本發(fā)明涉及一種電子發(fā)射器、一種旋轉(zhuǎn)管殼x射線管和一種旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器。
背景技術(shù):
1、傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器典型地包括殼體和旋轉(zhuǎn)管殼x射線管,所述旋轉(zhuǎn)管殼x射線管相對于殼體可旋轉(zhuǎn)地支承在殼體內(nèi)。例如,從de?19?741?750a1已知一種這種x射線輻射器,所述x射線輻射器具有強(qiáng)制冷卻的旋轉(zhuǎn)陽極,具有旋轉(zhuǎn)管殼管,所述旋轉(zhuǎn)管殼管的真空套在填充有液態(tài)冷卻劑的輻射器殼體內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
2、因此,在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器中,典型地整個旋轉(zhuǎn)管殼x射線管、尤其抽真空的旋轉(zhuǎn)管殼與陽極共同旋轉(zhuǎn)。在一些旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器中,具有電子發(fā)射器的陰極同樣與旋轉(zhuǎn)管殼抗扭地連接,使得陰極、陽極和旋轉(zhuǎn)管殼具有相同的旋轉(zhuǎn)頻率。其它旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器具有帶有電子發(fā)射器的陰極,所述陰極是位置固定的,從而不與陽極和旋轉(zhuǎn)管殼共同旋轉(zhuǎn),如例如在de?4?108?591?a1中所描述的那樣。與此相反,在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)陽極x射線管中,僅旋轉(zhuǎn)陽極相對于抽真空的管殼體旋轉(zhuǎn)。
3、傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)陽極x射線管與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)管殼x射線管之間的另一區(qū)別涉及電子發(fā)射器的放置。在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)陽極x射線管中,與陽極相反位置固定的電子發(fā)射器通常偏心地在旋轉(zhuǎn)軸線外直接放置在陽極的圓環(huán)形的焦點軌道上。焦點軌道尤其通過如下方式產(chǎn)生,到達(dá)焦斑中的電子由于陽極的旋轉(zhuǎn)在圓環(huán)形的軌道上與陽極相互作用。這種旋轉(zhuǎn)陽極x射線管的電子發(fā)射器可以具有例如高達(dá)三個不同的發(fā)射器元件,所述發(fā)射器元件的發(fā)射的電子可以在幾何形狀上聚焦到不同的焦斑大小上。所述聚焦尤其借助于偏轉(zhuǎn)單元實現(xiàn),所述偏轉(zhuǎn)單元為此產(chǎn)生電場或電磁場。
4、在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)管殼x射線管中,電子發(fā)射器典型地在旋轉(zhuǎn)軸線上在中央位于陽極上方。為了使焦斑相對于殼體保持位置固定,通常通過電磁場使所發(fā)射的電子從旋轉(zhuǎn)軸線偏轉(zhuǎn)到陽極的邊緣區(qū)域上。為此,偏轉(zhuǎn)單元尤其具有第一四極磁體,所述第一四極磁體配置用于設(shè)定焦斑的長度和寬度的比例。當(dāng)偏轉(zhuǎn)單元具有第二四極磁體時,典型地可以利用所述第二四極磁體來設(shè)定焦斑的大小。具有至少一個四極磁體的旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器的設(shè)計方案是相對復(fù)雜和成本密集的。
5、此外,已知使發(fā)射的電子以對應(yīng)高的頻率偏轉(zhuǎn)成,使得所發(fā)射的電子在陽極上來回跳變,由此可以有效地擴(kuò)大焦斑。替選地或附加地,借助于施加在電子發(fā)射器與聚焦柱體之間的可變的柵極電壓使焦斑變形是可行的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所基于的目的在于,提出一種具有更簡單的和從而更成本有利的構(gòu)造的電子發(fā)射器、旋轉(zhuǎn)管殼x射線管和旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器。
2、所述目的通過獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中描述。
3、根據(jù)本發(fā)明的用于旋轉(zhuǎn)管殼x射線管的電子發(fā)射器具有:
4、分段的發(fā)射器面,其中分段的發(fā)射器面具有可彼此無關(guān)地激活的至少兩個發(fā)射器元件,并且配置用于激活分段的發(fā)射器面的區(qū)段的至少一個子集作為激活的發(fā)射面以用于從激活的發(fā)射面發(fā)射電子,其中至少兩個發(fā)射器元件設(shè)置成,使得分段的發(fā)射器面在發(fā)射器面平面中軸對稱地構(gòu)成,
5、其中至少兩個發(fā)射器元件中的至少一個發(fā)射器元件構(gòu)成用于電子的熱離子發(fā)射,
6、其特征在于,
7、至少兩個發(fā)射器元件彼此靠近地設(shè)置成,使得相應(yīng)的發(fā)射器面之間的間距最小。
8、通過多個發(fā)射器元件盡可能彼此靠近地設(shè)置,有利地可以成本有利地改變與激活的發(fā)射面的伸展相關(guān)的焦斑的大小。在所述情況下,優(yōu)選地,通常需要相對較昂貴的四極磁體的偏轉(zhuǎn)單元可以不那么復(fù)雜地、尤其無需四極磁體地、從而更成本有利地構(gòu)造。本發(fā)明實現(xiàn)另一優(yōu)點,其方式為原則上可以使用場效應(yīng)——與熱離子發(fā)射器元件組合或僅使用熱離子發(fā)射器元件。由于其成本優(yōu)勢,特別有利的是使用發(fā)射器元件來熱離子發(fā)射。
9、電子發(fā)射器尤其適合于醫(yī)學(xué)成像。替選地或附加地,電子發(fā)射器可以適合于材料檢查。
10、電子發(fā)射器的發(fā)射器面通常具有至少與為電子發(fā)射器的部分的發(fā)射器元件一樣多的區(qū)段。因此,電子發(fā)射器典型地具有至少兩個區(qū)段。
11、通常一個區(qū)段對應(yīng)于各一個發(fā)射器面??稍O(shè)想,根據(jù)發(fā)射器元件和/或發(fā)射器面的設(shè)計方案,發(fā)射器面包括多于一個區(qū)段。在所述情況下,例如可以將發(fā)射器面劃分成可以彼此無關(guān)地激活的子區(qū)域。因此,原則上可設(shè)想,具有兩個電子發(fā)射器的電子發(fā)射器具有帶有多于兩個區(qū)段的發(fā)射器面。
12、可激活的發(fā)射器元件尤其設(shè)計成,電子發(fā)射可以通過所述發(fā)射器元件的激活的發(fā)射面接通或關(guān)斷。在后一種情況下,這意味著,發(fā)射器元件不具有激活的發(fā)射面,而是具有去激活的發(fā)射面。發(fā)射面的激活或去激活可以時鐘控制地和/或多次地根據(jù)發(fā)射器開關(guān)信號進(jìn)行。發(fā)射器開關(guān)信號尤其可以由控制單元提供。發(fā)射器開關(guān)信號可以包括例如接通或關(guān)斷連接在發(fā)射器元件上游的熱離子加熱電流設(shè)備、接通或關(guān)斷連接在發(fā)射器元件下游的柵極處的高壓和/或接通或關(guān)斷發(fā)射器元件的柵極電壓。
13、分段的發(fā)射器面配置用于激活至少所述區(qū)段的子集尤其意味著,例如根據(jù)發(fā)射器開關(guān)信號至少部分地激活或可以至少部分地激活分段的發(fā)射器面。例如,發(fā)射器開關(guān)信號可以包含關(guān)于形成子集的要激活的或已激活的區(qū)段的指示和/或基于電氣的和/或物理的連接直接激活所述區(qū)段。
14、如果發(fā)射器元件具有多于一個區(qū)段,則所述發(fā)射器元件的激活的發(fā)射面可以僅包括激活的區(qū)段。替選地可設(shè)想,激活的發(fā)射面包括至少一個去激活的區(qū)段。
15、在發(fā)射器面平面中的軸對稱尤其意味著,電子發(fā)射器包括至少一個對稱軸線。根據(jù)電子發(fā)射器的設(shè)計方案,對稱軸線可以位于一個發(fā)射器元件或多個發(fā)射器元件內(nèi)。替選地或附加地,對稱軸線可以位于兩個相鄰的發(fā)射器元件之間。
16、電子的發(fā)射可以典型地根據(jù)發(fā)射所基于的物理效應(yīng)來區(qū)分。在熱離子發(fā)射的情況下,尤其進(jìn)行對電子發(fā)射器的直接或間接的加熱,所述電子發(fā)射器在達(dá)到最小溫度之后發(fā)射電子。在直接加熱的情況下,尤其電子發(fā)射器本身借助于加熱電流來加熱,所述加熱電流例如由加熱電流設(shè)備提供。在間接加熱的情況下,在熱離子發(fā)射器元件上游連接另一熱離子或非熱離子的發(fā)射器元件,所述另一熱離子或非熱離子的發(fā)射器元件將熱離子發(fā)射器元件連同發(fā)射到真空中的電子加熱,在真空中自由電子從連接在上游的電子發(fā)射器朝向熱離子發(fā)射器加速。在所述情況下,加熱電流設(shè)備典型地與連接在上游的電子發(fā)射器連接,以提供加熱電流。
17、場效應(yīng)發(fā)射尤其通過關(guān)于發(fā)射器元件的載體施加?xùn)艠O電壓來進(jìn)行,在所述載體上設(shè)置有多個場效應(yīng)發(fā)射器針。通過所施加的柵極電壓,電子尤其在場效應(yīng)發(fā)射器針的尖部處射出。場效應(yīng)發(fā)射器針通常具有碳、硅和/或鉬。
18、尤其在場效應(yīng)發(fā)射器元件中和/或在間接加熱的熱離子發(fā)射器元件中,這種發(fā)射器元件的發(fā)射器面可以具有多個區(qū)段。這種發(fā)射器元件的僅一部分、即不是所有區(qū)段的激活可以例如通過如下方式進(jìn)行,發(fā)射器針的僅一部分被激勵以場效應(yīng)發(fā)射或者僅間接加熱的電子發(fā)射器的確定的區(qū)域利用自由電子被加熱。
19、發(fā)射器元件優(yōu)選地盡可能彼此靠近地設(shè)置。相應(yīng)的發(fā)射器面之間的間距有利地小,使得發(fā)射器面近似過渡到彼此中。典型地,在任何情況下在發(fā)射器面之間都存在電流隔離。至少兩個發(fā)射器元件尤其彼此靠近地設(shè)置成,使得在電子同時發(fā)射的情況下所發(fā)射的電子可以直接疊加和/或不能被區(qū)分。發(fā)射器元件的發(fā)射器面典型地設(shè)置和定向成,使得分段的發(fā)射器面位于一個平面中和/或是平坦的。
20、電子發(fā)射器尤其可以隨時間采用不同的運(yùn)行狀態(tài)??稍O(shè)想,運(yùn)行狀態(tài)配置成,使得相應(yīng)的發(fā)射器元件不交替運(yùn)行。換言之,激活的發(fā)射面隨著時間不從一個電子發(fā)射器變換到另一電子發(fā)射器。當(dāng)附加地激活或去激活發(fā)射器元件時,激活的發(fā)射面通常僅在其伸展方面變化。在具有總共兩個電子發(fā)射器的示例中,這意味著,理論上傳統(tǒng)地可設(shè)想總共四個運(yùn)行狀態(tài),即沒有發(fā)射器元件是激活的,各一個發(fā)射器元件是激活的,以及兩個發(fā)射器元件是激活的。優(yōu)選地,根據(jù)本發(fā)明的電子發(fā)射器限制為三種運(yùn)行狀態(tài),即沒有發(fā)射器元件是激活的,一個發(fā)射器元件是激活的,以及兩個發(fā)射器元件是激活的。
21、一種實施方式提出,分段的發(fā)射器面由兩個發(fā)射器元件構(gòu)成并且基本上旋轉(zhuǎn)對稱,其中第一發(fā)射器元件環(huán)形地構(gòu)成有中央開口,并且其中第二發(fā)射器元件在第一發(fā)射器元件內(nèi)設(shè)置在中央開口中。所述實施方式是尤其有利的,因為第一發(fā)射器元件由于環(huán)形而實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)對稱的電子發(fā)射器,所述電子發(fā)射器對于旋轉(zhuǎn)管殼x射線管是特別有利的。所述實施方式有利地實現(xiàn)在激活的發(fā)射面處的兩個不同的延伸,從而實現(xiàn)兩個焦斑大小。基本上旋轉(zhuǎn)對稱意味著,除了通常兩個到第一發(fā)射器元件的輸送部之外,第一發(fā)射器元件描繪完整的環(huán)和/或圓,所述輸送部對于加熱和/或保持電子發(fā)射器可能是必需的。第一發(fā)射器元件的發(fā)射器面和第二發(fā)射器元件的發(fā)射器面典型地位于發(fā)射器面平面中。第一發(fā)射器元件尤其圍繞中央開口彎曲。中央開口尤其實現(xiàn)第二發(fā)射器元件設(shè)置在該中央開口中。
22、尤其,第一發(fā)射器元件可以是螺旋發(fā)射器并從而構(gòu)成用于電子的熱離子發(fā)射。替選地或附加地,第二發(fā)射器元件可以構(gòu)成用于熱離子發(fā)射,例如構(gòu)成為螺旋發(fā)射器或面發(fā)射器。第二發(fā)射器元件可以替選地構(gòu)成為場效應(yīng)發(fā)射器元件。所述實施方式尤其提供如下優(yōu)點,螺旋發(fā)射器可以特別簡單地環(huán)形地構(gòu)成。
23、一種實施方式提出,分段的發(fā)射器面由兩個發(fā)射器元件構(gòu)成,關(guān)于兩個彼此垂直的空間軸軸對稱地且矩形地構(gòu)成,并且分段的發(fā)射器面的高度大于寬度。因此,電子發(fā)射器總共具有兩個可彼此無關(guān)地激活的發(fā)射器元件。這兩個電子發(fā)射器的相應(yīng)的發(fā)射器面可以矩形地、尤其正方形地構(gòu)成。在所述實施方式中,電子發(fā)射器尤其包括兩個對稱軸,所述對稱軸彼此垂直。這兩個對稱軸中的一個對稱軸尤其位于這兩個發(fā)射器元件之間的分隔線上,其中分隔線的寬度由這兩個發(fā)射器元件之間的間距預(yù)設(shè)。這兩個對稱軸線中的另一對稱軸線尤其居中地穿過兩個發(fā)射器元件伸展。分段的發(fā)射器面尤其不是正方形的。換言之,發(fā)射器面的伸展的高度大于寬度或者寬度大于高度,這取決于對發(fā)射器面的視角。所述實施方式實現(xiàn)具有稍微不對稱地安裝的發(fā)射器元件和兩個焦斑大小的電子發(fā)射器。
24、尤其地,第一發(fā)射器元件可以是螺旋發(fā)射器,并且第二發(fā)射器元件可以是螺旋發(fā)射器。所述實施方式實現(xiàn)相對成本有利的電子發(fā)射器。
25、一種實施方式提出,分段的發(fā)射器面由三個在直線上并排設(shè)置的發(fā)射器元件構(gòu)成并且高度大于寬度,并且其中發(fā)射器元件中的一個發(fā)射器元件的發(fā)射器面大于其他兩個發(fā)射器元件加在一起的發(fā)射器面。該直線尤其可以對應(yīng)于對稱軸線。發(fā)射器元件尤其成排地設(shè)置在直線上。優(yōu)選地,在各兩個相鄰的發(fā)射器元件之間的間距最小。分段的發(fā)射器面尤其是矩形的、非正方形的和/或?qū)挾却笥诟叨?。相對大的發(fā)射器面典型地設(shè)置在這兩個小的發(fā)射器面之間。在一個運(yùn)行狀態(tài)中,例如可以運(yùn)行所有三個發(fā)射器元件,并且在另一運(yùn)行狀態(tài)中例如可以僅運(yùn)行具有相對大的發(fā)射器面的那個發(fā)射器元件。
26、尤其地,每個發(fā)射器元件可以是螺旋發(fā)射器和/或面發(fā)射器。替選地,中央的發(fā)射器元件可以是螺旋發(fā)射器和/或面發(fā)射器,并且與中央的發(fā)射器元件鄰接的發(fā)射器元件是非螺旋形的線發(fā)射器。非螺旋形的線發(fā)射器尤其是一種由單個線構(gòu)成的熱離子發(fā)射器。線發(fā)射器尤其可以是直的。當(dāng)線發(fā)射器彎曲時,于是匝數(shù)通常小于2,優(yōu)選地小于1。螺旋發(fā)射器具有至少2的匝數(shù)。
27、一種實施方式提出,各兩個相鄰的發(fā)射器元件彼此取向成,使得發(fā)射器縱向方向彼此垂直。在螺旋發(fā)射器中,發(fā)射器縱向方向尤其定義為繞組依次排列的方向。在線發(fā)射器中,發(fā)射器縱向方向定義為線的最長伸展的方向。
28、根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)管殼x射線管具有:
29、-陰極,
30、-可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以旋轉(zhuǎn)頻率相對于固定的支承部件支承的、抽真空的旋轉(zhuǎn)管殼,以及
31、-陽極,
32、其中陰極和陽極與旋轉(zhuǎn)管殼抗扭地連接,
33、其中陰極具有陰極頭和抗扭地插入到陰極頭中的電子發(fā)射器,
34、其特征在于,旋轉(zhuǎn)管殼在陽極與陰極之間的部段中由玻璃構(gòu)成。
35、作為玻璃實施方案的旋轉(zhuǎn)管殼尤其提供直接由旋轉(zhuǎn)管殼和從而旋轉(zhuǎn)管殼x射線管的外部形狀得出的優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)管殼x射線管尤其適合作為相對成本有利的實施方案。
36、旋轉(zhuǎn)管殼的另一優(yōu)點為,玻璃是絕緣的,從而可選的偏轉(zhuǎn)單元可以更靠近玻璃泡殼定位。玻璃的絕緣特性也是尤其有利的,因為不必為了電絕緣使用其它材料,例如傳統(tǒng)地使用陶瓷。
37、根據(jù)本發(fā)明的作為玻璃實施方案的旋轉(zhuǎn)管殼尤其可以被稱為玻璃泡殼。玻璃泡殼有利地實現(xiàn)相對緊湊的結(jié)構(gòu)方式,所述結(jié)構(gòu)方式與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器相比不需要腰部。因此,旋轉(zhuǎn)管殼的最小長度尤其通過陽極與陰極之間所需的絕緣長度來預(yù)設(shè)。因此,借助于偏轉(zhuǎn)單元對所發(fā)射的電子的偏轉(zhuǎn)可以優(yōu)選地直接從陰極起進(jìn)行,而在傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器中,偏轉(zhuǎn)在腰部之后才進(jìn)行。
38、在旋轉(zhuǎn)管殼x射線管中,陽極的冷卻是直接冷卻,其中熱量可以從陽極直接排出到繞流旋轉(zhuǎn)管殼的冷卻介質(zhì)、例如油中。因此,可以有利地省去中間儲熱器中的熱量的暫時存儲,所述中間儲熱器與陽極熱耦合并且通常由石墨構(gòu)成。因此,優(yōu)選地,相對于陽極的大小以及與該大小在一定程度上相關(guān)的熱容量,陽極的最大熱負(fù)荷相對非常大。
39、旋轉(zhuǎn)管殼x射線管、尤其旋轉(zhuǎn)管殼典型地是具備真空功能的。旋轉(zhuǎn)管殼有利地被氣密地密封。抽真空的旋轉(zhuǎn)管殼尤其包括高真空。
40、旋轉(zhuǎn)管殼圍繞旋轉(zhuǎn)軸線尤其借助于支承機(jī)構(gòu)可支承或支承。旋轉(zhuǎn)管殼尤其可以以旋轉(zhuǎn)頻率圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。固定的支承部件尤其可以是支承單元的一部分。固定的支承部件尤其是旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器的一部分,并且不是旋轉(zhuǎn)管殼x射線管的一部分。原則上可設(shè)想,支承單元整體和從而固定的支承部件是旋轉(zhuǎn)管殼x射線管的一部分。
41、陰極頭可以替選地尤其具有支承機(jī)構(gòu),其中陰極頭可以借助于支承機(jī)構(gòu)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線支承。陰極頭尤其可以關(guān)于固定的支承部件支承。固定的支承部件和可選地支承機(jī)構(gòu)可以是支承單元的一部分。支承單元尤其可以是旋轉(zhuǎn)支承件和/或陰極的一部分或旋轉(zhuǎn)管殼x射線管的一部分或旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器的一部分。支承機(jī)構(gòu)可以是例如轉(zhuǎn)子和/或旋轉(zhuǎn)的支承部件。固定的支承部件尤其可以是定子。旋轉(zhuǎn)支承件尤其可以是滾珠軸承或者尤其是液態(tài)金屬軸承、滑動軸承。
42、支承單元尤其實現(xiàn)陰極頭或電子發(fā)射器或旋轉(zhuǎn)管殼以旋轉(zhuǎn)頻率的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)頻率例如為至少5hz、尤其50hz、優(yōu)選地200hz。
43、陰極和陽極通常在旋轉(zhuǎn)管殼內(nèi)設(shè)置在相對置的側(cè)上。在陰極與陽極之間尤其是高真空。陰極和陽極與旋轉(zhuǎn)管殼的抗扭連接例如借助于緊固機(jī)構(gòu)實現(xiàn)。緊固機(jī)構(gòu)尤其可以是釬焊點和/或熔焊點。陰極和陽極與旋轉(zhuǎn)管殼的抗扭的連接可以替選地或附加地借助于支承單元的部件實現(xiàn),使得陰極和陽極與旋轉(zhuǎn)管殼不直接耦合。陽極和陰極以及電子發(fā)射器和旋轉(zhuǎn)管殼尤其共同圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以相同的旋轉(zhuǎn)頻率旋轉(zhuǎn)。
44、在陽極與陰極之間的由玻璃構(gòu)成的部段尤其相對于旋轉(zhuǎn)軸線環(huán)形地和/或旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)成。玻璃部段尤其在旋轉(zhuǎn)管殼的縱向方向上至少在陰極與陽極之間的一半間距上延伸。玻璃部段可以在旋轉(zhuǎn)管殼的縱向方向上延伸直至陰極的高度上或者超出陰極的高度。替選地或附加地,玻璃部段可以在旋轉(zhuǎn)管殼的縱向方向上延伸直至陽極上焦點軌道前方或者陽極上焦點軌道后方的高度上。在后一種情況下,玻璃部段尤其用作為x射線出射窗。焦點軌道尤其包括所發(fā)射的電子射到陽極上的焦斑,并且由于旋轉(zhuǎn)構(gòu)成環(huán)形的焦點軌道。
45、陰極頭通常具有圓形的外部形狀并且可以構(gòu)成為聚焦頭。陰極頭的外部形狀可以替選地為橢圓形或多邊形。
46、陰極頭是可支承的尤其類似地適用于電子發(fā)射器。換言之,支承機(jī)構(gòu)可以是電子發(fā)射器的一部分,借助于所述部分,電子發(fā)射器可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以旋轉(zhuǎn)頻率相對于固定的支承部件可旋轉(zhuǎn)地支承。尤其因為電子發(fā)射器抗扭地插入到陰極頭中,所以陰極頭的支承同樣意味著電子發(fā)射器的支承,反之亦然。
47、電子發(fā)射器尤其適用于醫(yī)學(xué)成像。替選地或附加地,電子發(fā)射器可以適用于材料檢查。
48、電子發(fā)射器典型地與陰極頭和從而與旋轉(zhuǎn)管殼固定連接。抗扭的插入尤其包括抗扭的緊固。電子發(fā)射器尤其可以借助于緊固機(jī)構(gòu)插入到陰極頭中。緊固機(jī)構(gòu)可以是螺釘、釬焊點和/或熔焊點。
49、一種實施方式提出,旋轉(zhuǎn)管殼柱形地構(gòu)成,并且柱形的旋轉(zhuǎn)管殼的第一端側(cè)構(gòu)成用于容納陰極側(cè)的支承部件,并且柱形的旋轉(zhuǎn)管殼的第二端側(cè)構(gòu)成用于容納陽極側(cè)的支承部件,其中陰極緊固在陰極側(cè)的支承部件處,并且陽極緊固在陽極側(cè)的支承部件處,并且其中陰極側(cè)的支承部件以及陽極側(cè)的支承部件構(gòu)成用于使旋轉(zhuǎn)管殼相對于固定的支承部件圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。柱形有利地實現(xiàn)緊湊的旋轉(zhuǎn)管殼x射線管。第一端側(cè)和第二端側(cè)沿著旋轉(zhuǎn)軸線在相對置的側(cè)上封閉柱形的旋轉(zhuǎn)管殼。柱體的中軸線尤其對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸線。陰極側(cè)的支承部件尤其可以在第一端側(cè)處與旋轉(zhuǎn)管殼真空密封地連接。陽極側(cè)的支承部件尤其可以在第二端側(cè)處與旋轉(zhuǎn)管殼真空密封地連接。陰極側(cè)的支承部件和/或陽極側(cè)的支承部件典型地是支承單元、尤其旋轉(zhuǎn)的支承部件和/或轉(zhuǎn)子的一部分。陰極側(cè)的支承部件和/或陽極側(cè)的支承部件可以為了旋轉(zhuǎn)管殼的旋轉(zhuǎn)尤其與固定的支承部件共同作用。
50、一個實施方式提出,旋轉(zhuǎn)管殼柱形地構(gòu)成,并且旋轉(zhuǎn)管殼的整個側(cè)表面由玻璃構(gòu)成。在所述情況下,旋轉(zhuǎn)管殼可以基本上由側(cè)表面和/或僅由玻璃構(gòu)成。所述實施方式與前面的實施方式相比是尤其有利的。
51、一種實施方式提出,旋轉(zhuǎn)管殼x射線管是雙極高壓管,其中在陰極處施加負(fù)的高壓電勢,并且在陽極處施加正的高壓電勢。正的高壓電勢與負(fù)的高壓電勢的差尤其說明加速電壓,根據(jù)所述加速電壓,電子可以從陰極朝向陽極加速。替選地可設(shè)想,陰極或陽極位于接地電勢并且這兩個電極中的僅一個電極位于高壓電勢。
52、一個實施方式提出,旋轉(zhuǎn)管殼垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的直徑小于100mm,優(yōu)選地為85mm或65mm。在所述實施例中,旋轉(zhuǎn)管殼的中軸線尤其對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸線。旋轉(zhuǎn)管殼尤其相對于旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。所述結(jié)構(gòu)方式由于緊湊性是有利的。
53、一種實施方式提出,旋轉(zhuǎn)管殼沿著旋轉(zhuǎn)軸線的長度小于200mm。在所述實施例中,旋轉(zhuǎn)管殼的中軸線尤其對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)軸線。旋轉(zhuǎn)管殼尤其相對于旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。由此可以有利地使旋轉(zhuǎn)管殼x射線管的結(jié)構(gòu)方式更小。
54、一種實施方式提出,旋轉(zhuǎn)管殼借助于滾珠軸承可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。在所述情況下,支承單元是旋轉(zhuǎn)支承件,所述旋轉(zhuǎn)支承件構(gòu)成為滾珠軸承。支承單元可以存儲在油中或真空中。支承機(jī)構(gòu)尤其可以是滾珠軸承的滾珠。
55、根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器具有:
56、-殼體,
57、-旋轉(zhuǎn)管殼x射線管,以及
58、-偏轉(zhuǎn)單元,
59、其中旋轉(zhuǎn)管殼x射線管在殼體內(nèi)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以旋轉(zhuǎn)頻率相對于殼體可旋轉(zhuǎn)地支承,
60、其中旋轉(zhuǎn)管殼x射線管具有陰極、旋轉(zhuǎn)管殼和陽極,
61、其中陽極在旋轉(zhuǎn)管殼內(nèi)與旋轉(zhuǎn)管殼抗扭地連接,
62、其中陰極具有陰極頭和插入到陰極頭中的用于發(fā)射電子的電子發(fā)射器,以及在旋轉(zhuǎn)管殼內(nèi)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸線上,
63、其特征在于,偏轉(zhuǎn)單元配置用于在旋轉(zhuǎn)管殼內(nèi)在陰極與陽極之間產(chǎn)生不均勻場,其中所述不均勻場影響所發(fā)射的電子使其在朝向所述陽極的不同軌道上,并且設(shè)計成使得考慮所發(fā)射的電子在不均勻場內(nèi)沿著不同軌道的路徑長度差。
64、旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器是特別有利的,因為通過使用偏轉(zhuǎn)單元來產(chǎn)生非均勻場,旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器的構(gòu)造基本上不太復(fù)雜,從而更成本有利。旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器優(yōu)選地不包括分離的雙極/四極磁體或其它附加的多極磁體。根據(jù)本發(fā)明,在不使用雙極/四極磁體或其它附加的多極磁體的情況下,產(chǎn)生非均勻場,以便使電子偏轉(zhuǎn)并且同時以合適的方式將其聚焦。由于非均勻場考慮到所發(fā)射的電子的路徑長度差,所以優(yōu)選地消除復(fù)雜偏轉(zhuǎn)的必要性。有利地,偏轉(zhuǎn)單元實現(xiàn)在電焦斑中均勻的分配,該分配優(yōu)選地伴隨有均勻的溫度分布。
65、殼體典型地完全包圍旋轉(zhuǎn)管殼x射線管和偏轉(zhuǎn)單元和/或是閉合的。殼體可以具有用于冷卻旋轉(zhuǎn)管殼x射線管和/或偏轉(zhuǎn)單元的冷卻介質(zhì)。冷卻介質(zhì)可以是液態(tài)的和/或氣態(tài)的。冷卻介質(zhì)尤其是空氣和/或油。殼體可以具有冷卻設(shè)備,通過所述冷卻設(shè)備對冷卻介質(zhì)進(jìn)行調(diào)溫和/或更換和/或循環(huán)。冷卻設(shè)備可以具有熱交換器和/或冷卻介質(zhì)輸送部和冷卻介質(zhì)排出部。在殼體的外側(cè)上,例如可以通過冷卻片來增大殼體的表面。
66、偏轉(zhuǎn)單元產(chǎn)生非均勻場,尤其以傳統(tǒng)地需要四極磁體的方式。根據(jù)本發(fā)明,與具有四極磁體的傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)管殼x射線輻射器相比,偏轉(zhuǎn)單元被簡化,由此偏轉(zhuǎn)單元可以針對相對較少的工作點最優(yōu)地設(shè)定。相反,根據(jù)本發(fā)明的偏轉(zhuǎn)單元由此在技術(shù)上不太復(fù)雜,不需要復(fù)雜的調(diào)節(jié),從而是更成本有利的。
67、偏轉(zhuǎn)單元優(yōu)選以如下方式產(chǎn)生非均勻場:可以將電子在徑向方向上扇形散開和/或偏轉(zhuǎn),尤其在考慮到路徑長度差的情況下。在徑向方向上的扇形散開有利地增大電焦斑的長度。在徑向方向上的偏轉(zhuǎn)尤其實現(xiàn)電子到達(dá)預(yù)設(shè)的焦點軌道。徑向偏轉(zhuǎn)的另一優(yōu)點是可以減小焦斑的寬度,尤其是當(dāng)電子發(fā)射器的激活的發(fā)射面比期望的光學(xué)寬度更寬時如此。
68、偏轉(zhuǎn)單元尤其產(chǎn)生如下場,所述場的場強(qiáng)與位置有關(guān)。偏轉(zhuǎn)單元尤其在旋轉(zhuǎn)管殼的位于電子發(fā)射器與陽極之間的體積部段中產(chǎn)生這種不均勻場。該體積部段尤其位于激活的發(fā)射面與陽極上的焦點軌道之間??稍O(shè)想,該體積部段不是位于激活的發(fā)射面與焦點軌道之間的直接視線連接上,尤其由于作用于電子上的力,所述力由所產(chǎn)生的不均勻場得到。偏轉(zhuǎn)單元尤其設(shè)置和定向成,使得力作用到發(fā)射的電子的大部分上,所述力由所產(chǎn)生的不均勻場得到。電子在徑向方向上的偏轉(zhuǎn)和/或扇形散開大部分尤其借助于位置相關(guān)的力來進(jìn)行。
69、偏轉(zhuǎn)單元產(chǎn)生不均勻場可以包括,在另外的體積部段中通過偏轉(zhuǎn)單元產(chǎn)生均勻場。原則上可設(shè)想,在具有非均勻場的體積部段中,場強(qiáng)的小部分與位置不相關(guān)。所述部分有利地位于電子的飛行軌道外和/或?qū)ι儆?0%、優(yōu)選地少于20%的所發(fā)射的電子起作用。偏轉(zhuǎn)單元尤其對準(zhǔn)電子的軌道,使得大部分、有利地至少80%的電子被不均勻場影響。偏轉(zhuǎn)單元尤其對準(zhǔn)電子的軌道,使得大部分、有利地至少80%的電子被不均勻場影響。
70、偏轉(zhuǎn)單元尤其產(chǎn)生不均勻場,所述不均勻場在發(fā)射時間段中是靜態(tài)的。不均勻場尤其在發(fā)射時間段內(nèi)是不變的。發(fā)射時間段尤其包括x射線脈沖的至少一個脈沖持續(xù)時間。
71、對發(fā)射的電子在其不同軌道上的影響尤其意味著,由于不均勻場,力作用到發(fā)射的電子上,所述力可能引起至少一個電子的偏轉(zhuǎn)。因為電子發(fā)射器通常不是點狀電子源,而是從激活的發(fā)射面在特定的、非點狀的伸展內(nèi)以不同的起始位置發(fā)射電子,所以發(fā)射的電子通常具有垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的空間分布,所述空間分布引起發(fā)射的電子在不同的軌道上傳播。路徑長度差尤其基于相應(yīng)的電子在電子發(fā)射器處的不同的起始位置或空間分布。朝向陽極的傳播尤其通過加速單元進(jìn)行,所述加速單元尤其提供陰極與陽極之間的高壓。在所述上下文中,多個電子的偏轉(zhuǎn)尤其可以表示在保持彼此的相對間距的情況下的移動和/或聚焦和/或散焦。在聚焦或散焦的情況下,通過偏轉(zhuǎn)多個電子改變電子之間的至少一個間距,在聚焦的情況下尤其減小所述間距,而在散焦的情況下尤其增大所述間距。
72、通過在徑向方向上扇形散開和/或偏轉(zhuǎn),發(fā)射的電子的傳播典型地在彎曲的軌跡上進(jìn)行。發(fā)射的電子的不同軌道通常根據(jù)彎曲的軌跡彎曲。從軌跡的彎曲得出:電子可以沿著相應(yīng)的軌道經(jīng)過不同的路徑長度,直至電子在焦斑中與陽極相互作用。沿著電子的不同軌道的由軌跡的彎曲得到的路徑長度差有利地通過不均勻場的與位置相關(guān)的力的設(shè)計方案來考慮。不均勻場尤其可以設(shè)計成,使得電子根據(jù)其軌道經(jīng)受不同的與位置相關(guān)的力。
73、可設(shè)想,不均勻場根據(jù)在陰極與陽極之間的高壓的量值由偏轉(zhuǎn)單元產(chǎn)生。不均勻場尤其可以產(chǎn)生成,使得電子的陰極側(cè)空間分布與電子的陽極側(cè)空間分布不同。陰極側(cè)或陽極側(cè)尤其意味著:在陰極處進(jìn)行電子發(fā)射之后或在電子撞擊陽極之前。陰極與陽極之間的空間分布的差異可以在于不同的伸展,尤其垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的伸展,優(yōu)選地不同的寬度和/或不同的長度。
74、一個實施方式提出,偏轉(zhuǎn)單元在垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中以小于360°、尤其小于180°的方式包圍旋轉(zhuǎn)管殼。偏轉(zhuǎn)單元在所述情況下在環(huán)周方向上不完全地、尤其不大部分地包圍旋轉(zhuǎn)管殼。因此,所述實施方式提供用于偏轉(zhuǎn)單元的更小空間需求的優(yōu)點。
75、一種實施方式提出,不均勻場是磁場,并且偏轉(zhuǎn)單元尤其具有帶有磁芯的線圈。原則上可設(shè)想,偏轉(zhuǎn)單元具有不帶有磁芯的線圈。替選地,偏轉(zhuǎn)單元尤其僅包括永磁體。偏轉(zhuǎn)單元尤其借助于帶有磁芯的線圈產(chǎn)生不均勻的磁場。線圈尤其是電流流經(jīng)的和/或具有多個繞組。多個繞組可以分布在唯一的繞組包或多個繞組包上。由帶有磁芯的線圈產(chǎn)生的磁場尤其在發(fā)射時間段期間是靜態(tài)的。所述實施方式是尤其有利的,因為不均勻的磁場特別適合用于考慮電子的路徑長度差。磁芯典型地具有軟磁材料和/或鐵氧體或者是永磁體。在線圈與磁芯組合的情況下,尤其由線圈和磁芯共同產(chǎn)生不均勻場。如果在所述情況下磁芯為永磁體,則可以有利地減小線圈的線圈電流,因為永磁體可以補(bǔ)償線圈的更小的磁場。磁芯有利地降低所需的線圈電流強(qiáng)度以用于實現(xiàn)磁場。替選地或附加地,磁芯可以影響不均勻場的場梯度。由此尤其可以影響在長度和/或?qū)挾壬系钠D(zhuǎn)。理想地,借助于磁芯可以使磁場的更高的力矩最小化。純物理地,磁場在電子的(瞬時)速度方向上典型地沒有作用。因為電子基本上沿著旋轉(zhuǎn)軸線飛行,所以磁場尤其在垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的平面中是不均勻的。
76、可設(shè)想,線圈包括多個具有繞組的包,其中多個繞組包安置在磁芯的彼此成角度的部段處。換言之,在所述實施方式中,第一繞組包的中軸線相對于第二繞組包的中軸線成不等于180°的角度,從而兩者不位于同一直線上。繞組包的數(shù)量尤其可以是二或三。繞組包和磁芯的部段可以彼此對稱地設(shè)置和構(gòu)成。
77、磁芯尤其可以具有彎曲的形狀。磁芯尤其不是棒狀的。彎曲的形狀尤其可以是c形。磁芯的端部可以包括不等于零的角度。該角度尤其可以等于或小于180°。該角度尤其可以在90°和180°之間。
78、替選地或附加地,磁芯的至少一個端部或磁芯的兩個端部可以傾斜。傾斜與此相關(guān)地涉及磁芯的彎曲方向。尤其當(dāng)磁芯的形成端部的閉合面垂直于磁芯的彎曲方向時,磁芯不傾斜。因此,尤其當(dāng)磁芯的形成端部的閉合面相對于彎曲方向成不等于90°的角度時,存在傾斜。
79、彎曲的形狀和/或傾斜的端部尤其意味著,磁芯有利地設(shè)計成,在磁芯外平行伸展的磁場線的份額減小。因此,由此有利地產(chǎn)生不均勻場。
80、一個實施方式提出,磁芯定向成,使得磁芯的端部位于垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的同一平面中并且相對于旋轉(zhuǎn)軸線等距地定向。磁芯的端部相對于旋轉(zhuǎn)軸線尤其位于相同的高度上。等距的定向尤其實現(xiàn)磁芯圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的對稱定向。
81、一個實施方式提出,磁芯定向成,使得垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的、磁芯的端部所位于的平面在陰極與陽極之間與旋轉(zhuǎn)軸線相交。所述實施方式是尤其有利的,因為偏轉(zhuǎn)單元相對靠近電子地設(shè)置。
82、一種實施方式提出,磁芯定向成,使得線圈的繞組的中軸線位于垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的、磁芯的端部所位于的平面中。在所述情況下,尤其磁芯的端部和繞組的中軸線相對于旋轉(zhuǎn)軸線優(yōu)選地位于相同的高度上。