷定位块防止灯丝偏移。
19.根据本公开的另一实施例，阴极头还可以包括限位块，限位块安装在灯丝定位槽中，位于陶瓷定位块沿灯丝的长度方向的两端。
20.将限位块沿灯丝的长度方向的两端固定陶瓷定位块，能够防止陶瓷定位块移动。
21.根据本公开的另一实施例，阴极装置还可以包括陶瓷绝缘套和陶瓷基座，支撑杆固定至陶瓷基座，陶瓷绝缘套设置在陶瓷基座和阴极头之间。
22.通过设置陶瓷绝缘套，可以保护阴极头的内部构造，与外部导体绝缘。陶瓷基座能够进一步固定支撑杆，使得阴极装置的整体结构更加稳固。
23.根据本公开的又一实施例，提供了一种x射线装置。x射线装置可以包括：
24.阴极装置，阴极装置包括电子释放源和收容电子释放源的阴极头，其中，电子释放源包括：灯丝，灯丝在被加热时释放热电子，灯丝的两端具有互相平行且与灯丝的长度方向垂直的焊接脚；支撑杆，支撑杆通过所述焊接脚与灯丝焊接；和陶瓷定位块，陶瓷定位块的中间开有细长孔，焊接脚穿过所述细长孔与所述支撑杆相连；
25.阳极装置，通过与电子释放源释放的热电子发生碰撞产生x射线；以及
26.外壳，阴极装置和阳极装置密封在外壳内。
27.具有上述结构的x射线装置可以避免灯丝在使用时发生偏移的可能性，从而降低x射线装置的早期失效并能延长x射线装置的使用寿命。
附图说明
28.此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
29.图1是根据本公开的实施例的用于x射线管的电子释放源的示意图；
30.图2是根据本公开的实施例的用于x射线管的阴极装置的示意图；
31.图3是根据本公开的实施例的用于x射线管的阴极装置的正视图；
32.图4是根据本公开的实施例的用于x射线管的阴极装置的侧视图；
33.图5是根据本公开的实施例的x射线装置的框图；以及
34.图6是根据本公开的实施例的陶瓷定位块的3d示意图。
35.附图标号说明
36.10：电子释放源；
37.101：灯丝；
38.1011：焊接脚；
39.103：支撑杆；
40.105：陶瓷定位块；
41.1051：细长孔；
42.20：阴极装置；
43.201：阴极头；
44.2011：限位块；
45.202：灯丝定位槽；
46.203：陶瓷绝缘套；
47.205：陶瓷基座；
48.30：x射线装置；
49.301：阳极装置；
50.303：外壳。
具体实施方式
51.为了使本技术领域的人员更好地理解本公开方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
52.根据本公开的实施例，提供了一种用于x射线管的电子释放源。图1是根据本公开的实施例的用于x射线管的电子释放源10的示意图。
53.如图1所示，电子释放源10可以包括灯丝101、支撑杆103和陶瓷定位块105。
54.灯丝101在被加热时可以释放热电子，灯丝101的两端具有互相平行且与灯丝101的长度方向垂直的焊接脚1011。
55.具体地，灯丝101通常为细长条结构，且呈螺旋状。在与灯丝101的螺旋长度方向垂直的方向上，在灯丝101两端设置有焊接脚1011。灯丝101可以根据需要采用例如星形的其他结构。
56.支撑杆103可以被配置为通过焊接脚1011与灯丝101焊接。
57.具体地，在阴极装配时，一般采用熔融焊接技术将灯丝101与支撑杆103连接在一起。支撑杆103通常采用耐高温、塑性好且不易变形的金属制作而成。
58.陶瓷定位块105的中间可以开有细长孔，焊接脚1011穿过细长孔与支撑杆103相连。
59.具体地，陶瓷定位块105沿其长轴开有细长孔。陶瓷定位块105还可以被设置为圆形、矩形、多边形等规则几何形状或者使焊接脚1011能够穿过陶瓷定位块105开有的细长孔而与支撑杆103相连的任何其他形状。
60.陶瓷定位块105可以具有扁平的细长结构。
61.具体地，陶瓷定位块105的形状可以根据灯丝101两端的焊接脚1011设置。例如，灯丝101为螺旋状细长体，其两端的焊接脚1011在灯丝101的长度方向上与焊接脚1011的直径构成一个长方形，因此陶瓷定位块105可以配置为扁平的细长结构以匹配该长方形的形状。但陶瓷定位块105的结构不限于此，根据实际需要也可以设置为其他结构。
62.细长孔的宽度可以大于焊接脚1011的直径。
63.具体地，可以将细长孔的宽度设置为稍大于焊接脚1011的直径，使得最大限度地固定焊接脚1011的位置，防止灯丝101偏移。
64.支撑杆103可以为l型结构。
65.具体地，支撑杆103可以设置为具有短边和长边的l型结构，其中短边较细长而长边较粗，短边可以焊接到灯丝101，长边可以与陶瓷基座固定。然而，支撑杆103的结构不限于此，支撑杆103可以采用例如柱状结构。
66.根据本公开的用于x射线管的电子释放源10，通过在灯丝101与支撑杆103之间设置陶瓷定位块105，可以在释放灯丝101与支撑杆103之间的焊接应力时避免灯丝101与支撑杆103焊接处发生位置偏移。
67.图2是根据本公开的实施例的用于x射线管的阴极装置的示意图，图3是根据本公开的实施例的用于x射线管的阴极装置20的正视图，以及图4是根据本公开的实施例的用于x射线管的阴极装置的侧视图。
68.参照图2，阴极装置20可以包括电子释放源10以及收容电子释放源10的阴极头201。
69.电子释放源10容纳在阴极头201中，电子释放源10的结构与图1所示相同，在此不再赘述。
70.参照图6，阴极头201可以包括围绕陶瓷定位块105的周向设置的灯丝定位槽202，陶瓷定位块105可以容纳在灯丝定位槽202中。
71.具体地，灯丝定位槽202设置在灯丝101和支撑杆103之间，用于定位灯丝101的位置。陶瓷定位块105以例如卡合的方式安装在灯丝定位槽202中。
72.参照图3和图6，阴极头201还可以包括限位块2011，限位块2011安装在灯丝定位槽202中，位于陶瓷定位块105沿灯丝101的长度方向的两端。
73.具体地，参照图6，限位块2011分别设置在陶瓷定位块105两端，并且与陶瓷定位块105一起容纳在灯丝定位槽202中。
74.阴极装置20还可以包括陶瓷绝缘套203和陶瓷基座205，支撑杆103固定至陶瓷基座205，陶瓷绝缘套203设置在陶瓷基座205和阴极头201之间。
75.具体地，支撑杆103被设置为插入陶瓷基座205中。
76.根据本公开的用于x射线管的阴极装置20可以防止灯丝101偏移，避免灯丝101接
触阴极头201，发生灯丝101的电流短路。
77.图4中示出设置有两个陶瓷定位块105的阴极装置20的结构。具体地，根据实际需要，在一个阴极装置20中可以设置有一根或两根灯丝101，或者设置多根灯丝101。相应地，针对每根灯丝101，可以在灯丝101的焊接脚1011和支撑杆103之间设置一个陶瓷定位块105，以防止灯丝101偏移。
78.根据本公开的用于x射线管的阴极装置20，针对一根或多根灯丝101设置一个或多个陶瓷定位块105，使得制造方法涉及简单且易于操作。
79.图5是根据本公开的实施例的x射线装置30的框图，x射线装置30可以包括阴极装置20、阳极装置301以及外壳303。
80.阴极装置20的结构如图2至图4所示，在此不再赘述。
81.阳极装置301通过与阴极装置20的电子释放源释放的热电子发生碰撞产生x射线，并且阴极装置20和阳极装置301密封在外壳303内。外壳303可以例如由陶瓷或玻璃材料制成。
82.图6是根据本公开的实施例的陶瓷定位块105的3d示意图。
83.具体地，图6示出了扁平的细长结构的陶瓷定位块105，陶瓷定位块105沿其长度方向开有细长孔1051，焊接脚1011能够穿过陶瓷定位块105开有的细长孔1051而与支撑杆103相连。
84.图6仅仅以举例的方式示出了陶瓷定位块105的3d示意图，但本公开并不限于此，可以根据用户实际需要设置陶瓷定位块105的形状。
85.在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，模块或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
86.所述作为分离部件说明的单元或模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元或模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元或模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元或模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元或模块来实现本实施例方案的目的。
87.另外，在本公开各个实施例中的各功能单元或模块可以集成在一个处理单元或模块中，也可以是各个单元或模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元或模块集成在一个单元或模块中。上述集成的单元或模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元或模块的形式实现。
88.以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。