一种石蜡相变温控的X射线球管的制作方法

本发明涉及放电管或放电灯，具体而言，涉及一种石蜡相变温控的x射线球管。

背景技术：

1、x射线球管作为x射线成像系统的射线源，是x射线产品的核心部件。当灯丝端发出的高能电子到达阳极靶时，所产生的能量只有1%转化成了有用的x射线，其余99%则转化成了热量，因此在球管工作时，会产生大量的热量，如若不及时进行散热，阳极靶会由于过热而停止工作，同时也会缩短阳极靶的工作寿命。

2、目前市场上主要的散热方式分为辐射散热、风冷散热、水冷散热和旋转阳极靶散热。其中，辐射散热是通过球管内部的绝缘油将热量传递给外壳，再向空气散热的方式，辐射散热的散热速率较慢，不能满足客户较长时间的使用需求；风冷散热是借助外部风机产生快速的对流来带走球管的热量，散热速率较快，但是需要在球管外部增加整套风冷控制系统，成本高，且空间要求较高；水冷散热是驱动水从高热量区域向低热量区域流动，再驱动水流回高热量区，如此往复，从而带走热量，是大功率球管的主要散热方式，并不适用于小功率球管，且成本较高；为了提升散热效率和增加阳极靶的使用寿命，同时降低成本和空间占用率，技术人员提出了旋转阳极靶散热的方法，但是旋转阳极靶需要轴承支撑，轴承承受了较高的温度，对轴承的使用寿命要求较高，并且从电机驱动到阳极靶的旋转过程中会存在机械故障的风险，一旦出现问题，整个球管需要重新更换。

3、因此，如何提出一种能够降低成本、减少空间占用率以及提高阳极靶散热可靠性的x射线球管散热方式就成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提出了一种石蜡相变温控的x射线球管，解决了相关技术中旋转阳极对轴承依赖性较高，且容易出现机械故障的问题。

2、为此，本发明的第一个目的在于提供一种石蜡相变温控的x射线球管。

3、有鉴于此，本发明第一方面的技术方案提供了一种石蜡相变温控的x射线球管，包括球管壳体；散热装置，散热装置设置在球管壳体的外部；阴极，设置在球管壳体的内部；阳极靶，阳极靶的正面相对阴极设置；石蜡模块，设置在球管壳体的内部，石蜡模块的一端与阳极靶的背面连接，另一端与球管壳体的内壁连接。

4、根据本技术提出的石蜡相变温控的x射线球管，包括球管壳体、散热装置、阴极、阳极靶和石蜡模块，其中，散热装置设置在球管壳体的外部，阴极、阳极靶和石蜡模块设置在球管壳体的内部，并且阴极和阳极靶的正面相对设置，以保证阴极发射出的电子束能够轰击到阳极靶上，在阳极靶上产生x射线。石蜡模块的一端与阳极靶的背面连接，另一端与球管壳体的内壁连接。也就是说，在x射线球管工作时，石蜡模块可以吸收阳极靶上的热量，石蜡由固态转化为液态，从而降低阳极靶的热量，也即利用石蜡模块的相变潜热来吸收阳极靶的热量，同时石蜡模块与球管壳体的内壁连接，能够通过内壁将热量传递至x射线球管外部。此外，设置在球管壳体外部的散热装置既可以在x射线球管工作时为整个x射线球管散热，还有利于石蜡由液态转变为固态。由此可见，本技术利用设置在球管壳体内部的石蜡模块和设置在球管壳体外部的散热装置同时对x射线球管进行散热，从而实现双重散热，在加快散热效率的基础上，进一步提高了x射线球管的使用频率，另外，本技术解决了相关技术中旋转阳极对轴承依赖性较高，且容易出现机械故障的问题，相比于相关技术中的散热方式，本技术的散热方式无需设置其他电气件或结构件，如电机、轴承等，能够大大降低生产成本，同时该种散热方式也可以减少对x射线球管的占用空间，有利于装置小型化。

5、可以理解的是，石蜡的相变潜热是指在一定温度范围内，石蜡从固态向液态转变时所吸收的热量，或者是石蜡从液态向固态转变时所释放的热量。同时，散热装置既可以在x射线球管停止工作时，快速将石蜡的热量散发出去，还可以在x射线球管工作时，起到散热的作用，从而提高x射线球管的使用寿命。

6、在一些技术方案中，可选地，石蜡模块的一部分包裹阳极靶的背面。

7、在该技术方案中，石蜡模块的一部分包裹阳极靶的背面，石蜡模块与阳极靶的接触面积更大，有利于传热效率，也即阳极靶上的热量更容易传递给石蜡模块，从而使石蜡模块发生相变，同时也能够提高阳极靶的散热效率，提高x射线球管的使用寿命。

8、在一些技术方案中，可选地，x射线球管还包括：隔断件，隔断件与球管壳体的三个侧壁围设出容纳空间，石蜡模块设置在容纳空间内；其中，隔断件上设置有开口，阳极靶的背面通过开口伸入到容纳空间的内部，阳极靶的背面与石蜡模块接触。

9、在该技术方案中，x射线球管还包括隔断件，隔断件与球管壳体的三个侧壁围设出容纳空间，进而能够将石蜡模块设置在容纳空间内部。同时，隔断件上还设置有开口，阳极靶的背面可以通过开口伸入到容纳空间的内部，进一步确保了阳极靶能够与石蜡模块接触。另外，容纳空间内的石蜡模块与球管壳体的三个侧壁接触，提高了石蜡模块与球管壳体的接触面积，从而能够更快速地将石蜡模块的热量散发到球管壳体外部。

10、在一些技术方案中，可选地，隔断件与球管壳体一体成型。

11、在该技术方案中，隔断件与球管壳体为一体成型结构，也即在制备球管壳体时，直接在球管壳体的内部形成隔断件，也可以在制备出球管壳体后，将隔断件焊接在球管壳体的内部，从而形成容纳空间。也就是说，隔断件可以是球管壳体的一部分，也可以是后续固定焊接到球管壳体内部的，一体成型的隔断件和球管壳体能够提高容纳空间的稳定性。

12、在一些技术方案中，可选地，石蜡模块还包括：容器，设置在球管壳体的内部；其中，容器内设置有石蜡，容器的表面设有开口，阳极靶的背面通过开口伸入到容器的内部，阳极靶的背面与石蜡模块接触。

13、在该技术方案中，石蜡模块还包括容器，容器内设置有石蜡，石蜡模块设置在容器内部，容器的表面设有开口，阳极靶的背面通过开口伸入到容器的内部，阳极靶的背面与石蜡模块接触，从而确保了阳极靶与石蜡模块的接触面积，提高阳极靶的散热效率。

14、在一些技术方案中，可选地，x射线球管还包括：涨缩器，设置在球管壳体的内部，用于减少x射线球管受到的挤压；高压变压器，设置在球管壳体的内部，用于稳定电压和电流；灯丝变压器，设置在球管壳体的内部，用于转换电压和电流。

15、在该技术方案中，x射线球管还包括涨缩器、高压变压器和灯丝变压器，涨缩器、高压变压器和灯丝变压器均设置在球管壳体的内部，其中，涨缩器可以在绝缘油受热膨胀后，减小自身的体积，从而防止x射线球管内部的压力过大，进而避免x射线球管发生炸裂的问题。高压变压器用于稳定电压和电流，从而确保粒子在轰击阳极靶后产生x射线。灯丝变压器用于转换电压和电流，从而维持x射线球管正常工作，同时，灯丝变压器还具有过载保护和短路保护等功能，提高了x射线球管的稳定性和安全性。

16、在一些技术方案中，可选地，散热装置包括：热管散热装置、风冷散热装置和水冷散热装置中的一种或多种。

17、在该技术方案中，散热装置包括热管散热装置、风冷散热装置和水冷散热装置中的一种或多种。其中，热管散热装置是利用热管中工作液的相变过程进行传热，当热管的一端受热时，工作液蒸发成气体，在管内形成压力差，推动工作液流向另一端。当工作液在冷端冷却时，气体凝结成液体，释放出潜热，并将热量传递给冷端。风冷散热装置是通过设置风扇，利用自然对流或强制对流的方式将热量从发热物体传导到周围环境中。水冷散热装置是通过液体循环将热量从发热物体传导到周围环境中。具体可以根据实际情况选择不同种类散热装置，也可以同时选择多种散热装置对x射线球管进行散热，提高了用户的选择多样性。

18、在一些技术方案中，可选地，散热装置与球管壳体的外壁连接。

19、在该技术方案中，散热装置与球管壳体的外壁连接。也就是说，散热装置与球管壳体的外壁连接，通过这种接触连接的方式可以快速将热量通过球管壳体传导至散热装置中，从而提高x射线球管的散热效率。

20、在一些技术方案中，可选地，球管壳体的材质包括金属材质和陶瓷材质。

21、在该技术方案中，球管壳体的材质包括金属材质和陶瓷材质，具体可以根据实际需要选择不同材质的球管壳体，选用金属材质的球管壳体需要设置更多的绝缘油，从而防止球管壳体带电，提高安全性。而选用陶瓷材质的球管壳体则可以利用陶瓷本身绝缘的特点，不需要布置大量的绝缘油，从而降低成本。

22、在一些技术方案中，可选地，球管壳体与阳极靶的材质相同，球管壳体与阳极靶一体成型。

23、在该技术方案中，一般地，阳极靶的材质为金属材质，而当球管壳体的金属材质与阳极靶的金属材质相同时，可以将阳极靶固定设置在球管壳体上，如选择焊接的方式对阳极靶进行固定，这样可以提高阳极靶的工作稳定性，避免阳极靶固定不牢靠产生的潜在问题，同时也能够更稳定地产生x射线，提高x射线球管的可靠性。

24、本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。