丝
[0057]24.阴极定位螺丝
[0058]25.腔体左端法兰
【具体实施方式】
[0059]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照【附图说明】本发明的【具体实施方式】，在各图中相同的标号表不相同的部分。
[0060]本发明提供的新型静态多源冷阴极X射线成像设备的结构展开如图1所示；其组装后的俯视示意图如图2所示；侧视示意图如图3所示；单个发射单元固定在腔体上如图3所示。本发明提供了一种新型静态多源冷阴极X射线成像设备的X射线仪，包括一个恒定真空腔系统，若干个三极式X射线发射单元，一个循环冷却系统。
[0061]其中，恒定真空腔系统包括一个真空腔体11，真空腔体11是外形是圆心角57°，半径r为650mm，宽126mm，高93mm的弧形结构，两个端口是CF法兰，右边复合高真空计接在右端法兰12，高真空泵接左端的法兰25，工作时能维持腔体真空度在恒定E-6pa，能有效维持X射线管内部真空度，有利于延长冷阴极的使用(工作)寿命。真空腔体底面中心有一排接线柱共27个，用于电源输入，分别为一个阳极接线柱、一个栅极接线柱和25个与三极式X射线发射单元—对应的阴极接线柱，阳极接线柱一端连接正高压、一端连接所有三极式X射线发射单元的阳极，栅极接线柱一端接地、一端连接所有三极式X射线发射单元的腔体的栅极，阴极接线柱一端连接负高压、一端连接对应的三极式X射线发射单元的阴极。真空腔体11的上盖I通过若干个紧固螺丝14固定安装于腔体上，且上盖与腔体之间设置有一个腔体无氧铜密封圈2，保证密封可靠。
[0062]循环冷却系统由一条穿过真空腔体的铜制冷却管道3和泵组成，冷却管道3通过面接触的方式紧密的固定在每一个阳极7的上方，可以采用绝缘油冷却的方式。作为优选的结构，所述阳极7为直角梯形结构，斜面向下(斜面与水平面之间的夹角为10°到20° )，上表面带有凹槽；所述冷却管道3为弧形，两端弯曲向下通过密封法兰5穿过真空腔体底面，所述冷却管道弧形的弧度与真空腔体相同，配套嵌置于所有阳极的凹槽内，与阳极的凹槽表面紧密接触固定。大大增加了冷却管道与阳极之间的接触面积，可以解决因为打到阳极靶材上的电流大，而造成温度高，熔靶或把阳极靶打坏的缺点，可以支持大电流，高功率。电流大，可以用在医学上，组织和骨头等地方，因为功率可调，通过电压调节发射电流大小来调节X射线的强弱。应用范围广。
[0063]同时，冷却管道自带一排紧固耳，个数与阳极个数相同，一一对应的通过螺丝15将冷却管道固定于阳极的凹槽内，安装连接可靠。且冷却管道和冷却管道两端连接法兰间采用绝缘陶瓷4焊接密封，使真空腔体和冷却管道绝缘。冷却管道与真空腔体之间采用紧固螺丝16固定密封，且密封处设置无氧铜圈6保证密封可靠。
[0064]真空腔体中按腔体弧度排列25个X射线发射单元，每个单元间隔2°。每一个单元自上而下包括一个阳极、一个栅极和一个阴极，每个阳极、栅极和阴极都分别通过陶瓷和螺钉固定在腔体内部，使阳极、栅极、阴极和腔体之间两两绝缘；每个栅极中心设一个电子透射孔，用于聚焦阴极发射出来的电子，并让电子穿过透射孔射向阳极。
[0065]具体的，所述真空腔体内部为二级阶梯式结构；阳极7两端凸出并开孔，通过阳极固定件(配套的上阳极T型绝缘陶瓷17和下阳极T型绝缘陶瓷19以及穿插于上下阳极T型绝缘陶瓷中心孔内的阳极固定螺丝18固定，连接可靠且绝缘)固定设置于高级阶梯的水平台面上；栅极8为平面结构，两端凸出并开孔，通过栅极固定件(配套的上栅极T型绝缘陶瓷21和下栅极T型绝缘陶瓷22以及穿插于上下栅极T型绝缘陶瓷中心孔内的栅极固定螺丝20固定，连接可靠且绝缘)固定设置于低级阶梯的水平台面上；阴极9直接通过阴极固定件(阴极固定陶瓷架10和阴极定位螺丝24)固定设置于真空腔体内最底部凹槽内，且每个阴极尖端对准对应的栅极中心的电子透射孔。
[0066]本发明通过将每个发射单元的电极都独自作为一个个体安装在腔体上，使X射线束打到检测物体上的范围和焦点更可控。每个栅极中心设一个电子透射孔，用于聚焦阴极发射出来的电子，并让电子穿过透射孔射向阳极。发射原理是电子的场致发射:栅极接地，阴极接负高压。阴极和栅极之间的空间电场降低了电子的逸出功，从而在低电场下实现大电流发射。每个发射单元工作时，25个阳极电压始终处于接触状态，栅极接地，阴极采用25个单独的MOSFET开关管控制电源输入，通过分时序方式连续给25个阴极接上脉冲电压，这样就可以控制25个单个结构连续发射X射线。例如，tl时刻，只给A阴极接通负5KV单个脉冲电压，其余阴极不接通脉冲电压，在t2时刻，只给B阴极接通5KV单个脉冲电压，其余阴极不接通脉冲电压....依次类推，分时序连续地分别给25个阴极接触脉冲电压，即可正常工作发射射线。
[0067]所述真空腔体外侧包裹铅罩。防止射线伤害。
[0068]如上所述栅极和阴极的极间距由发射电子的发射体形貌，高度来决定。栅极，阴极和阳极的间距通过腔体内的台阶以及绝缘陶瓷厚度来调控。
[0069]如上所述阴极为含铁、钴、镍的金属材料上生长的碳纳米管(CNT)发射体，栅极为镍或者不锈钢等金属材料，阳极可用铜镶钨、钼、铑等金属或直接使用金属复合材料。紧固件、连接柱、导电柱、螺栓等材料为热膨胀系数一致或近似的金属材质。
[0070]所述阴极棒材料为含可催化制备发射体的金属或金属化合物，如常见的铁、钴、镍，等纯金属催化剂或含催化剂金属的化合物等。发射体制备方法为物理气相沉积，化学气相沉积，丝网印刷，溶液法等。通常发射体厚度为几十微米。
【主权项】
1.一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:包括一个恒定真空腔系统，若干个三极式X射线发射单元，一个循环冷却系统； 所述恒定真空腔系统包括一个真空腔体，所述真空腔体为弧形结构，所述弧形结构两端设置法兰，左端法兰连接真空泵，右端法兰连接真空测量仪； 所述真空腔体中按腔体弧度排列若干个三极式X射线发射单元，每一个三极式X射线发射单元自上而下包括一个阳极、一个栅极和一个阴极，每个阳极、栅极和阴极都分别通过陶瓷和螺钉固定在腔体内部，使阳极、栅极、阴极和腔体之间两两绝缘；每个栅极中心设一个电子透射孔，用于聚焦阴极发射出来的电子，并让电子穿过透射孔射向阳极； 所述循环冷却系统由一条穿过真空腔体的铜制冷却管道和泵组成，冷却管道通过面接触的方式紧密的固定在每一个阳极的上方，冷却管道两端通过密封法兰接出真空腔体外，且冷却管道和冷却管道两端连接法兰间采用绝缘陶瓷焊接密封，使真空腔体和冷却管道绝缘； 所述真空腔体底面中心按腔体弧度排列有一个阳极接线柱、一个栅极接线柱和若干个与三极式X射线发射单元—对应的阴极接线柱，所述阳极接线柱一端连接正高压、一端连接所有三极式X射线发射单元的阳极，所述栅极接线柱一端接地、一端连接所有三极式X射线发射单元的腔体的栅极，所述阴极接线柱一端连接负高压、一端连接对应的三极式X射线发射单元的阴极。
2.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述阳极为直角梯形结构，斜面向下，上表面带有凹槽；所述冷却管道为弧形，两端弯曲向下通过密封法兰穿过真空腔体底面，所述冷却管道弧形的弧度与真空腔体相同，配套嵌置于所有阳极的凹槽内，与阳极的凹槽表面紧密接触固定。
3.根据权利要求2所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述冷却管道自带一排紧固耳，个数与阳极个数相同，一一对应的通过螺丝将冷却管道固定于阳极的凹槽内。
4.根据权利要求2所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述阳极的斜面与水平面之间的夹角为10°到20°。
5.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述真空腔体内部为二级阶梯式结构；阳极两端凸出并开孔，通过阳极固定件固定设置于高级阶梯的水平台面上；栅极为平面结构，两端凸出并开孔，通过栅极固定件固定设置于低级阶梯的水平台面上；阴极直接通过阴极固定件固定设置于真空腔体内最底部凹槽内，且每个阴极尖端对准对应的栅极中心的电子透射孔。
6.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述真空腔体的弧形结构的圆心角为55 ° -60°，半径为600mm-700mm，宽为120mm-130mm，高为90mm-100mm。
7.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:每个三极式X射线发射单元间隔2°。
8.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:阴极为含铁、钴、镍的金属材料上生长的碳纳米管发射体。
9.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述真空腔体外侧包裹铅罩。
10.根据权利要求1所述的一种静态多源冷阴极X射线仪，其特征在于:所述真空腔体的上盖通过若干个紧固螺丝固定安装于腔体上，且上盖与腔体之间设置有一个腔体无氧铜密封圈。
【专利摘要】本发明提供一种静态多源冷阴极X射线仪，包括一个恒定真空腔系统，若干个三极式X射线发射单元，一个循环冷却系统；所述循环冷却系统由一条穿过真空腔体的铜制冷却管道和泵组成，冷却管道通过面接触的方式紧密的固定在每一个阳极的上方，冷却管道两端通过密封法兰接出真空腔体外，且冷却管道和冷却管道两端连接法兰间采用绝缘陶瓷焊接密封，使真空腔体和冷却管道绝缘，本发明通过冷却管道可以解决因为打到靶材上的电流大，而造成温度高，熔靶或把阳极靶打坏的缺点，我们可以支持大电流，高功率。电流大，可以用在医学上，组织和骨头等地方，因为我们这个功率可调，通过电压调节发射电流大小来调节X射线的强弱。应用范围广。
【IPC分类】H01J35-06, H01J35-24, H01J35-00
【公开号】CN104851768
【申请号】CN201510179804
【发明人】翟莹, 耿虎, 郑文榜, 张研
【申请人】南京康众光电科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月15日