专利名称：开放型x射线产生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及开放型X射线产生装置，特别是涉及利用真空泵的真空吸附可更换作为易耗品的灯丝部的开放型X射线产生装置。
但是，由于驱动X射线产生装置的高压电源装置是生成100KV～300KV这样的极高电压的构造，故负责将该电压输送到X射线产生装置的高压电缆不得不采用极粗(如直径40mm)笨重的结构。这样的高压电缆需要极其严格地管理其使用。即，该高压电缆因其高压特性以及构造的原因，弯曲自由度极小，且在对X射线产生装置的连接上必须细心地注意防止漏电所造成的灾害，此外，为了防止连接部位的漏电需要进行定期的维护，这对操作人员或使用人员是很强的过度负担。进而，高压电缆的重量也是进一步增加操作人员负担的要因。
此外，在特昭开58-14499号公报上公开了电源部用环氧树脂成型的X射线产生装置，但该X射线产生装置是密封型的，采用由真空泵任意地生成真空的做法，不是可以更换阴极形式的装置。而且，作为从成型部分到栅极的连线部位的放电对策，采用合成橡胶性的绝缘套管进行封装。进而，对阴极的电力供给则从外部采用其他方法进行。
发明内容
本发明是为解决上述课题而进行的工作，目的在于特别地提供通过可更换灯丝部的形式提高使用性的开放型X射线产生装置。
本发明的开放型X射线产生装置的特征在于具有内部带有线圈部和被线圈部包围的电子通道并可利用真空泵进行真空吸附的筒状部；设置在筒状部前端侧并位于电子通道的前端侧的靶；固定在筒状部的基端侧且同时将高压产生部和电气地连接在该高压产生部的栅极连接配线以及阴极连接配线封入树脂成型内的成型电源部；经由阴极连接配线电气地连接的可更换的灯丝部；包围灯丝部且与电气地连接在栅极连接配线的栅极部一起安装在成型电源部上并呈挟持电子通道地与靶相对的电子枪。
该开放型X射线产生装置是利用通过真空泵的真空吸附，可更换作为易耗品的灯丝部的提高维护保养性能的装置。这样的装置既要求耐久性，同时也要求使用的简易性。因此，为了提高使用性，可采用用树脂浇塑无需高压电缆的、提供高压(例如，160KV)的高压产生部、栅极连接配线以及阴极连接配线的成型电源部，并通过将该成型电源部固定在筒状部的基端侧实现电源一体化。这样，通过将高压产生部、栅极连接配线以及阴极连接配线密闭入树脂成型内，可进一步提高成型内的高压产生部的构成的自由度或配线的弯曲自由度。进而，无需以往那样的高压电缆，可以促进成型电源部的小型化，最终可实现装置自身的小型化，与高电压部分整体的树脂封入相结合，可进一步提高装置的使用性。
图2所示是
图1所示的X射线产生装置的成型电源部的断面图。
图3所示是图1所示的X射线产生装置的电子枪的断面图。
图4所示是图2所示的成型电源部外观的侧面图。
图5所示是图4所示的成型电源部外壳的断面图。
图6所示是涉及本发明的X射线产生装置驱动控制部分的方框图。
图7所示是适用涉及本发明的X射线产生装置的非破坏检查装置的概略图。
如图1所示的那样，该X射线产生装置1是开放型的，与一次性地使用的封闭型不同，其可以任意地生成真空状态，可以进行作为易耗品的灯丝部F或靶10的更换。该X射线产生装置1具有工作时成为真空状态的圆筒形状的不锈钢制筒状部2。该筒状部2被位于下侧的固定部3和位于上侧的拆卸部4分割成二部分，拆卸部4经由铰链部5安装在固定部3上。因而，拆卸部4经由铰链部5通过呈横倒状态地转动，可以开放固定部3的上部，可以进行对收藏在固定部3内的灯丝部(阴极)F的更换。
在该拆卸部4内，上下地设置有起电磁偏转透镜作用的一对筒状的线圈部6、7，同时，通过线圈部6、7的中心地在筒状部2的长度方向上延伸有电子通道8，且该电子通道8为线圈部6、7所包围。此外，在拆卸部4的下端如盖状地固定有圆盘板9，在该圆盘板9的中心，一致于电子通道8的下端侧地形成有电子导入孔9a。
进而，在拆卸部4的上端形成有圆锥台，在其顶部，位于电子通道8的上端侧安装有形成电子透过型的X射线出射窗的圆盘状靶10。该靶10由可将灯丝F产生并通过电子通道8的电子变换成X射线的构件组成，同时，以使之接地的状态收藏在可自由装拆的旋转式顶冒部11内。因此，通过取下顶冒部11，还可以更换作为易耗品的靶10。
与之相对应，在固定部3上固定着真空泵12，该真空泵12是用于使筒状部2内部整体处于高真空状态的装置。即，X射线产生装置1是通过装备真空泵12实现作为易耗品的灯丝部F或靶10的更换。
这里，在筒状部2的基端侧固定有与电子枪一体化的成型电源部14。该成型电源部14是用电气绝缘性树脂(例如环氧树脂)浇塑成型的，同时收容在金属制外壳40内。进而，筒状部2的固定部3的下端(基端)相对于外壳40的上板40b，以密封的状态紧紧地螺固。
如图2所示的那样，在该成型电源部14内，封入有构成如产生高电压(例如，在使靶10接地时最大为160KV)的变压器的高压产生部15。具体地，该成型电源部14由位于下侧做成正方形的块状的电源主体部14a和自该电源主体部14a朝向上方突出到固定部3内的圆柱状的颈部14b构成。因为该高压产生部15是较重的构件而被封入电源主体部14a内，故从装置1整体的重量平衡考虑，最好尽可能地使之配置在下侧。
此外，在颈部14b的前端部，呈挟持电子通道8并与靶10相对地配置的电子枪16。该电子枪16如图3所示的那样，带有安装在颈部14b上的栅极基座17，该栅极基座17经由螺钉部19固定在被埋入颈部14b前端面的栅极用端子18上。
还有，在颈部14b上，其前端面埋入有灯丝用端子20。在该端子20上，拧入有加热套管21，在该加热套管21的前端可自由拆卸地安装着灯丝部F。这里，灯丝部F由插入加热套管21中的加热杆22和支撑该加热杆22的加热基座23组成，加热杆22可相对于加热套管21自由地取下。
进而，灯丝部F利用栅极罩24遮盖着，通过将栅极固定环25拧入栅极基座17，可以从上面压入栅极罩24。作为其结果，可以通过与压环26的协同动作固定住被收容在栅极罩24内的灯丝部F的加热基座23。这样一来，便实现了可以根据需要更换灯丝部F的构成。
这样构成的电子枪16通过电气地连接在栅极用端子18上的栅极基座17和栅极固定环25以及栅极罩24构成栅极部30。与之对应地，经由加热套管21电气地连接在灯丝用端子20的灯丝部F构成阴极电极。
如图2所示的那样，在成型电源部14的电源主体部14a内，封入有电气地连接在高压产生部15上的电子发射控制部31，利用该控制部31可以控制电子发射的时机或管电流等。进而，该电子发射控制部31经由栅极连接配线32以及灯丝连接配线33分别与栅极用端子18以及灯丝用端子20相连接，各连接配线32、33因都要外加高电压而被封入颈部14b内。
即，高压产生部15一开始就将为栅极部30供电的栅极连接配线32以及为灯丝部F供电的灯丝连接配线33高电压化。具体地讲，就是在靶10接地时，由高压产生部15最大可产生160KV的高压。此时，在悬浮于高压(-160KV)状态下，栅极连接配线32上施加负的数百伏电压，灯丝连接配线33上施加-2～3V电压。
因而，通过将高电压化的这样的各供电构件封入电气绝缘性的树脂成型内，可以格外地提高高压产生部15的构成的自由度或配线32、33的弯曲自由度，由此，可以促进成型电源部14的小型化，最终实现装置自身的小型化，可进一步提高装置1的使用性。
进而，如图1～图3所示的那样，在电源主体部14a上，设置有环状地包围颈部14b的底部的沟部34。利用该沟部34可增大栅极基座17和外壳40的沿面距离，有效地避免在成型电源部14的表面上引起的沿面放电。此外，通过从电源主体部14a朝向筒状部2内延伸的颈部14b，可以增大其与成型电源部14的沿面距离，可以使成型电源部14在真空状态下切实地防止在成型电源部14的表面上引起的沿面放电。
这里，如图2以及图4所示的那样，电源主体部14a被收容在金属制外壳40内，在电源主体部14a和外壳40之间设置有间隙S，在该间隙S内配置有高电压控制部41。在该外壳40上固定有用于连接外部电源的电源用端子43，高电压控制部41在连接到该电源用端子43的同时，还分别经由配线44、45与成型电源部14内的高压产生部15以及电子发射控制部31相连接。此外，根据来自外部的控制信号，利用高电压控制部41可以从高电压(如160KV)到低电压(0V)地控制构成变压器的高压产生部15所产生的电压。进而，利用电子发射控制部31可以控制电子发射的时机或管电流等。这样地，通过使高电压控制部41配置在成型电源部14跟前，并在外壳40内存放高电压控制部41，可进一步提高装置1的使用性。
在这样的高电压控制部41上实际安装有各种各样的电子元件。因此，用于稳定各电子元件工作特性的冷却非常重要。所以，在外壳40上安装有冷却风扇46，利用该冷却风扇46使间隙S内空气流动的结果，可实现强制地冷却高电压控制部41。
进而，如图5所示的那样，该间隙S是呈包围电源主体部14a的外周地由外壳40的内周面40a和电源主体部14a的外壁面14aA形成。并且在外壳40的侧面设置有左右一对吸气口47。因此，通过该吸气口47与冷却风扇46的协同动作，不仅可以冷却高电压控制部41，还可以冷却成型电源部14的表面。由此，可以使成型电源部14内浇塑的各种构件的工作特性稳定，谋求成型电源部14的长寿命。这里，也可以将符号47当作排气口，由冷却风扇46导入空气。
在该X射线产生装置中，如图6所示的那样，在外壳40上固定有接线端子部48。在该接线端子部48上，设置有电源用端子43，该端子43用于经由可自由装卸的配线60、61连结连接在外部电源上的控制器49。这里，一方的端子43连接于高电压控制部41，另一方的端子43连接在线圈用端子56上。通过使用这样的端子43，可以对X射线产生装置1进行适当的供电。进而，在接线端子部48上设置有线圈用端子56，在该端子56上可自由装卸地分别连接着2根线圈控制配线50、51，各线圈控制配线50、51又分别连接在各线圈部6、7上。由此，可以对各线圈部6、7进行个别的供电控制。
因此，根据控制器49的控制，经由一方的端子43，可以从外壳40内的高电压控制部41分别对成型电源部14的高压产生部15以及电子发射控制部31提供电力以及控制信号。与此同时，经由连接在另一方端子43上的配线50、51，还可以向线圈部6、7供电。其结果，通过从灯丝部F发射出具有适当加速度的电子，利用受控制的线圈部6、7适当地会聚电子并使电子轰击靶10，可实现让X射线照射到外部。
此外，可在更换灯丝部F或靶10时利用的真空泵控制器52经由配线53、54分别控制着涡轮泵12以及排气泵55。而且经由配管61将连接涡轮泵12与排气泵55。通过这样的2级泵的构成，可以在筒状部2内达成高的真空度。
再有，在接线端子部48的真空泵用端子57上经由可自由装卸的配线58送入来自涡轮泵12的真空度测量信号。与之相对应，另一方的真空泵用端子57经由可自由装卸的配线59连接在控制器49上。由此，可利用控制器49，经由配线58以及59适当地管理筒状部2内的真空度。
下面，作为利用上述的开放型X射线产生装置1的一个例子，我们对非破坏检查装置70进行说明。
如图7所示的那样，该非破坏检查装置70是用来检查电路板(检查对象)71上实际装配的电子元件的导线等的焊接部位是否良好的装置。X射线产生装置1，以上面设置有靶10，下面设置有具有一定重量的成型电源部14的状态，装配固定在非破坏检查装置70的下部。这样的装配是一种考虑了X射线产生装置1的重量平衡的配置，使X射线产生装置1不易翻倒。因X射线产生装置1的重心位置位于下方，即便在更换灯丝部F时经由铰链部5横向扳倒地转动拆卸部4的情况下，也能够容易地保持X射线产生装置1的稳定的状态(参照图1)。
此外，如从前述的构成可以理解的那样，该X射线产生装置1不需要使用粗大且弯曲自由度极少的高压电缆。其结果，无需将X射线产生装置1以悬空的状态设置在非破坏检查装置70上，而载置到基座板73，因此可以说这种设置的自由度极高。
进而，X射线产生装置1是经由由橡胶材料等构成的振动吸收板72固定在非破坏检查装置70的基座板73上的。通过采用该振动吸收板72，可以将X射线产生装置1作为微聚焦X射线源适当地加以利用。
具体地，如图1所示的那样，在成型电源部14的电源主体部14a的下面埋入有浇塑成型时整体地埋入的内螺纹74。进而，通过该内螺纹74与外螺钉75的协同动作，可以使振动吸收板72固定在外壳40的底面上。此外，该振动吸收板72通过装配螺钉76被固定在非破坏检查装置70的基座板73上。这样，没有高压电缆的X射线产生装置1只使用螺钉这样的简单的连结工具即可装配，故在提高作业性方面有很大的优越性。
在具有可这样装配的X射线产生装置1的非破坏检查装置70中，如图7所示的那样，在与靶10相对的正上方设置有X射线摄像机80，透过电路板71的X射线被X射线摄像机80摄取。此外，电路板71通过由驱动电路81控制的键控器82可具有适当角度的倾斜。
因此，通过适当地使电路板71摆动，可立体地观察电子元件导线部分的焊接状态。此外，被X射线摄像机80捕获的图像被送往图像处理装置83并由监视器84显示出图像画面。这里，由可以进行输入输出的计算机85来管理控制器49、驱动电路81、图像处理装置83以及监视器84。
现归纳上述的实施形态如下。
最好上述的成型电源部具有封入有高压产生部的、块状的电源主体部和由该电源主体部朝向筒状部突出的、同时封入有栅极连接配线以及灯丝连接配线的颈部，该颈部的前端部安装有电子枪。如果采用这样的构成，则利用从电源主体部延伸的颈部，可以增大成型电源部的沿面距离，使成型电源部在真空状态下也能够切实地防止在成型电源部的表面上引起的沿面放电。
此外，在电源主体部，最好设置环状地包围颈部的底部的沟部。在采用了这样的构成时，通过沟部，可以增大成型电源部的沿面距离，同时还可以适当地避免颈部表面和电源主体部表面的电气的连接，可以有效地避免在成型电源部的表面上引起的沿面放电。
再有，筒状部最好具有基端侧被固定在电源部上并收容成型电源部的颈部的固定部和内部带有线圈部以及电子通道并同时安装在固定部的前端侧的拆卸部。在采用了这样的构成时，可以将筒状部分割为两部分，通过拆卸部的采用，可以容易地进行收容在固定部侧的灯丝部的更换作业。
本发明是关于利用真空泵形成的真空吸附，可进行作为易耗品的灯丝部的更换的开放型X射线产生装置，以可更换灯丝部的形式可提高其使用性。
权利要求
1.一种开放型X射线产生装置，其特征在于内部带有线圈部和被上述线圈部包围的电子通道并利用真空泵进行真空吸附的筒状部；设置在上述筒状部前端侧并位于上述电子通道的前端侧的靶；固定在上述筒状部的基端侧并同时将高压产生部和电气地连接在该高压产生部的栅极连接配线以及灯丝连接配线封入树脂模型内的成型电源部；经由上述灯丝连接配线电气地连接的可更换的灯丝部；以及具有包围上述灯丝部且与电气地连接到上述栅极连接配线的栅极部，并安装在上述成型电源部上，并呈挟持上述电子通道地与上述靶相对的电子枪。
2.根据权利要求1所述的开放型X射线产生装置，其特征在于上述成型电源部具有封入了上述高压产生部的、块状的电源主体部和自该电源主体部朝向上述筒状部突出的、同时封入了上述栅极连接配线以及上述灯丝连接配线的颈部，而在该颈部的前端部安装有上述电子枪。
3.根据权利要求1或2所述的开放型X射线产生装置，其特征在于在上述电源主体部上设置有包围上述颈部的底部的沟部。
4.根据权利要求2或3所述的开放型X射线产生装置，其特征在于上述筒状部具有基端侧被固定在上述电源部上并收容上述成型电源部的上述颈部的固定部和内部具有上述线圈部以及上述电子通道的同时被安装在上述固定部的前端侧的拆卸部。
全文摘要
根据本发明的开放型X射线产生装置(1),为提高使用性,采用用树脂浇塑无需高压电缆的、提供高压(例如160KV)的高压产生部(15)和栅极连接配线(32)以及灯丝连接配线(33)的成型电源部(14),通过将该成型电源部(14)固定在筒状部(2)的基端侧,实现了电源一体化。这样,通过将高压产生部(15)、栅极连接配线(32)以及灯丝连接配线(33)封闭入树脂模型内,可以进一步提高高压产生部(15)的构造的自由度或配线(32、33)的弯曲自由度。
文档编号H01J35/02GK1376376SQ00813389
公开日2002年10月23日 申请日期2000年10月27日 优先权日1999年10月29日
发明者落合丰, 高濑欣治 申请人:浜松光子学株式会社