用于X射线生成器的容器和X射线生成器的制作方法

本发明涉及一种用于X射线生成器的容器，所述容器至少部分地用电绝缘的液体填充。容器具有用于液体的压力平衡装置。本发明也涉及一种具有这种容器的X射线生成器。

背景技术：

X射线辐射从很多年前起对于医学诊断而言是不可缺少的。X射线辐射例如通过如在图1中示出的X射线生成器产生。现代的X射线生成器（高频或多脉冲生成器）由网络输入端1、中间回路2、振荡回路逆变器3（也称作为逆变器）、高压生成器4和X射线辐射器5构成。由X射线辐射器5所需要的加速电压U由高压生成器4提供。高压生成器4从振荡回路逆变器3的高频输出电压借助于高压变压器6和与其连接的整流器级7产生例如大小为大约+/-75kV的加速电压U。

在产生X射线辐射时，高压生成器4和X射线辐射器5通常安置在各一个容器（也称作为罐）中。一方面，由此在小的结构空间上能够实现高的电压，另一方面，为了产生X射线辐射所需要的电学构件的热损耗通过液态的绝缘物质、例如通过绝缘油良好地吸收（=高的热容）并且也分布（=绝缘油在温差下的对流）。

在运行时，绝缘物质升温并且膨胀。已知的矿物的绝缘油具有700至950ppm/K的热膨胀系数。因为绝缘物质几乎是不可压缩的，所以必须设置结构上的措施以平衡绝缘物质在X射线辐射器中并且在高压生成器中的体积变化（=压力平衡装置）。

从出版物EP 0 283 688 A1中已知一种用于X射线辐射器的具有薄膜的弹性的膨胀箱。薄膜由耐油的、电绝缘的材料，例如由腈或硅树脂构成并且形成膨胀箱。通过膨胀的绝缘物质的压力，薄膜变形并且压缩薄膜的气体填充的内部空间。替代地，薄膜也能够朝向周围的大气敞开地构造。

为了不减少薄膜的使用寿命，将所述薄膜布置在尽可能无电场的空间中，但是由此结构空间增大。替代地，能够使用与电学地连接的电位屏蔽以保护薄膜。这在朝向周围敞开的结构中也可以优选。

技术实现要素：

本发明的任务是，说明其他的用于X射线生成器的具有压力平衡装置的容器和其他的具有容器的X射线生成器。

根据本发明，所提出的任务借助独立权利要求的容器和X射线生成器来解决。有利的改进方案在从属权利要求中说明。

根据本发明，用于X射线生成器的容器具有导电的薄膜作为用于液态的绝缘物质（＝电绝缘的液体）的压力平衡装置，所述导电的薄膜与地电位（=电学地）连接。一个薄膜或多个薄膜是下述材料的薄层，所述材料影响或禁止穿过所述层的物质传递。薄膜以多种应用和功能出现。在技术方面，人们将薄膜作为分隔层用在薄膜技术中。薄膜形成物质和/或气体之间的分隔层。通常，薄膜是柔性的和/或弹性的层。容器也能够称作为缸、箱、罐或者器皿。

本发明要求保护一种至少部分地用电绝缘的液体填充的用于X射线生成器的容器，所述容器具有用于液体的压力平衡装置。容器包括与电学地连接的、导电的、柔性的、形成压力平衡装置的薄膜，其中薄膜至少部分地与液体有效连接。薄膜布置在容器之内或者部分地形成容器，并且薄膜的电导率大于1西门子每米。

本发明提供下述优点，薄膜与电活性的构件的间距能够减小，而在空气填充的邻接的腔或层中不会出现电学放电。

在一个改进方案中，薄膜能够形成风箱（空气腔），所述风箱与大气联通，即在风箱中大气的外压始终占主导。

在一个改进方案中，薄膜能够形成液体和周围的大气之间的分隔层。

在另一个实施方式中，薄膜能够形成容器的容器壁的一部分。

在另一个设计方案中，薄膜能布置在容器中，其中在薄膜和容器的容器壁之间形成空气腔。

在另一个实施方式中，薄膜能够导电地与容器的容器壁连接，其中容器壁与电学地连接。

在一个优选的实施方式中，薄膜能够由橡胶或硅树脂形成。

此外，薄膜能够具有导电的塑料基质、导电的颗粒、导电的表面或导电的线、纤维或带。

在一个优选的实施方式中，液体能够是绝缘油、例如变压器油。

在另一个实施方式中，容器能够具有布置在液体中的高压生成器和/或布置在液体中的X射线管。

本发明也要求保护一种X射线生成器，以产生用于X射线辐射器的高压，该X射线生成器具有根据本发明的容器以容纳电学构件。

附图说明

本发明的其他的特征和优点从下面根据示意图对多个实施例的阐述中变得清楚。

其中：

图1示出根据现有技术的X射线生成器的电路图，

图2示出具有导电的薄膜的容器的横截面，

图3示出具有导电的薄膜的另一个容器的横截面，

图4示出具有导电的薄膜的另一个容器的横截面，

图5示出具有导电的薄膜的另一个容器的横截面。

具体实施方式

图2以横截面示出容器8，所述容器也称作为缸或罐，在容器8中存在电学构件13、例如高压构件，所述电学构件存放在电绝缘的液体14、例如绝缘油中。为了平衡在通过电学构件13加热时液体14的膨胀，容器8具有以弹性的、导电的薄膜10的形式的压力平衡装置，所述压力平衡装置与容器壁9形成空气腔11或空气隙。空气腔11中的压力等于包围容器8的大气15的压力。薄膜10因此能够沿方向12运动并且由此平衡液体14的出现的压力波动。

容器壁9处于电学地（=地电位）上并且由此与容器壁9连接的薄膜10也如此。薄膜10由耐矿物油的弹性体、例如橡胶（丁晴橡胶、EPDM、IIR、SBE）或硅树脂构成。导电的薄膜10用于影响/控制电场，由此与电活性构件13的间距能够减小。导电的薄膜10能够以不同的类型制造，但是必须始终保持机械柔性，在所有温度下运行时不允许剥落或形成褶皱并且必须相对于矿物油是耐受的。

薄膜10例如具有导电的塑料基质，包含导电的颗粒、例如石墨、炭黑、SiC或金属颗粒，单面地或双面地具有导电的表面，或者集成导电的线、纤维或带。薄膜10的电导率应当大于1西门子每米。

下面，描述计算仿真的结果。假设，电学构件13、诸如高压生成器或X射线管处于高压电位（大约75kV）上。如果薄膜10是绝缘的，那么电场会进入到空气填充的平衡空间中，即进入到空气腔11中。电学构件13和薄膜10之间的间距可能过小，使得在空气腔11中得出大于4kV/mm的最大场强。这能够引起放电，因为空气的固有电导率为2.4kV/mm。

但是如果薄膜10在容器8的尺寸相同的情况下是导电的，即电导率明显大于绝缘液体14的电导率，并且薄膜10经由容器8良好接地，那么空气腔11（即利用空气填充的空间）无电场地保持。但是，在薄膜10上方的液体14中的场强增大。然而，因为液体14具有比空气腔11明显更高的电学稳定性，所以不会由于过高的电场而发生放电。

图3以剖面图示出具有电绝缘的液体14的容器8的另一个实施方式，电学构件13处于所述液体中。容器8接地。导电的薄膜10形成容器壁9的一侧进而形成液体14和大气15之间的分隔层。在液体14膨胀时，薄膜10能够沿方向12向外拱曲。

图4以剖面图示出根据图3的实施方式的变型方案。容器8在电绝缘的液体14中具有电学构件13。容器壁9接地。下部的容器壁9的一部分通过导电的薄膜10形成，所述薄膜为液体14和大气15之间的分隔层。薄膜10在液体14的体积变化时可以沿方向12运动。

图5以剖面图示出具有处于内部的电学构件13的容器8的另一个实施方式，所述电学构件由电绝缘的液体14包围。容器壁9接地。压力平衡装置通过形成空气腔11的风箱形式的导电的薄膜10来形成。空气腔11具有与包围容器8的大气15的管状的连接14进而能够与大气15以联通的箱的方式联通（即空气腔中的压力始终保持与大气的外压相同）。

所有在图2至图5中描述的容器能够用于构造X射线生成器以产生用于控制X射线辐射器的高压，但是也能够用于构造一体罐（Eintank），所述一体罐容纳用于产生高压的构件以及X射线辐射器。

根据图2至图5的容器的导电的薄膜10以场控制的方式起作用并且影响电场和位于附近的电学构件13的寄生电容。这能够有针对性地用于构造和设计高压生成器。在此，在运行期间必须观察薄膜10的形状变化。

此外，寄生电容影响高压生成器中为了整流所需要的高压二极管的损耗。如果高压生成器运行，那么所述高压生成器强烈升温，使得薄膜变形。因此，通过与二极管的变大的间距，在二极管上产生的损耗减小，使得高压生成器较小地升温。同时，绝缘液体的电学稳定性随着温度的升高而降低，但是这又通过附加的间距获得而得以补偿。

虽然本发明详尽地通过实施例详细地说明和描述，但是本发明不受限于公开的示例并且其他的变性方案能够由本领域技术人员从中导出，而不脱离本发明的保护范围。

附图标记列表：

1 网络输入端

2 中间回路

3 振荡回路逆变器

4 高压生成器

5 X射线辐射器

6 高压变压器

7 整流器级

8 容器

9 容器壁

10 导电的薄膜

11 空气腔

12 薄膜10的运动方向

13 电学构件

14 绝缘液体

15 连接

16 大气

U 加速电压