X射线发生器的制作方法

x射线发生器
技术领域
1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种x射线发生器的散热技术。


背景技术：

2.x射线发生器是一种将电源输入转换为x射线的真空球管。可利用的x射线的可控源造就了放射新成像技术的诞生，即一种对部分不透明的物体通过穿透的射线进行成像。与其它离子辐射源不同，x射线只有当x射线发生器通电后产生。x射线发生器被广泛使用于计算机断层扫描(ct)设备，x射线衍射设备，x射线医学影像成像设备以及工业探伤领域。由于高性能的ct扫描设备和血管造影系统的持续增长的需求，驱动着高性能的医用x射线发生器的发展。
3.x射线发生器中使用的真空管包括一用于将电子发射到真空的阴极(灯丝)，以及一用于接收被发射电子的阳极，从而在x射线发生器中形成被称为线束的电子流。提供被称为管电压的高电压电源连接于阳极与阴极灯丝之间，以将电子加速。管电压通常在30至200kv之间。
4.考虑缩短x射线曝光时间且获得清晰图像，通常使用基于旋转阳极(靶盘)的x射线发生器。为了获得清晰的图像，x射线发生器需要在极短的时间内产生密度较高的x射线从而需要提升x射线发生器的功率。在基于旋转阳极的x射线发生器中，利用轴承带动阳极靶盘做不断地高速旋转，使高速电子束轰击在阳极靶盘的环形轨迹带上，产生的热量也分布在该轨迹带上，极大地提高了x射线发生器的瞬时功率。然而，x射线发生器产生的能量大约仅1％转换为x射线，而99％左右的能量则转换成耗散在阳极靶盘上的热能。因此，在提供x射线发生器的功率的同时也会使阳极以及整个x射线发生器组件的温度迅速升高。如对上述热量进行散热，会影响x射线发生器的性能，例如阳极(组件)过热、x射线发生器的(真空)球管打火、噪声变大等，甚至于造成阳极轴承的失效或卡死的现象，严重影响x射线发生器组件的寿命和整体性能。因此，需要提供一种能够提升热容量的x射线发生器组件以提高其性能。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本公开一方面提出了一种x射线发生器，包括：壳体；x射线发生组件，包括被封装于一玻壳中的阳极组件和阴极组件并容纳在所述壳体内部；以及散热组件，能够整体地与所述壳体密封装配，其中，所述散热组件包括：泵；第一油管，设置为与所述泵的出液口连接并在所述散热组件与所述壳体密封装配时向所述壳体内部沿伸布置，以引导所述泵泵送的冷却流体沿所述壳体的内壁与所述x射线发生组件外壁之间的区域输运；以及第二油管，设置为与所述泵的进液口连接并在所述散热组件与所述壳体密封装配时向所述壳体内部沿伸，使所述泵通过所述第二油管从所述壳体内抽离所述冷却流体以形成循环通路，其中，所述冷却流体沿所述壳体内壁与所述玻壳外壁之间的区域输运至所述第二油管的管口处。
6.可选地，该x射线发生器的所述散热组件包括：底座，所述泵能够固定于所述底座，且所述底座上分别构造允许所述第一油管、所述第二油管对应穿过的第一孔和第二孔，使所述第一油管、所述第二油管沿伸入所述壳体内部，所述散热组件通过所述底座能够整体地与所述壳体密封装配。
7.可选地，该x射线发生器的所述散热组件还包括：散热片，设置为与所述第一油管或所述第二油管热交换耦合。
8.可选地，该x射线发生器的所述第二油管的管口形成漏斗状。
9.可选地，该x射线发生器还包括：传感器，设置为感测所述循环通路中所述冷却流体的温度和/或压力；以及控制器，设置为接收所述传感器反馈的温度和/或压力信息以控制所述泵泵出的流量。
10.本公开所提供的一种x射线发生器的一个优势在于，散热组件能够与x射线发生器的壳体能够拆卸地密封装配，实现散热组件的模块化的设计并在不改变x射线发生器的结构的条件下对x射线发生器的x射线发生部分进行散热、冷却工作。
11.本公开的另一个优势在于，通过设置于x射线发生器内的冷却循环通路对阳极组件进行冷却有效降低了x射线发生器的工作温度，提升x射线发生器的寿命。
12.本公开的另一个优势在于，通过传感器反馈冷却流体的温度和/或压力等参数动态调节泵的输出流量，优化散热效率。
附图说明
13.下面将通过参照附图详细描述本公开的实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
14.图1为示出根据一个示例性实施例的具有散热组件的x射线发生器的结构示意图；
15.图2为示出根据一个示例性实施例的x射线发生器的泵控制框图。
16.其中，附图标记如下：
17.100 x射线发生器
18.102 壳体
19.103 x射线发生组件
20.104 阳极组件
21.1042 阳极靶盘
22.1044 转子
23.1046 定子
24.105 阴极组件
25.106 玻壳
26.108 散热组件
27.1081 底座
28.1082 泵
29.1084 第一油管
30.1086 第二油管
31.1088 散热片
32.110 控制器
33.112 传感器
34.114 出射窗
35.fl 冷却流体
具体实施方式
36.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。
37.在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
38.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。
39.在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。
40.现有x射线发生器的一些散热技术例如在壳套外壁使用散热结构，或装配风扇增加空气的对流以降温，或者在壳套喷涂高热辐射系数的涂层等。
41.本公开提供了一种基于冷却循环的散热技术以有效降低x射线发生器的工作温度，并且可以适应性地调节冷却循环的流量，另外还可以在不改变x射线发生器的内、外部结构的前提下利用多种散热技术进一步对x射线发生器的工作温度进行优化。以下结合附图对本公开所涉及的x射线发生器进行说明。
42.图1为示出根据一个示例性实施例的具有散热组件的x射线发生器的结构示意图。
43.如图1所示，根据一示出实施例的x射线发生器100，包括：壳体102；x射线发生组件103，包括被封装于玻壳106中的阳极组件104和阴极组件105并容纳于壳体102内部；以及散热组件108，能够整体地与壳体102密封装配，其中，散热组件108包括：泵1082；第一油管1084，设置为与泵1082的出液口连接并在散热组件108与壳体102密封装配时向壳体102内部沿伸布置，以引导泵1082泵送的冷却流体fl沿壳体102内壁与x射线发生组件103外壁，例如玻壳106外壁之间的区域输运；以及第二油管1086，设置为与泵1082的进液口连接并在散热组件108与壳体102密封装配时向壳体102内部沿伸，使泵1082通过第二油管1086从壳体102内抽离冷却流体fl以形成循环通路，其中，冷却流体fl沿壳体102内壁与x射线发生器组件103外壁，例如玻壳106外壁之间的区域输运至第二油管1086的管口处，从而将冷却流体fl从壳体102内抽出以循环到泵1082内。在此，冷却流体fl可以是绝缘油、冷却油或任何适于冷却、热交换的流体，本实施例对此不作限制。
44.另外，阳极组件104至少包括：用以接收从阴极组件105，例如阴极灯丝产生的高能电子束高速轰击在阳极靶盘1042，由此产生x射线，且产生的x射线可穿过具有透光性的玻壳106，并通过出射窗114出射；以及转子1044和定子1046，用以驱动阳极靶盘1042的高速转动。
45.根据一示出实施例的x射线发生器100，为了保证x射线发生器100的壳体102的密
封性能，且能够将散热组件108作为模块化的设计以整体的形式可拆卸地与壳体102密封装配，为此散热组件108包括：底座1081，泵1082能够固定于底座1081，且底座1081上分别构造允许第一油管1084、第二油管1086对应穿过的第一孔和第二孔，使第一油管1084和第二油管1086沿伸入壳体102内部。另外，底座1081的底面构造为与壳体102的截面匹配，使得散热组件108通过底座1081能够拆卸地整体与壳体102密封装配，例如将底座1081沿着壳体102的底部推入，从而将壳体102从底部密封，使散热组件108整体与该壳体102安装。
46.根据一示出实施例的x射线发生器100，散热组件108还包括：散热片1088，设置为与第一油管1084或第二油管1086热交换耦合，即在冷却流体fl在流经散热片1088所在的位置时通过热交换加速散热。
47.根据一示出实施例的x射线发生器100，第二油管1086的管口构造成漏斗状，以扩大从壳体102内收集冷却流体fl。
48.图2为示出根据一个示例性实施例的x射线发生器的泵控制框图。
49.如图2所示，根据一示出实施例的x射线发生器100，包括：传感器112，设置为感测循环通路中冷却流体fl的温度和/或压力；以及控制器110，设置为接收传感器112反馈的温度和/或压力信息以根据例如用于冷却的绝缘油的温度适应性地控制泵1082泵出的流量。
50.在本公开所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
51.以上所述仅是本公开的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本公开的保护范围。