本发明专利技术公开一种X射线源装置，包括电子枪组件；电子枪组件内设置有电子源；电子源在第一高压元件作用下产生电子束，且第一高压元件使电子源处于负高压环境；磁偏转组件内安装有中心轴；中心轴外周面安装有线圈部；磁聚焦组件用于将电子束聚焦；旋转靶组件内设置有靶；永磁体在磁场作用下使靶旋转；靶在第二高压元件的作用下处于正高压环境；电子束贯穿中心轴及磁聚焦组件并照射在靶上；靶将电子束反射并从铍窗射出。本发明专利技术通过将电子源和靶分别处于负高压环境和正高压环境，使电子束加速远离电子源并朝向靶移动，提高了管电压的上限，降低了管靶被击穿的风险，使射线管能穿过更厚的样品进行成像，大大延长了射线管的寿命。大大延长了射线管的寿命。大大延长了射线管的寿命。
【技术实现步骤摘要】
一种X射线源装置
[0001]本专利技术涉及电子发射
，特别是涉及一种X射线源装置。
技术介绍
[0002]X射线是高速运动的电子在与物质相互作用中产生的。在X射线管中，从阴极发射的电子，经阴极、阳极间的电场加速后，轰击X射线管靶，将其动能传递给靶上的原子。其中约有1%左右的能量转化为X射线，并从X射线照射窗中射出。阴极发射的电子会被聚焦到靶上的一个点，称为X射线焦点；源所发出的X射线均从X射线焦点以一个特定的发射角射出，应用于工业或科研无损检测/成像之中。
[0003]在无损检测中，X射线通过样品，之后由X射线相机等探测器进行成像。由于X射线对于样品内不同结构、材料穿透能力的不同，其内部结构就可以被X射线相机所采集并在电脑上呈现。通常，较密集或厚的材料以及包含有高比例的原子序数的原子或离子会相对较大程度地阻碍X射线的通过，导致成像不清晰。
[0004]较高的管电压可以发出较高能量的X射线光子，能够穿透较厚的样品。所以管电压越高，X射线的穿透能力越强。X射线线源的焦点尺寸越小，图像的分辨率越高，图片也越清晰。管电流越大，单位时间内照射到样品上的X射线光子就越多；成像的信噪比越好，所需的曝光时间也越短。
[0005]综上所述，样品厚可以考虑调高管电压；样品的结构精细可以选择较小的焦点尺寸；希望缩短成像时间，则可以尝试增加管电流。但事实情况不总是如此理想。为了图像的质量（分辨率和信噪比），我们经常需要选择较小的焦点尺寸和较高的管电流。但若是要增加管电压，聚焦在焦点上的功率（功率=管电流/>×
管电压）会增强，而且聚集在尺寸很小的焦点上，过高的能量非常容易打坏产生X射线的管靶，这导致我们在保证图像质量的难以同时兼顾厚样品成像所需要的穿透能力。
[0006]因此，亟需设计一种X射线源装置。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是提供一种X射线源装置，以解决上述现有技术存在的问题，能够通过双端高压的方式，提高了管电压的上限，降低了管靶被击穿的风险，结合了旋转靶材的使用，大大延长了射线管的寿命，结构上也便于更换靶材和灯丝等耗材，搭配晶体光栅的高性能线阵探测器更是让曲面效应以及射线散射现象等得到根本解决。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种X射线源装置，包括电子枪组件；所述电子枪组件内设置有电子源；所述电子源在第一高压元件作用下产生电子束，且所述第一高压元件使所述电子源处于负高压环境；磁偏转组件；所述磁偏转组件内安装有中心轴；所述中心轴外周面安装有线圈部，所述线圈部用于实现所述电子束偏移；磁聚焦组件；所述磁聚焦组件用于将所述电子束聚焦；
旋转靶组件；所述旋转靶组件内设置有靶；所述靶与永磁体同轴设置；所述永磁体在磁场作用下使所述靶旋转；所述靶在第二高压元件的作用下处于正高压环境；所述电子束贯穿所述中心轴及磁聚焦组件并照射在所述靶上；所述靶将所述电子束反射并从铍窗射出。
[0009]所述电子枪组件包括金属外环；所述金属外环一侧端面安装有所述磁偏转组件；所述金属外环另一侧端面固定安装有第一绝缘元件，且所述第一绝缘元件伸入所述金属外环内且固定安装有所述电子源；所述第一绝缘元件中心开设有通孔，所述第一高压元件贯穿所述通孔且与所述电子源相互作用；所述金属外环侧壁还安装有泵组，所述泵组用于提供真空环境。
[0010]所述电子源内的灯丝为钨丝、六硼化镧或六硼化铈。
[0011]所述第一高压元件提供相对于所述金属外环内腔不高于
‑
160KV的电势差；所述金属外环接地；所述金属外环内腔保持不低于10
‑4Pa的真空度。
[0012]所述磁偏转组件包括盖板和磁偏转外环；所述盖板与所述金属外环端面轴向密封；所述盖板上固定安装有所述线圈部；所述中心轴中心开设有用于所述电子束通过的调节通道；所述中心轴一端密封安装在所述盖板中心；所述中心轴另一端密封安装在所述磁聚焦组件的内极靴内；所述磁偏转外环上开设有通电接口，且所述磁偏转外环用于连接所述金属外环和内极靴；所述金属外环，磁偏转外环和内极靴还通过铰链连接。
[0013]所述线圈部包括固定安装在所述盖板上的线圈安装架；所述线圈安装架上等间距安装有若干组线圈；所述线圈外周面还设置有线圈外环。
[0014]所述磁聚焦组件还包括外极靴，聚焦线圈和光阑；所述外极靴与内极靴一体成型，且所述外极靴与内极靴内安装有所述聚焦线圈；所述外极靴与内极靴内形成有聚焦通道，所述聚焦通道一端与所述调节通道连通；所述聚焦通道另一端通过所述光阑与旋转靶组件连通。
[0015]所述外极靴通过中间板和L形板与所述旋转靶组件相连接；所述光阑一端密封安装在所述外极靴内，所述光阑另一端贯穿所述中间板且置于所述旋转靶组件内；所述L形板一端与所述外极靴侧壁固定连接；所述L形板另一端固定安装在所述中间板侧壁。
[0016]所述旋转靶组件包括靶室；所述靶室连接有所述中间板的侧壁开设有与所述聚焦通道连通的电子束通道；所述靶室外侧壁开设有用于安装电磁铁的安装槽；所述电磁铁与置于所述靶室内腔的所述永磁体相互作用产生磁场；所述靶为伞状结构，所述靶通过轴承安装在第二绝缘元件上；所述第二高压元件贯穿安装在所述第二绝缘元件中心开设的通孔；所述靶的伞状斜面与所述电子束位置对应，且将所述电子束反射至所述靶室侧壁设置的所述铍窗处。
[0017]所述第二高压元件提供相对于所述靶室内腔不低于+160KV的电势差。
[0018]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术通过设置电子源和真空腔室的壁之间具有高的负电势差，并且在真空腔室的壁和x射线靶之间具有高的正电势差，电子束不仅被加速远离电子源，而且朝向靶被加速。总的加速电势是源和靶之间的电势差，因此，降低了真空击穿的风险。
[0019]使射线管能穿过更厚的样品进行成像，结合了旋转靶材的使用，大大延长了射线管的寿命，结构上也便于更换靶材和灯丝等耗材，焦点可达到0.25μm，成像质量优越。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术整体结构示意图；图2为电子枪组件示意图；图3为磁偏转组件示意图；图4为磁偏转组件端面结构示意图；图5为磁聚焦组件与旋转靶组件示意图；其中，1、电子枪组件；2、磁偏转组件；3、磁聚焦组件；4、旋转靶组件；101、金属外环；102、电子源；103、第一高压元件；104、第一绝缘元件；105、泵组；201、盖板；202、线圈安装架；203、线圈外环；204、中心轴；205、磁偏转外环；206、通电接口；207、线圈；208、铰链；301、聚焦线圈；302、内极靴；303、外极靴；304、光阑；401、中间板；402、L形板；403、靶室；404、铍窗；405、高压元件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种X射线源装置，其特征在于，包括：电子枪组件（1）；所述电子枪组件（1）内设置有电子源（102）；所述电子源（102）在第一高压元件（103）作用下产生电子束，且所述第一高压元件（103）使所述电子源（102）处于负高压环境；磁偏转组件（2）；所述磁偏转组件（2）内安装有中心轴（204）；所述中心轴（204）外周面安装有线圈部，所述线圈部用于实现所述电子束偏移；磁聚焦组件（3）；所述磁聚焦组件（3）用于将所述电子束聚焦；旋转靶组件（4）；所述旋转靶组件（4）内设置有靶（407）；所述靶与永磁体（408）同轴设置；所述永磁体（408）在磁场作用下使所述靶（407）旋转；所述靶（407）在第二高压元件（405）的作用下处于正高压环境；所述电子束贯穿所述中心轴（204）及磁聚焦组件（3）并照射在所述靶（407）上；所述靶（407）将所述电子束反射并从铍窗（404）射出。2.根据权利要求1所述的一种X射线源装置，其特征在于：所述电子枪组件（1）包括金属外环（101）；所述金属外环（101）一侧端面安装有所述磁偏转组件（2）；所述金属外环（101）另一侧端面固定安装有第一绝缘元件（104），且所述第一绝缘元件（104）伸入所述金属外环（101）内且固定安装有所述电子源（102）；所述第一绝缘元件（104）中心开设有通孔，所述第一高压元件（103）贯穿所述通孔且与所述电子源（102）相互作用；所述金属外环（101）侧壁还安装有泵组（105），所述泵组（105）用于提供真空环境。3.根据权利要求1所述的一种X射线源装置，其特征在于：所述电子源（102）内的灯丝为钨丝、六硼化镧或六硼化铈。4.根据权利要求2所述的一种X射线源装置，其特征在于：所述第一高压元件（103）提供相对于所述金属外环（101）内腔不高于
‑
160KV的电势差；所述金属外环（101）接地；所述金属外环（101）内腔保持不低于10
‑4Pa的真空度。5.根据权利要求2所述的一种X射线源装置，其特征在于：所述磁偏转组件（2）包括盖板（201）和磁偏转外环（205）；所述盖板（201）与所述金属外环（101）端面轴向密封；所述盖板（201）上固定安装有所述线圈部；所述中心轴（204）中心开设有用于所述电子束通过的调节通道；所述中心轴（204）一端密封安装在所述盖板（201）中心；所述中心轴（204）另一端密封安装在所述磁聚焦组件（3）的内极靴（302）...
【专利技术属性】
技术研发人员：喻永生，魏俊，孙丽，杨韬，张丽姣，
申请(专利权)人：安徽科昂新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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