本发明专利技术涉及一种旋转阳极类型的Ｘ射线管１００，其包括至少一个具有孔径１０６的临时负偏置的辅助格栅电极１１９，管阴极的热离子电子发射器１１１发射的电子束１１５能够通过所述孔径。作为其备选方案，也可以对辅助格栅电极１１９进行正偏置，以便增强热离子电子１１１发射器的电子发射。由此可以利用馈通电缆１２０将辅助格栅电极连接到可控电压源单元１２２的电源电压ＵＡｕｘ，馈通电缆充当为主控格栅１１２提供格栅电源电压ＵＧ的馈电线路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高功率X射线源的领域，尤其涉及旋转阳极类型的X射线管，其能够有利地应用于材料检查领域或医学X射线成像应用领域。根据本专利技术，公开了上述种类的 X射线管，其包括至少一个具有孔径的临时负偏置的辅助格栅电极，管阴极的热离子电子发射器发射的电子束能够通过所述孔径。作为其备选方案，也可以正偏置辅助格栅电极，以便增强从发射器的电子发射。由此可以利用馈通(feedthrough)电缆将辅助格栅电极连接到可控电压源单元的电源电压，馈通电缆充当为主控格栅提供格栅电源电压的馈送线路。
技术介绍
源于热离子电子发射器表面的电子发射强烈取决于通常由X射线管阳极生成的 “牵弓丨”电场。为了实现快速的开/关切换，从相关现有技术知道，可以为旋转阳极类型的X 射线管装备格栅电极，所述格栅电极放置在管阴极的电子发射器前方附近。在过去的电子管中，将所述格栅电极实现为金属丝(wire)的格栅。因此，尽管在现代X射线管中看起来更像孔径，但仍然将这种电极称为“格栅”，并且它是阴极杯静电聚焦的一部分。为了完全切断电子束，所谓的切断电压U。。被施加到生成排斥电场的格栅电极，并且通常由电子发射器和格栅电极之间的电势差的绝对值给出。发射器表面处所得的电场是格栅和阳极所生成的场之和。如果在电子发射器上的所有位置总场都是排斥的，则完全切断了电子发射。
技术实现思路
当装备有上述格栅电极时，常规X射线管通常面临一些严重问题，可以将其总结如下第一个问题在于，格栅开关阴极的主控格栅处的切断电压需要与管电压成正比 (后者被定义为阳极与阴极的电势差)，在管电压比较高的一些情况下，现有的X射线管和现有用于操作这些X射线管的绝缘技术可能无法可靠地处理这种情况。新的格栅设计以大的通过格栅和发射器表面上用于高电子发射的大的牵引场为特征。在这些情况下，需要高的格栅切断电压。考虑到阴极中温度很高，绝缘技术是非常困难的问题。为了确保可靠的运行，需要限制格栅切断电压。目前，在电压要求和可用绝缘技术之间存在差距。在给定的设计限制条件下，通过减小通过栅格考虑了可用格栅切断电压的范围， 第二个问题是在低管电压、诸如血管成像应用所需要的低管电压下电子发射不良。另一方面，用于补偿的高发射器温度减少了热离子电子发射器的使用寿命。此外，由于源自带负电阴极表面或热离子电子发射器的真空电弧放电，可能导致 X射线管的严重损坏。许多真空放电是从阴极头开始的。如果它们终止于地电势(其存在于在这里还称为“管框架”的管罩的表面上)，高压管电路、至少高压馈通电缆被迅速放电，从而可能发生对X射线管或对电缆线路之间的绝缘的严重损坏并触发更多放电。如果未加以恰当地限制，电弧放电可能将X射线管电流升高到几千安培，使得放电路径的垂足 (footpoint)处具有极大的能量密度，这可能损坏电子发射器和/或释放粒子(particle)。此外，这可能进一步危及X射线管的高压稳定性。此外，电缆上的反射可能带来电磁兼容性 (EMC)问题。有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种装备有格栅电极的X射线管，通过提供有限的格栅切断电压并允许发射增强和电弧放电电流限制克服了所有上述问题。这一目的是通过根据所附权利要求中的任一项的X射线管实现的。本专利技术的有利方面从附属权利要求将变得显而易见。如这里主张的，本专利技术的第一方面涉及一种旋转阳极类型的高功率X射线管，所述X射线管包括旋转阳极、装备有热离子电子发射器的阴极，以及在所述热离子电子发射器和所述旋转阳极之间布置于真空罩(也称为“管框架”或“管壳”)中的至少临时负偏置的主控格栅，其中，所述X射线管还包括偏置的孔径辅助格栅电极，所述X射线管阴极的热离子电子发射器发射的电子束在通过所述主控格栅之后，以及撞击管阳极的X射线发射表面的目标区中的焦斑之前，穿过所述辅助格栅电极。本专利技术的另一方面涉及一种用于操作如上所述的高功率X射线管的方法，其中， 通过为孔径辅助格栅电极供应电极电势来打开电子束以便增强阴极发射，所述电极电势或者接近其在X射线管内位置的空间点处电场的电压电势，或者处在更正性的电压电#uAux。 为了切断该电子束，为孔径辅助格栅电极供应负电压电势队 。通过为孔径辅助格栅电极供应诸如上述负电压电势Uaux来关闭孔径辅助格栅电极的时机可以与向X射线管的主控格栅施加负格栅切断电压^。同步，所述格栅切断电压由管阴极的热离子电子发射器和主控格栅之间的电势差给出。另一方面，通过为孔径辅助格栅电极供应正电压电势Uaux来打开孔径辅助格栅电极的过程可以与关闭所述格栅切断电压Uco同步。此外，本专利技术涉及一种X射线检查系统，其包括如上所述的X射线管，并且最后提出了一种软件程序，所述软件程序在运行于这样的X射线检查系统的控制单元上时，用于执行上述方法。附图说明通过以下说明、权利要求和附图，本专利技术的有利特征、方面和优点将变得显而易见。由此，图1示出了现有技术中已知的Wiilips的SRC 120 0508 X射线管的切开3D视图，该X射线管作为旋转阳极类型的X射线管；图2示出了根据本专利技术的旋转阳极类型的X射线管的截面示意图，其包括实现为带孔径圆板的辅助电极(格栅电极或控制格栅)，所述孔径用于让放置于管阴极前方的热离子电子发射器发射的电子束通过；图3示出了图2中描绘的实施例的更为详细的截面图；以及图4示出了根据本专利技术第一示范性实施例提出的X射线管的截面示意图，其中，所述辅助电极连接到可控电压源，其允许可靠的格栅切换和低管电压下的增强电子发射。所用附图标记及其含义的表格100 旋转阳极类型X射线管IOOa 管框架(真空罩)101旋转阳极(阳极电压电势例如Ua = +75kV)102阳极绝缘体103阴极(阴极电压电势例如Uc = -75kV)104阴极绝缘体105X 射线端口106辅助格栅电极119的电子孔径107高压电缆(即，加热电流馈线110和栅极电压馈线113)108球轴承系统109焦斑110加热电流馈通线路111热离子电子发射器(例如钨丝)112主控格栅，至少临时负偏置(Ug <0)113栅极电压馈通线路114X 射线115电子束116高压绝缘体117格栅绝缘体118绝缘体119单孔径辅助格栅电极(例如，实现为具有孔的大圆板)，例如可以对其进行负偏置(Uaux < 0)120辅助电压电势馈通121格栅电压源122辅助电极电压源126同步400实施例“格栅切换和发射增强”Ua阳极电压电势(正)Uco格栅切断电压(U。。= |UH-Ue|，其中 Uh = Uc)Uaux辅助格栅电极119的电压电势(负)，例如Uaux = OkV(电子束打开，高电场强度)低Uc下的大发射，Uaux ^ -15kV 高Uc下的正常工作，Uaux = -30kV 电子束切断，脉冲工作Uc阴极电压电势(负)，例如Uc = -60kV 增强的发射和发射器寿命，Uc = -90kV 增强的发射和发射器寿命，Uc = -125kV(=最小值)解决了切断问题Ug主控格栅112的电压电势例如Ug = -6kV (从-12kV 降低)Uh热离子电子发射器111的加热电压(与阴极电压电势Uc相同)Un辅助电压电势Uaux的负最小值，帮助切断管电流5Up辅助电压电势Uaux的正最大值，用于实现增强的阴极发射具体实施例方式在下文中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种旋转阳极类型的高功率Ｘ射线管（１００），包括旋转阳极（１０１）、装备有热离子电子发射器（１１１）的阴极（１０３）、以及在所述热离子电子发射器和所述旋转阳极之间布置于真空罩（１００ａ）中的至少临时负偏置的主控格栅（１１２），所述Ｘ射线管还包括偏置的孔径辅助格栅电极（１１９），所述Ｘ射线管阴极（１０３）的所述热离子电子发射器（１１１）发射的电子束（１１５）在通过所述主控格栅（１１２）之后且撞击所述管阳极的Ｘ射线发射表面的目标区中的焦斑（１０９）之前，穿过所述孔径辅助格栅电极（１１９）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·O·贝林，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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