[发明专利]X射线管及X射线发生装置

说明书

本发明提供一种X射线管，包括壳体、阳极组件及阴极组件；壳体上设置有X射线窗口及排气口；阳极组件包括阳极、阳极保护罩及阳极绝缘罩，阳极绝缘罩和阳极保护罩位于壳体的外围，阳极保护罩位于阳极绝缘罩的内侧，阳极绝缘罩与壳体及阳极保护罩相连接，阳极包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分不在一条直线上，第一部分位于壳体内，第二部分一端延伸至与第一部分相连接，另一端穿过阳极绝缘罩和阳极保护罩，第一部分未与第二部分相连接的一端的端面为阳极靶面，阳极靶面的中心与X射线窗口的中心上下对应；阴极组件包括阴极、阴极芯柱及阴极绝缘罩。本发明有助于提高X射线管发射电子的稳定性和阳极靶面周边电场的均匀性和一致性。

技术领域

本发明涉及X射线技术领域，具体涉及一种X射线管及X射线发生装置。

背景技术

X射线管为产生X射线的核心装置，其产生的X射线可用于物体内部无损检测，在医疗、安检、工业探伤等领域得到普遍应用。X射线管由阴极产生电子，电子通过高压电场加速后撞击阳极靶面，通过韧致辐射机制产生X射线，阴极和阳极间通过外部高压电源提供高压电场，外部壳体封装提供高真空环境，使得电子撞击事件能够持续稳定地运行，由此得到持续稳定输出的X射线。

X射线管是一种损耗件，内部打火放电是导致X射线管性能下降的最主要原因。发生打火问题的因素较多，归结起来主要为内部真空度下降。对于X射线管来说，随着使用次数的增加，内部材料如灯丝、阳极靶面的蒸发损耗以及材料内部残留的气体和低熔点物质的释放，都不可避免地会造成X射线管内部真空度下降，当真空度下降到低于可承受的高压阈值时，必然发生打火放电，打火放电的趋势将会从轻微到严重，发生次数也越来越多，最终导致X射线管无法运行使用。为此，提高X射线管耐受高压的极限值是业内研究的热点，同时也是难点。现有常用的规避打火的手段有在管内增加吸气剂吸收内部多余气体，但吸气剂存在饱和吸气量，只能一定程度上延缓打火发生的进程，且设计上增加耐压尺寸余量将会导致外形过大，不利于安装使用。另外，电子发射过程中，靶面周边存在电子散射，散射电子会落在靶面周边材料表面，如无法快速耗散，容易造成累积，形成局部负电场，一方面会造成阴极发射电子的运动轨迹变化，另一方面随着累积数量的增加，局部电场增加，与阳极间的电场强度增加，容易发生阴极打火放电问题。同时，电子从阴极发出，在撞击靶面前的运行过程中，受周边电场影响，该电场除影响电子运行轨迹外，对电子的聚焦效果也会造成影响，影响焦点的尺寸和位置的稳定性，最终影响X射线输出的稳定性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种X射线管及X射线发生装置，用于解决现有技术中因X射线管内部的真空度下降，导致内部发生打火放电，而通过采用吸气剂吸收内部多余气体的方式作用有限，且会导致器件尺寸增大；同时，因电子散射及周边电场影响，导致X射线的输出不稳定等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种X射线管，包括壳体、阳极组件及阴极组件；所述壳体的不同侧上设置有X射线窗口及排气口；所述阳极组件包括阳极、阳极保护罩及阳极绝缘罩，所述阳极绝缘罩和阳极保护罩位于所述壳体的外围，所述阳极保护罩位于所述阳极绝缘罩的内侧，所述阳极绝缘罩与所述壳体及所述阳极保护罩相连接，所述阳极包括第一部分和第二部分，第一部分和第二部分不在一条直线上，第一部分位于所述壳体内，第二部分一端延伸至壳体内与第一部分相连接，另一端穿过所述阳极绝缘罩和阳极保护罩并向外延伸，所述第一部分未与所述第二部分相连接的一端的端面为阳极靶面，所述阳极靶面的中心与所述X射线窗口的中心上下对应；所述阴极组件包括阴极、阴极芯柱及阴极绝缘罩，所述阴极绝缘罩与所述壳体相连接，所述阴极位于所述阴极绝缘罩内，所述阴极朝向所述阳极靶面，且所述阴极和排气口位于所述阳极靶面的相对两侧，所述阴极芯柱与所述阴极电连接，阴极芯柱自所述阴极绝缘罩内向外延伸。

可选地，所述第一部分呈水平状态，所述第二部分呈竖直状态。

更可选地，所述阳极靶面与水平面的夹角大于0度且小于90度，所述阳极靶面的中心点和X射线窗口的中心点在同一垂线上。