HV系统及用于单极CT管的方法技术方案

一种用于单极Ｘ射线装置（１０）的ＨＶ绝缘体系统（１１），包括：　　　　绝缘体（１３）的第一侧面（５０），所述第一侧面（５０）包括基本上呈圆锥形的中央部（５６）；　　　　绝缘体（１３）的第二侧面（６２），限定出联接到ＨＶ连接器（１７）上的平面；以及　　　　所述第一侧面（５０）和所述第二侧面（６２）的带法兰的外边缘（６６），所述带法兰的外边缘（６６）联接到所述ＨＶ连接器（１７）上；　　　　由此，所述第一侧面（５０）限定出与所述圆锥形中央部（５６）共轴、并适于接收所述ＨＶ导线（５４）的倒置圆锥形中央通道（５２），其中，所述基本上呈圆锥形的部分（５６）进一步限定出所述倒置圆锥形通道（５２），从而使所述倒置圆锥形通道（５２）的底部（５８）在所述基本上呈圆锥形的中央部（５６）的锥形顶点（６９）处形成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及成像系统，更具体地说涉及一种改进了的、用来将高压(HV)电缆连接到X射线管上的装置。
技术介绍
典型的旋转阳极X射线管包括一束被引导从阴极穿过真空并越过很高的电压(相当于100千伏)而到达阳极焦点位置的电子束。在电子撞击阳极时产生X射线，该阳极一般包括高速旋转的钨靶轨道(tungsten targettrack)。X射线管的转换效率相对较低，即一般低于总输入功率的1％。剩余部分转换成热能或热。因此，热量的排除或其它管理热量的有效程序往往是X射线管设计中主要考虑的因素。为了产生前述的X射线，HV电力电缆一般用来在阴极和阳极之间提供必要的超过100千伏的电位差。电缆的一端连接到电源上，另一端利用HV接插件(connector assembly)连接到该管上，用于连接至阴极。接插件通常包括相对于管固定电缆端部的固定结构，从而可将电缆芯线的端部连接到管子上。电缆芯线一般包括单根导线或者多根导线。接插件还包括一些围绕着电缆芯线位于管外的暴露部分的HV绝缘体。HV绝缘体连接到X射线管上，并且由于电缆芯线的高电压的关系，相对较厚。通常，高电压绝缘材料，如环氧树脂，还往往是非常差的热导体。这在HV接插件直接连到X射线管上、如穿过其一端时会产生不希望的结果。如上所述，作为生成X射线时所不希望的副产物，在X射线管中产生了大量的热。这些热的一部分被导向与管接触面积比较大的连接器绝缘材料。由于其导热特性差，该绝缘体用作热障，从而在连接器附近往往累积了相当大量的热。结果，很容易超过连接器绝缘体的温度极限，从而X射线管的稳态性能受到了限制。为了提高临床处理能力，X射线管设计者正面临不断增加的对更大功率的需求。传统上，CT管包括双极HV系统来产生X射线束，其中阴极和阳极工作在极性不同的70kV下。双极HV系统通常利用联邦标准的插座/插头来将HV引入管壳，此处通过在管插入部中进行HV馈通(feedthrough)而在油中完成HV连接。双极系统中的HV部件的额定值为大约70kV。在致力于使得管峰值功率更大的过程中，已经使用了一种具有单极HV系统的结构。单极管工作在140kV负极性下，并且包括一个接地的阳极电极。单极系统由于高得多的工作电压以及受限的尺寸，在HV净空(clearance)、放电动作等方面存在着许多急待解决的问题。在这种结构已经使用了圆锥形绝缘体/插头。然而，由于这些圆锥形装置的热应力及材料老化，已经发现了一些可靠性问题和性能问题。因此，圆锥形HV绝缘体对于高功率管来说通常不是可行的选择方案。HV连接器面临的一个主要急于解决的问题是在高功率条件下的HV完整性(HV integrity)。对于连续的高功率应用，连接器温度可能超过材料使用极限。因此，可能通过电击穿而发生灾难性事故，该电击穿是由于与过高温度有关的相关材料老化的热散逸或长期释放而产生的。典型的HV解决方案常常有处理包括超过150℃的高温情况的困难。这种应用所主要关心的是包括额定连续温度仅仅为105℃的EPR橡胶(乙丙橡胶)的部件。与当前X射线系统有关的缺点使得对于连接到X射线系统的HV连接新技术的需求变得显然。新技术应当包括对热应力的稳定响应，并且还应当防止材料老化。本专利技术就是为了实现这些目标。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提出一种用于单极X射线装置的HV绝缘体系统，包括绝缘体的第一侧面，所述第一侧面包括基本上呈圆锥形的中央部。该绝缘体的第二侧面形成与圆锥形中央部共轴、并适于接收HV导线的开口。第一和第二侧面的带法兰的外边缘适于联接到HV连接器。第一侧面形成与所述圆锥形中央部共轴、并适于接收HV导线的倒置的圆锥形中央通道。该基本上呈圆锥形的部分进一步形成该倒置圆锥形通道，从而该倒置圆锥形通道的底部在该基本上呈圆锥形的中央部的锥形顶点(tapered apex)处形成。根据本专利技术的另一个方面，提出一种装配用于单极X射线装置的HV系统的方法，包括将陶瓷绝缘体联接到X射线装置上，其中该陶瓷绝缘体包括形成倒置圆锥形中央通道的第一侧面。该第一侧面包括基本上呈圆锥形的中央部。该基本上呈圆锥形的部分进一步形成该倒置的圆锥形通道，从而该倒置圆锥通道的底部在该基本上呈圆锥形中央部的锥形顶点处形成。第二侧面包括开口、以及第一侧面和第二侧面的带法兰的外边缘。将一个垫圈压在该陶瓷绝缘体与HV连接器之间。将衬铅HV连接器通过弹簧加压插销联接到该陶瓷绝缘体上。本专利技术的一个优点在于绝缘体如此设计，从而使绝缘体在防止陶瓷的表面飞弧和体击穿方面具有最佳的HV性能。本专利技术的其他优点和特征将由于下面的描述而变得显然，并可由在附加的权利要求连同附图中所特别指出的手段及组合来实现。附图说明为了对本专利技术有更完整的理解，现在将参照附图描述它的作为举例给出的一些实施例，其中图1是表示根据本专利技术一个实施例的X射线管系统的透视图，其一个区域被剖开；图2是图1绝缘体的透视图；图2A是图2的绝缘体的一个实施例在B-B方向上的剖面图；图2B是图2A的一个备选实施例；图2C是图2A的一个备选实施例；图3是根据本专利技术另一个实施例的、包括图1和2的绝缘体的HV连接器的透视图；图3A是图3在A-A方向上的剖面图。具体实施例方式本专利技术是针对特别适合于医学领域的HV绝缘体系统来进行描述的。然而，本领域普通技术人员应能理解，本专利技术也可应用到其它各种需要HV绝缘体系统的用途。参见图1，根据本专利技术的一个优选实施例，X射线管系统10(X射线装置)包括一个联接到金属壳体12上的HV系统11，该壳体支撑其它的X射线管部件。包括陶瓷绝缘体13、垫圈(gasket)15、以及HV连接器17的HV系统11将参照图2、3和3A详细讨论。金属壳体12包括阴极14，还包括用于阴极14的保护性真空封装(Vaccum enclosure)。阴极14将一束高能电子16束引导到阳极20的靶轨道(target track)18上，该阳极包括耐火金属圆盘，并由传统的安装和驱动机构22连续地转动。靶轨道18具有圆环或环状结构，并且一般包括整体接合(bond)在阳极圆盘20上的以钨基合金。随着阳极20的转动，在焦点位置24处，来自阴极14的电子束撞击到靶轨道18的连续变化部分从而产生X射线。由此产生的一束X射线26从阳极焦点处通过设置在壳体12侧面上的X射线透射窗27而投射。为了如上所述产生X射线，必须在阴极14和阳极20之间有大约100千伏的电位差。在单极管装置中，这通过将阳极连接到地线(未示出)上，并通过电缆28将在所需的100千伏范围内的电力施加到阴极14上来实现。由于由电缆28载带的高电压，必须使用HV连接器17来将电缆联接到阴极14上。HV系统11包括联接到垫圈15上的陶瓷绝缘体13，该垫圈联接到HV连接器17上。具体的HV系统包括与轴87共轴的上述部件，然而，本领域普通技术人员会明白还可包括许多其他的装置。参见图1、2、2A、2B、2C、3和3A，单极X射线装置的HV陶瓷绝缘体13包括第一侧面50(图2中的顶面)，其沿轴87形成用来接受HV导线54的倒置圆锥形中央通道52。第一侧面50包括一个也是沿着轴87基本上呈圆锥形的中央部56。该基本上呈圆锥形的中央部56进一步形成倒置圆锥形中央通道52，从而倒置圆锥通道的底部58本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐良，
申请(专利权)人：GE医药系统环球科技公司，
类型：发明
国别省市：