[实用新型]扁平发射极

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种扁平发射极。

这种扁平发射极用作电子源并且设置在X射线管的阴极内。由扁平发射极产生的电子朝阳极(靶子)的方向加速。在电子命中阳极时电子被制动，由此产生X射线，该X射线例如可以用于诊断成像，用于放射治疗，用于分析方面的材料检查或者用于安全技术的检查。

背景技术

具有矩形发射平面的扁平发射极例如在DE2727907C2和DE102008046721A1中已有记载。具有圆形发射平面的扁平发射极已由DE19914739C1公开。在上述扁平发射极中发射平面和连接脚设计为一体式的并且通过弯折形成90°位置。扁平发射极的连接脚刚性地固定在阴极头内。由于连接脚的一定的固有弹性造成扁平发射极的悬挂装置具有有限的弹性。

此外，在US7,693,265B2中公开了一种扁平发射极，在它的背面上焊接刚性的杆状连挂脚(支撑杆)。

此外，在US6,801,599B1中记载了一种具有焊接的接触杆的发射极，其中通过长的套管在发射极固定阴极头内时能够获得一些弹性。

上述扁平发射极分别通过电阻加热也就是说通过通电(施加加热电流)来加热。

在X射线管运行时在尤其用钨、钽或者铼制成的扁平发射极上施加加热电压(电阻加热)，由此加热到直到2600℃的温度，由此电子由于它的热运动能够克服发射极材料的典型逸出功并且随后作为自由电子以供使用。在它的热发射之后电子通过约120kV的电位向阳极加速。在电子命中阳极时在阳极的表面上产生X射线。

扁平发射极在它的两个可通过它们供给加热电流的连接脚或者支撑杆处刚性地固定在阴极头内。

在运行期间产生的温度在扁平发射极上导致相对强的长度膨胀，这种膨胀导致弹性的和/或塑性的变形，在这种情况下可能在发射极上由于热膨胀出现100Mpa到200MPa的机械应力。这种变形会对所发射的电子射线的几何特征产生不利的影响，由此会相应地使在阳极上产生的焦斑的几何特征和由此产生的图像质量变差。此外在X射线管的运行期间经常接通、断开加热电流会导致热离子发射极的一种持续交变的负荷，其强烈地缩短发射极的寿命。

为了避免扁平发射极的由加热引起的长度膨胀导致扁平发射极以及进而导致发射平面的弹性和/或塑性变形，从DE102010039765A1已知，把扁平发射极在一个第一末端区内通过一个固定支架定位和在一个第二末端区内通过一个可松开的支架限制在一个热的主膨胀平面上。因此通过这种结构上花费相对大的解决方案使扁平发射极的热长度膨胀不会对所发射的电子射线的几何特征产生任何不利影响。

发明内容

本实用新型的要解决的技术问题在于，创造一种具有较长寿命和大的电子发射能力的设计结构简单的扁平发射极。

根据本实用新型上述技术问题通过一种扁平发射极得以解决。。

所述扁平发射极，包括在旋加加热电压的情况下发射电子的发射平面、具有第一支撑杆的第一末端区和具有第二支撑杆的第二末端区。根据本实用新型至少第一支撑杆或者第二支撑杆具有沿纵向延伸的变细的部分并且与第一末端区或者与第二末端区材料相连地连接。

所述材料相连的连接应该理解为这样一种连接，其中连接伙伴-在本例中是各支撑杆和末端区-通过原子力或者分子力紧固在一起。在本例中焊接连接和硬钎焊连接属于此类。材料相连的连接不能无损坏地松开(不可逆的拆卸连接)。

通过在本实用新型的扁平发射极中至少第一支撑杆或者第二支撑杆具有一个沿纵向延伸的变细的部分，扁平发射极的由受热引起的长度膨胀不会导致扁平发射极的弹性和/或塑性变形。也能够可靠地防止发射极结构中的裂缝。因此发射极的热的长度膨胀不会对所发射的电子射线的几何特征起任何负面的影响。

在一项特别有利的扩展设计中，无论第一支撑杆还是第二支撑杆都分别具有一个沿纵向延伸的变细的部分。由此再一次减小发射平面的弹性和/或塑性变形以及发射极结构中的裂缝形成。

因为在按照本实用新型的方案中以及在一种优选的实施方式中扁平发射极的由受热引起的长度膨胀通过两根支撑杆的至少一根至少部分地被截获，所以在X射线管运行期间加热电流的经常的接通和断开仅导致扁平发射极的一个极为减小的机械的持续交变的负荷，由此发射极寿命得以提高。由此使具有本实用新型的扁平发射极的X射线管具有相应较长的寿命。

由于即便在高的发射温度下发射平面的机械负荷显著减小，该负荷能够阻止在发射机结构内形成裂缝，所以也能够保证在一个相对长的时间段内大的电子发射能力。