专利名称：X射线计算机断层造影仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种X射线计算机断层造影仪，其包括一个转子，在转子上至少安装一个射线源和一个探测器。
背景技术：
此类X射线计算机断层造影仪按现有技术是众所周知的。在台架的一个可旋转部分或转子上至少安装一个射线源和一个探测器。这种转子加上装配在它上面的部件重量达1.4吨。它以高达180转/分的转速旋转。在这种情况下产生很大的离心力。由于这一原因，旋转时可能导致转子变形。而转子的变形又会损害从射线源发射的X射线束在对置的探测器上精确定向并因而影响产生的X射线图像的质量。
为了克服上述缺点，按现有技术这样优化转子的几何结构，即，使得几乎所有装配在它上面的部件的重心处于一个重心平面内。此外，为了提高转子的刚度，在转子底部加肋，这些肋与环形的转子外壁连接。仿真计算表明，由此对于目前使用的转速保证有足够的刚度。但所述的仿真还表明，在提高转速时重新产生不希望的变形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点。尤其应提供一种X射线计算机断层造影仪，它能以高的转子转速工作并与此同时不损失成像质量。
上述技术问题通过一种X射线计算机断层造影仪得以解决，该X射线计算机断层造影仪包括一个转子，在转子上至少安装一个射线源和一个探测器，按照本发明，所述转子至少部分用一种纤维增强的具有金属基体的复合材料制成。
按本发明的设计规定，转子至少部分用一种纤维增强的具有金属基体的复合材料制成。由此可以通过比较简单的方式明显提高转子的刚度。转子可以以更高的转速旋转，并不产生不希望的变形。采用所建议的转子也可以在高转速时获得良好的图像质量。
按另一项设计规定，纤维用Al2O3制成。所建议的这种纤维特别轻并赋予复合材料显著更佳的刚性。当然，也可以使用其他恰当材料制成的纤维，例如SiC、AIN等，来取代用Al2O3制成的纤维。
按另一项扩展设计规定，金属基体由铝或一种铝合金构成。通过使用建议的轻金属，可保持转子的重量较轻并因而使产生的离心力较小。当然，也可以取代铝采用其他轻金属，例如镁等制造转子。
转子相宜地具有一个转子底部和一个设在其外圆周上的环形转子外壁。通过设置转子外壁，可以在紧固件万一断裂时拦截从转子底部脱落的部件，并因而避免危及处于X射线计算机断层造影仪附近的人员。
此外，转子底部可制有肋和/或接片。肋和/或接片可以与转子外壁连接。因此可以进一步提高转子刚度。
按另一项扩展设计，在转子上设有不使用纤维构成的固定段。这种固定段用于在转子上固定部件。它们通常制有内螺纹，用于安装与之对应的螺栓。
按另一项扩展设计规定，在转子底部区域内纤维基本上平行于转子底部的上侧或下侧定向。同样，在肋和/或接片的区域内纤维可以基本上平行于肋和/或接片的长度延伸方向定向。最后，在转子外壁区域内纤维相宜地基本上沿切向定向。采用所建议的纤维定向，可以进一步提高转子分别沿在工作时产生的最大挤压作用的方向的刚度。
下面借助附图详细说明本发明的实施例。附图中图1表示转子的透视图；以及图2表示通过图1所示转子的局部横剖视图。
具体实施例方式
图1表示总体上用附图标记R表示的转子的透视图。转子R包括一个设计为环形盘形状的转子底部1。转子底部1在其外圆周被环形的转子外壁2围绕。附图标记3表示一个与转子外壁2相比仅少量高出转子底部1水平面的转子内壁。转子底部1具有多个肋4，它们沿径向从转子内壁3延伸到转子外壁2。此外还设另一些横向延伸的肋5和基本上径向延伸的壁6。
图2表示通过转子R从转子外壁2一直到达转子内壁3这一部分的局部横截面图。由图2可以看出，转子R由一个或多个用复合材料制成的复合材料构件7组成，它们各通过由轻金属，优选地由铝或一种铝合金制成的外套8包围。此外，转子R的一些部分，在这里指转子内壁3，仅仅用轻金属例如铝或一种铝合金制成。无复合材料的部分通常具有固定结构9，例如螺纹孔等。
为了制造复合材料构件7，例如可以将一种粉末状金属与纤维，例如用Al2O3、SiC等制成的纤维混合，以及接着压制成模制件，然后烧结。在这之后可将这种复合材料构件7置入传统的铸模内，并接着可以通过围注轻金属，例如一种铝合金，制成外套8。
当然，也可以在铸模内仅置入用纤维制成的压制件，随后用轻金属浸润。
复合材料构件7尤其可以制成，使纤维的优选方向平行于转子R工作时的最大拉应力方向延伸。
转子R也可以具有按整体式结构制成的复合材料构件7，复合材料构件既包括转子底部1也包括转子外壁2。而转子内壁3可以事后与外套8一起浇注。
用复合材料制成的复合材料构件7相宜地具有在320至420Gpa范围内的弹性模量、优选地在380至400Gpa范围内，以及在3.2至4.0G/cm3范围内的密度、优选地在3.4至3.95G/cm3范围内。剪切模量G通常在42至58Gpa之间，优选地在45至57Gpa之间。
权利要求
1.一种X射线计算机断层造影仪，包括一个转子(R)，在转子上至少安装一个射线源和一个探测器，其特征为所述转子(R)至少部分用一种纤维增强的具有金属基体的复合材料(7)制成。
2.按照权利要求1所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为所述复合材料(7)至少部分用铝制外套(8)围绕。
3.按照权利要求1或2所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为所述纤维用Al2O3制成。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为所述金属基体由铝或一种铝合金构成。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为所述转子(R)具有一个转子底部(1)和一个设在其外圆周上的环形转子外壁(2)。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为所述转子底部(1)设有肋(4、5)和/或接片。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为所述肋(4、5)和/或接片与转子外壁(2)连接。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为在所述转子(R)上设有不使用纤维构成的固定段(9)。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为在所述转子底部(1)区域内纤维基本上平行于该转子底部(1)的上侧或下侧地定向。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为在所述肋(4、5)和/或接片的区域内纤维基本上平行于肋(4、5)和/或接片的纵向延伸方向定向。
11.按照权利要求1至10中任一项所述的X射线计算机断层造影仪，其特征为在所述转子外壁(2)区域内纤维基本上沿切向定向。
全文摘要
本发明涉及一种X射线计算机断层造影仪，其包括一个转子(R)，在转子上至少安装一个射线源和一个探测器。为了避免转子(R)在高转速时发生不希望的变形，按本发明建议，所述转子(R)至少部分用一种纤维增强的具有金属基体的复合材料(7)制成。
文档编号H05G1/02GK101023873SQ20061013092
公开日2007年8月29日 申请日期2006年9月19日 优先权日2005年9月19日
发明者索尔斯滕·比特纳, 托拜厄斯·纳兹曼, 乌利·霍尔兹默 申请人:西门子公司