[发明专利]双极x射线模块

说明书

本申请提供了双极x射线管模块。该双极x射线管模块可以包括双极x射线管和至少两个电压倍增器。该电压倍增器可以被定位成使得第一电压倍增器的电压梯度基本上平行于第二电压倍增器，以便提供紧凑型配置。

相关申请

本专利文件要求于2016年2月26日提交的序列号为62/300,351的临时美国专利申请在35U.S.C§119(e)下的申请日的权益，其通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及用于提供用于现场(in field)便携式或手持式x射线成像仪器和分析仪器的紧凑双极X射线源的系统和方法，并且具体涉及用于现场便携式或手持式x射线仪器的高压x射线源的设计和构造。

背景技术

对使用x射线技术测量材料特性的兴趣导致了用于便携式x射线分析仪器的紧凑、低功耗x射线源的研发。这种仪器的示例是当前可从诸如Thermo Fisher PortableAnalytical Instruments、Bruker和Olympus的公司获得的手持式x射线荧光分析仪。最近对用于安全应用的手持和现场便携式x射线成像设备的研发也有兴趣。这种设备的一个示例是目前可从American Science and Engineering获得的Mini-Z手持式背向散射成像器。然而，在这种传统系统中，由于x射线管和高压电源的尺寸要求以及相关联的电绝缘和辐射屏蔽要求，x射线源的电压通常被限制在70kV及以下。

发明内容

本申请提供了一种双极x射线管模块。该双极x射线管模块包括双极x射线管和至少两个电压倍增器。该电压倍增器被定位成使得它们的电压梯度基本上平行，以便提供紧凑配置。

在参考附于本说明书并形成本说明书的一部分的附图和权利要求阅读以下描述之后，本领域技术人员将容易明白本发明的其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是双极x射线源的示意图。

图2A和图2B是双极x射线源的等距视图。

图3是示出电压倍增器组件的一种实施方式的框图。

图4是示出电压倍增器组件的另一实施方式的框图。

图5是示出电压倍增器组件的另一实施方式的框图。

图6是双极x射线模块的电子示意图。

图7是紧凑型双极x射线管模块的横截面。

图8是双极x射线管模块的原型的线条渲染图。

具体实施方式

有一些重要的应用要求使用比适合于手持使用的当前一代紧凑型x射线源中产生的x射线能量更高的x射线能量。这些包括对某些材料深处的元素的精确识别和量化，以及某些重元素(例如，铅和镉)的识别、薄片金属壳体(enclosures)(如车门或金属储物柜)内部物体的成像、和众多医疗和牙科成像应用。这些应用为了x射线产生通常要求使用更高电压源(例如，80至200kV)。然而，增加高压的电压水平通常需要增加x射线管的长度和直径，以便在x射线管的真空封壳(envelope)内的阳极和阴极导体之间提供足够的高压绝缘。因此，增加的x射线管尺寸要求增加手持式x射线检查设备的尺寸。此外，以明显更高的电压在外壳(housing)和电极之间提供足够的电绝缘还要求更大的距离和更厚的绝缘。因此，50kV管的电压电平的加倍要求包括更高电压x射线管的手持式设备的尺寸的显著增加。

因此，仍然需要一种小规模(使用微型x射线源)的但是能够在近似高至例如200kV的范围内操作的高压手持式x射线检查设备。