本發(fā)明涉及x射線管，尤其涉及一種微型高壓透射式x射線陶瓷管。

背景技術：

1、x射線管為x射線發(fā)生裝置，其產(chǎn)生的x射線可用于物體內(nèi)部無損檢測，在醫(yī)療、科研領域、材料分析等領域得到普遍應用。隨著時代的進步，社會的發(fā)展，在現(xiàn)代化建設中，便攜式安檢及野外隨機使用的小型攜帶式x射線分析儀器最為重要，便攜手持式安檢設備需要小型x射線管，目前已知的x射線管技術已無法實現(xiàn)小體積便攜的應用，傳統(tǒng)的x射線管體積都比較大，而且電壓也局限于70kv以下，對于有一些重要的應用要求使用比適合于手持使用的當前一代緊湊型x射線源中產(chǎn)生的x射線能量更高的x射線能量。

2、這些包括對某些材料深處的元素的精確識別和量化，以及某些重元素(例如，鉛和鎘)的識別、薄片金屬殼體(如車門或金屬儲物柜)內(nèi)部物體的成像、和眾多醫(yī)療和牙科成像應用。這些應用為了x射線產(chǎn)生，通常要求使用更高電壓源(例如80至200kv)體積大在設備和儀器的結構設計，此設計中需要較大的空間，為結構設計的小型化，必需要設計縮小x射線管的體積。所以滿足需要對現(xiàn)有技術以及陳舊技術的革新，發(fā)明一種微型高壓透射式x射線陶瓷管。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，該陶瓷管解決了現(xiàn)有技術中無法實現(xiàn)小體積大電壓的問題，合理化結構布局，材質選擇，在保持較高電壓的情況下縮短了x射線管的體積，絕緣和散熱性好，易于生產(chǎn)。

2、為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

3、一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，包括陶瓷管，所述陶瓷管的上下兩端分別安裝有陰極組件和陽極組件；

4、所述陰極組件包括芯柱組件、陰極座、吸氣劑、燈絲和聚焦頭，所述陰極座密封焊接在陶瓷管的上端管口，所述聚焦頭密封焊接在陰極座內(nèi)，且下端延伸至上端管口內(nèi)，所述芯柱組件密封插裝在聚焦頭內(nèi)，所述燈絲安裝在芯柱組件下端并位于聚焦頭的延伸段內(nèi)；

5、所述芯柱組件包括芯柱可伐套、芯柱陶瓷片、一對芯柱和排氣管，所述芯柱可伐套密封焊接于聚焦頭內(nèi)，所述芯柱陶瓷片密封墊設在芯柱可伐套底部，一對芯柱和排氣管均固定插裝在芯柱可伐套上，一對芯柱的下端延伸至聚焦頭的延伸段內(nèi)，所述燈絲兩端與一對芯柱電性連接，所述吸氣劑置于芯柱可伐套底部；

6、所述陽極組件包括陽極座、靶片、靶片座和陽極管，所述陽極座密封焊接在陶瓷管的下端管口，所述靶片座焊接在陽極座中部，所述靶片安裝在靶片座內(nèi)，所述陽極管固定安裝在陽極座內(nèi)側，且位于下端管口內(nèi)，所述燈絲、聚焦頭、陽極管、靶片和透射式窗口的中心均處于同一軸線上；

7、所述陽極座的底部設有平行對應靶片的透射式窗口，所述靶片的內(nèi)表面鍍有金屬膜鎢；

8、所述陶瓷管的內(nèi)表面鍍有絕緣膜，鍍膜作用有起到高阻導通的作用，表面電阻率范圍在10^9-10^14ohm,鍍層防電擊穿提高耐壓值。導出靜電荷的壘積，避免放電產(chǎn)生多次電子及雪崩效應。

9、優(yōu)選地，所述靶片為鈦、鈹、金剛石中的任意一種。

10、優(yōu)選地，所述靶片為鈹片。

11、優(yōu)選地，所述陰極座上開設有安裝口，所述聚焦頭由聚焦端和套裝端組成，所述套裝端密封套設在安裝口內(nèi)，所述芯柱組件密封套裝于套裝端內(nèi)，所述聚焦端延伸至上端管口內(nèi)，所述燈絲位于聚焦端內(nèi)。

12、優(yōu)選地，所述陶瓷管的外徑在?12mm-?25mm，長度在30mm-50mm，陶瓷管的材質為99瓷。

13、優(yōu)選地，所述陰極座上套裝有陰極散熱器，所述陽極座上套裝有陽極散熱器，所述陰極散熱器為散熱套，所述散熱套套設在陰極座和上端管口上，散熱套的內(nèi)壁貼于陰極座，所述陽極散熱器為散熱底托，所述散熱底托包裹陽極座，且中部抵觸靶片的邊緣，用于將靶片和陽極座的熱量導出。

14、優(yōu)選地，所述金屬膜鎢厚度為2μm-18μm。

15、優(yōu)選地，所述一對芯柱的上端均電性連接陰極引線，所述陽極座電性連接陽極引線，采用雙極高壓設計，正高壓+v=35-100kv，負高壓-v=-35--100kv，緩解單極高壓絕緣壓力。

16、優(yōu)選地，所述絕緣膜為氧化鉻，所述絕緣膜采用真空離子濺射鍍膜裝置鍍膜。

17、本發(fā)明還公開了真空離子濺射鍍膜裝置，包括底座，所述底座上固定安裝有密封罩，所述密封罩的罩口蓋設有密封蓋，所述底座的中心固定安裝有豎向的安裝筒，所述安裝筒上套裝有靶材筒，所述底座上安裝有可帶動靶材筒轉動的旋轉組件，底座上還安裝有用于放置陶瓷管的轉盤，所述安裝筒的一側嵌裝有貼于靶材筒內(nèi)壁的陰極板，所述密封罩對應陰極板的一側內(nèi)壁安裝有陽極板，所述安裝筒內(nèi)還安裝有磁控組件，密封罩的頂部還連接有真空管和氬氣管。

18、本發(fā)明的有益效果為：

19、1.射線管外殼使用99瓷陶瓷殼體，陶瓷管相比玻璃管絕緣性能更能有效阻止電流通過，減少漏電和電子擊穿等問題的發(fā)生，陶瓷管內(nèi)壁鍍有一層絕緣膜，鍍膜作用有起到高阻導通的作用，表面電阻率范圍在10^9-10^14ohm，鍍層防電擊穿提高耐壓值，導出靜電荷的壘積，避免放電產(chǎn)生多次電子及雪崩效應，能夠導走積累的二次電子，避免二次電子產(chǎn)生電弧造成的氧化，提高耐高壓性能。

20、2.合理化結構布局和材質選擇，設計管徑和管長，縮短了x射線管的體積和射線管的外形尺寸：外徑?12mm-?25mm,長度30mm-50mm,目前做到國內(nèi)最小且電壓較高x射線管，電壓≤180kv,順應市場便攜及手持式儀器需要。

21、3.窗口為透射式窗口，體積更小，電子能量更強，成像效果更佳，電子出束角度更廣（寬幅可以達到60度-105度），靶片與透射式窗口平行設計，有利于x射線管設計得更短，體積更小，有利于便攜式x射線儀集成。

22、4.采用雙極高壓設計，正高壓+v=35-100kv，負高壓-v=-35--100kv，緩解單極高壓絕緣壓力。

23、5.陽極的靶片采用鈹單面離子濺射鍍鎢膜技術，金屬膜鎢鍍層可控厚度2μm-18μm，合理產(chǎn)生較強能量的x射線，能夠穿透靶片達到透射式端面發(fā)射，陰極燈絲發(fā)射端與陽極透射式窗口同心圓設計，x射線直線射出。

24、6.陰極和陽極均設置有散熱器散熱單元，能及時有效的傳導電子束集中打在靶上的熱量，有效保護鈹和鎢層的損壞風險，有利于x射線管壽命延長。

25、7.x射線陶瓷管的陰極組件和陽極組件設計成套裝，方便與管體密封激光焊接，可靠性更高，生產(chǎn)效率更快。

26、8.絕緣膜采用真空離子濺射鍍膜裝置鍍膜，陶瓷管可直接置于轉盤上，密封罩內(nèi)抽真空，通入氬氣，陽極和陰極之間加上高壓直流電，由于輝光放電產(chǎn)生的電子激發(fā)惰性氣體產(chǎn)生氬氣正離子，正離子向靶材高速運動，將靶材原子轟出，利用磁控組件控制方向將其沉積在陶瓷管上形成薄膜，靶材筒轉動耗材均勻，陶瓷管轉動能夠實現(xiàn)一圈內(nèi)表面均勻的鍍膜，使用便捷，鍍膜速度快。

技術特征：

1.一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，包括陶瓷管（1），所述陶瓷管（1）的上下兩端分別安裝有陰極組件（2）和陽極組件（3）；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述靶片（303）為鈦、鈹、金剛石中的任意一種。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述靶片（303）為鈹片。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述陰極座（202）上開設有安裝口，所述聚焦頭（203）由聚焦端和套裝端組成，所述套裝端密封套設在安裝口內(nèi)，所述芯柱組件（201）密封套裝于套裝端內(nèi)，所述聚焦端延伸至上端管口內(nèi)，所述燈絲（206）位于聚焦端內(nèi)。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述陶瓷管（1）的外徑在?12mm-?25mm，長度在30mm-50mm，陶瓷管（1）的材質為99瓷。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述陰極座（202）上套裝有陰極散熱器（204），所述陽極座（304）上套裝有陽極散熱器（302），所述陰極散熱器（204）為散熱套，所述散熱套套設在陰極座（202）和上端管口上，散熱套的內(nèi)壁貼于陰極座（202），所述陽極散熱器（302）為散熱底托，所述散熱底托包裹陽極座（304），且中部抵觸靶片（303）的邊緣，用于將靶片（303）和陽極座（304）的熱量導出。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述金屬膜鎢厚度為2μm-18μm。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述一對芯柱（2013）的上端均電性連接陰極引線（4），所述陽極座（304）電性連接陽極引線（5），采用雙極高壓設計，正高壓+v=35-100kv，負高壓-v=-35--100kv，緩解單極高壓絕緣壓力。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述絕緣膜（101）為氧化鉻，所述絕緣膜（101）采用真空離子濺射鍍膜裝置鍍膜。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種微型高壓透射式x射線陶瓷管，其特征在于，所述真空離子濺射鍍膜裝置包括底座（6），所述底座（6）上固定安裝有密封罩（7），所述密封罩（7）的罩口蓋設有密封蓋（8），所述底座（6）的中心固定安裝有豎向的安裝筒（13），所述安裝筒（13）上套裝有靶材筒（19），所述底座（6）上安裝有可帶動靶材筒（19）轉動的旋轉組件，底座（6）上還安裝有用于放置陶瓷管（1）的轉盤（14），所述安裝筒（13）的一側嵌裝有貼于靶材筒（19）內(nèi)壁的陰極板（17），所述密封罩（7）對應陰極板（17）的一側內(nèi)壁安裝有陽極板（11），所述安裝筒（13）內(nèi)還安裝有磁控組件（18），密封罩（7）的頂部還連接有真空管（9）和氬氣管（10）。

技術總結
本發(fā)明提供一種微型高壓透射式X射線陶瓷管，包括陶瓷管，所述陶瓷管的上下兩端分別安裝有陰極組件和陽極組件；所述陰極組件包括芯柱組件、陰極座、吸氣劑、燈絲和聚焦頭，所述陰極座密封焊接在陶瓷管的上端管口，所述聚焦頭密封焊接在陰極座內(nèi)，且下端延伸至上端管口內(nèi)，所述芯柱組件密封插裝在聚焦頭內(nèi)，所述燈絲安裝在芯柱組件下端并位于聚焦頭的延伸段內(nèi)；所述芯柱組件包括芯柱可伐套、芯柱陶瓷片、一對芯柱和排氣管，所述芯柱可伐套密封焊接于聚焦頭內(nèi)。該陶瓷管解決了現(xiàn)有技術中無法實現(xiàn)小體積大電壓的問題，合理化結構布局，材質選擇，在保持較高電壓的情況下縮短了X射線管的體積，絕緣和散熱性好，易于生產(chǎn)。

技術研發(fā)人員：唐天權,王炳
受保護的技術使用者：愛克斯瑞真空技術（蘇州）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6