[发明专利]用于X射线成像的阴极组件

说明书

一种用于X射线成像的阴极组件部件(CC)，包括具有电子光学功能的整体式外部壳体(OS)，以及能够插入所述壳体的用于两个或更多个电极的绝缘件结构(INS)。

技术领域

本发明涉及阴极组件部件、X射线源、X射线装置、阴极组件部件的制造方法、计算机程序单元以及计算可读介质。

背景技术

X射线源(有时简称为X射线“管”)包括作为基本部件的阳极和阴极头，用于生成医学或非医学用途的X射线。在使用X射线管期间，这些部件会暴露在恶劣的条件下。例如，阴极在高压(HV)和高温条件下工作。在这种情况下，“HV”表示阴极保持在相对于地面的最高150kV或甚至更高的电位，而“高温”表示阴极头可能承受约800℃的温度，阴极的发射器暴露于甚至更高的温度(约2400℃)。

热管理和阴极头的高效制造仍然是一个挑战。

发明内容

为了满足至少一些上述需求，根据第一方面，提供了一种用于X射线成像的阴极组件部件，包括：

具有电子光学功能的整体式(即，单件式)外部壳体，以及可插入所述外部壳体的针对两个或更多个电极的绝缘件结构。所述外部壳体由单件形成，这确保了制造的简易性并提供了设计变化的灵活性，如在下面将更详细地说明。

电子光学功能有助于形成从阴极组件的发射器射出的电子束，这有助于在所述阴极组件的阳极实现所需的焦斑尺寸。由于壳体由金属制成和/或通过使外部壳体延伸以至少部分地围绕发射器，因此可以实现电子光学功能。在实施例中，所述壳体具有用于将阴极组件安装到X射线成像装置的X射线源中的部分。

在一个实施例中，其也是整体式的绝缘件。换句话说，绝缘件由单件合适的绝缘件材料形成，例如陶瓷或其他。绝缘件被配置为成使阴极组件的电气部件热和/或电绝缘。优选地，在外部壳体中有这样的绝缘件。优选地，绝缘件被配置为进一步保持一个或更多个这样的电气部件。这样的部件的示例包括用于一个或多个发射器或其他发射器或集成电子束形成部件(“EBF”)的电极/引脚。这样的EBF被配置为对电子束的长度或宽度或两者进行成形，或者从最大强度到零调节电子束的强度。为此，绝缘件包括用于安装所述部件的一个或多个通孔。

在单个单件式壳体中具有单个单件式绝缘件在安装上述部件(例如，额外的发射器或附加的EBF)时允许更好的灵活性。

所提出的壳体设计在将额外的零件固定(例如通过钎焊)到外部壳体内的绝缘件上时提供了容易的组装。当在同一钎焊炉中生产多个(例如成百上千个)阴极组件时，所述额外零件可以在一个步骤中全部被安装。

特别是，如果需要，可以轻松添加EBF的引脚/电极，例如两个、三个、四个或更多。如果需要，还可以在设计中容纳多个(扁平或盘绕型)发射器，并且可以以成本有效且容易的方式调整制造过程。换句话说，可以实现具有更高的精度和再现性的更简单的组装。

在一实施例中，所述壳体具有集成的热屏障，以阻止热量从所述组件的所述发射器流向所述绝缘件。这允许更好的热量管理。

在一个实施例中，所述热屏障包括一个或多个孔。这允许良好的热管理，并额外地允许机械刚性。在集成的热屏障的替代实施例中，外部壳体局部变薄，即，包括一个或多个厚度减小的部分。

在一个实施例中，所述壳体是金属的。这包括纯金属，例如镍、钼或铁，或其合金，例如Ni 42或NiloK(镍-钴-铁)，或其他金属和合金。优选地，壳体由大块金属形成，但是可以替代地可以使用金属涂层。

因为在一个实施例中，壳体(整体)由金属制成，所以这允许特别地使用火花腐蚀来相对于所述外部壳体的边缘调整发射器的高度，这允许成本有效的制造。

在一个实施例中，所述绝缘件具有释放结构。这可以实现更好的高电位(“耐压”)顺应性和机械刚度。