专利名称：X射线发射器系统和有两冷却装置的医学x射线成像系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种冷却剂冷却的X射线发射器系统以及ー种包括所述X射线发射器系统的医学X射线成像系统，所述X射线发射器系统带有ー个X射线发射器和两个冷却循环回路。
背景技术：
X射线发射器系统通常由X射线发射器和与所述X射线发射器连接的冷却装置组成。所述X射线发射器通常由真空的X射线管和围绕所述X射线管的X射线发射器壳体组成。为了运行X射线发射器，必须对X射线管输送高压。高压输送从发射器壳体的接头开始的、通过内部到达X射线管为此而设置的触点，这必须满足相应的电绝缘要求，因为所述发射器壳体通常处于接地电位(Massepotenzial)上。在X射线管的运行中在X射线管的不同位置产生热量，其在总量上几乎相当于总体存储的电能，并且必须通过冷却输出。尤其在阴极区域、受热加热的电子发射极区域、通过紧邻焦点并主要由散射电子加热的输出窗区域以及在其中热量从阳极输出的区域中产生热量。根据X射线发射器系统的具体的设计可能还存在其他需要冷却的区域。通常要特别关注在真空外壳的输出窗区域中的冷却，因为在此较高的输入热量经常以交变载荷的形式出现在ー结构中，所述结构由设计决定地由薄窗与真空外壳的剩余部分连接的真空支承的连接装置組成。从文献US 2008/0069293A1可知，为了排出热量而使用冷却剂，该冷却剂流过全部或部分区域并与冷却系统构成循环回路。此时所述冷却剂必须满足上述的电绝缘要求。尤其必须保证与X射线管的、引导高压的导线或表面的电位分离。另ー方面，必须进行对上述热源的有效的热量输出。此外还要求所使用的冷却剂在发生故障情况时，例如在介质泄漏和流出时所需的兼容性，冷却介质与在冷却循环回路中使用的材料的相容性，热稳定性以及对X射线的耐抗性。因此尤其在简单的X射线发射器中经常使用电绝缘的冷却剤，例如变压器油，因为所述变压器油就其材料特性而言尽可能好地满足上述要求。其结合相应的结构设计措施保证了在关键性的、引导高压的位置上的电位分离，以及使热量能通过由在冷却循环回路中的环流強制的对流排出。使用这种公知的冷却剂的缺点在干，由于较小的导热系数和较小的比热，冷却剂的冷却性能通常较低。尤其对于具有更高运行功率的X射线发射器系统来说，冷却循环回路的复杂的设计也是公知的。文献us 6977991B1公开了，通过冷却剂在结构上的强制输送可提高位于在X射线发射器壳体内在关键位置的冷却功率。这些位置通常包括真空外壳的透射X射线的 输出窗，或当X射线管从在结构上在阴极区域和阳极区域之间具有颈缩时，这些位置还包括X射线外壳的颈缩区域。
在专利文献EP 1707036B1中公开了ー种用于X射线管的冷却装置，其中，冷却剂通过两个流入线路导向X射线管并通过流出线路再次离开所述X射线管。在公开文献JP 2003142016A中公开了ー种强制冷却的X射线管。冷却装置的冷却效果通过合适的屏蔽结构得以改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于X射线发射器系统 的改良的冷却装置。本发明要求保护ー种带有X射线发射器的冷却剂冷却的X射线发射器系统，所述X射线发射器包括阴极，阳极和输出窗。为了输出热损耗，所述系统具有第一冷却装置，其将热量从阳极和输出窗输出，还具有第二冷却装置，其将热量从阴极输出。本发明的优点在于，对X射线发射器的冷却进行了优化，为此对于X射线发射器的不同区域可根据需要使用具有高电绝缘性能或高冷却性能的冷却剤。此外，两个冷却循环回路可根据热量输出需求进行不同的设计。在按照本发明的另ー设计方案中，第一冷却装置包括第一壳体，所述第一壳体基本上围绕X射线发射器的设有阳极和输出窗的区域。在按照本发明的又ー实施方式中，第二冷却装置包括第二壳体，所述第二壳体基本上围绕X射线发射器的设有阴极的区域。在本发明的其他设计中，第一冷却剂可位于第一壳体内。按照本发明的又一设计方案，第一冷却剂可以是水-こニ醇-混合物。因此可以进行有效的热量输出。在本发明的又ー实施方式中，第二冷却剂可位于第二壳体内。按本发明的优选的技术方案，第二冷却剂可具有高的电绝缘性能。此外，第二冷却剂可以是变压器油。所述变压器油满足了在阴极区域内的高绝缘要求。在本发明的又一设计方案中，第一冷却装置设计为带有换热器的、主动的冷却循环回路。在本发明进一步的实施方式中，第一壳体具有冷却剂入口和冷却剂出口。按本发明的其他技术方案，第一冷却剂可通过冷却剂入ロ进入第一壳体并通过冷却剂出口离开第一壳体。在本发明的又ー实施方式中，第二冷却装置可设计为不带有换热器的、被动的、封闭的冷却循环回路。按本发明的优选的技术方案，第一壳体和第二壳体可具有共同的隔板，热量可通过该隔板从第二冷却装置释放到第一冷却装置中。本发明还要求保护ー种具有按本发明所述的X射线发射器系统的医学X射线成像系统。
下面借助附图通过对实施例的阐述来说明本发明的其他特性和优点。附图中，
图I示出了带有第一和第二冷却装置的X射线发射器系统。
具体实施例方式图I示出了一种带有X射线发射器100和按照本发明带有第一冷却装置110和第ニ冷却装置120的X射线发射器系统。所述X射线发射器100包括阴极210，旋转阳极380，输出窗360和偏转磁铁系统230。在阴极210区域存在对电绝缘性能的高要求，但这仅造成X射线发射器100的整体热损耗的一小部分。在旋转阳极380区域和输出窗360区域产生了 X射线发射器100的大部分热损耗，但尤其在单极的X射线系统中不存在对高压绝缘性能的要求。第一冷却装置110设计为主动的、封闭的冷却循环回路。冷却的第一冷却剂330通过第一冷却装置Iio的第一壳体300内的冷却剂入口 310从中间冷却系统400或换热器 中流入第一壳体300，变热并通过冷却剂出ロ 320再次输入所述中间冷却系统。第一冷却剂330具有高的冷却性能，其中，不必满足对电绝缘性能的要求。优选地使用水/こニ醇-混合物或同等的冷却剤。第一冷却装置110示出了将第一冷却剂330以尤其高的散热(能力)强制输送通过X射线发射器100的区域。第一冷却剂330通过冷却剂入ロ 310例如首先送往与X射线发射器100的真空外壳350接触的护板结构370中。第一冷却剂330从那儿出发到达输出窗360的区域，然后到达真空外壳350并从那儿通过旋转阳极380的支承。接着第一冷却剂330通过冷却剂出ロ 320回到中间冷却系统400中。第二冷却装置120包括第二壳体200，并且与第一冷却装置110相反，设计为封闭的、被动的冷却循环回路。第二冷却装置120也可不进行第二冷却剂220的主动的环流。第ニ冷却剂220仅通过自身对流进行环流，如有可能，所述环流在CT系统的机架旋转过程中通过加速度的提高而加強。为了在阴极210的区域内满足高的电绝缘要求，使用例如变压器油或相应的高绝缘的冷却剤，其仅必须在阴极210的区域满足较小的冷却要求。对在阴极210和例如偏转磁铁系统230的其他热源中产生的热量的排放首先通过第二冷却剂220在第二壳体200的壁上的对流，之后通过经过第二壳体200的壁的热传导，接着通过第二壳体200的外部的对流冷却来实现的。此外，可通过第二壳体200与第一壳体300的共同的隔板250将热量传导到第一冷却装置110中。上述X射线发射器系统优选地用于医学X射线成像系统中。但也有可能用于其他方面例如行李安检或材料检验。
权利要求
1.一种带有X射线发射器(100)的冷却剂冷却的X射线发射器系统，所述X射线发射器包括阴极(210)，阳极(380)和输出窗(360)，其特征在于， -第一冷却装置(110),其将热量从阳极(380)和输出窗(360)输出，以及 -第二冷却装置(120)，其将热量从阴极(210)输出。
2.按照权利要求I所述的X射线发射器系统，其特征在于所述第一冷却装置(110)的第一壳体(300),所述第一壳体基本上围绕所述X射线发射器(100)的设有阳极(380)和输出窗(360)的区域。
3.按照权利要求I或2所述的X射线发射器系统，其特征在于所述第二冷却装置(120)的第二壳体(200)，所述第二壳体基本上围绕所述X射线发射器(100)的设有阴极(210)的区域。
4.按照权利要求2或3所述的X射线发射器系统，其特征在于第一壳体(300)内的第一冷却剂(330)。
5.按照权利要求4所述的X射线发射器系统，其特征在于，所述第一冷却剂(330)是水-こニ醇-混合物。
6.按照权利要求3至5之一所述的X射线发射器系统，其特征在于第二壳体(200)内的第二冷却剂(220)。
7.按照权利要求6所述的X射线发射器系统，其特征在于，所述第二冷却剂(220)具有高的电绝缘性能。
8.按照权利要求7所述的X射线发射器系统，其特征在于，所述第二冷却剂(220)是变压器油。
9.按照前述权利要求之一所述的X射线发射器系统，其特征在干，所述第一冷却装置(110)设计为主动的冷却循环回路，并且与设在第一壳体(300)之外的换热器或中间冷却系统(400)连接。
10.按照权利要求2至9之一所述的X射线发射器系统，其特征在干，所述第一壳体(300)包括冷却剂入口 (310)和冷却剂出口(320)。
11.按照权利要求10和权利要求4至9之一所述的X射线发射器系统，其特征在于，所述第一冷却剂(330)通过冷却剂入口(310)进入所述第一壳体(300)内并通过冷却剂出口(320)离开所述第一壳体(300)。
12.按照前述权利要求之一所述的X射线发射器系统，其特征在于，所述第二冷却装置(120)设计为不带有换热器或中间冷却系统的、被动的、封闭的冷却循环回路。
13.按照权利要求3至12之一所述的X射线发射器系统，其特征在于，第一壳体(300)和第二壳体(200)具有共同的隔板(250)，热量可通过所述隔板从第二冷却装置(120)释放到第一冷却装置(110)中。
14.ー种具有按照前述权利要求之一所述的X射线发射器系统的医学X射线成像系统。
全文摘要
本发明公开了一种冷却剂冷却的X射线发射器系统和一种带有X射线发射器(100)的医学X射线成像系统，所述X射线发射器包括阴极(210)，阳极(380)和输出窗(360)，其中，第一冷却装置(110)将热量从阳极(380)和输出窗(360)输出，第二冷却装置(120)将热量从阴极(210)输出。本发明的优点在于，优化了对X射线发射器(100)的冷却，为此，对于X射线发射器(100)的不同区域可根据需要使用具有高电绝缘性能或高冷却性能的冷却剂。
文档编号H05G1/02GK102647842SQ20121003507
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月16日 优先权日2011年2月16日
发明者E.诺伊迈耶, J.伯恩哈特, J.弗里登伯格, L.沃纳 申请人:西门子公司