一种旋转透射靶微焦点X射线源及射线产生方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115064430A(43)申请公布日2022.09.16(21)申请号202210521577.1(22)申请日2022.05.13(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人席立薛开元李营李绍领温慧鑫王先达方岱宁(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237专利代理师张仲波(51)Int.Cl.H01J35/10(2006.01)H01J35/14(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称一种旋转透射靶微焦点X射线源及射线产生方法(57)摘要本发明公开了一种旋转透射靶微焦点X射线源及射线产生方法，腔体内安装有电子束系统，电子束系统与阳极靶转轴同侧排布，旋转阳极靶系统中的电机通过锥齿轮传动装置驱动阳极靶旋转，设计靶材微结构，电子束系统发射的电子束垂直轰击旋转的阳极靶的金属靶材，冷却系统用于冷却阳极靶。采用了透射式X射线源的出光原理，实现了微焦点，提高了成像分辨率，相比现有旋转阳极靶X射线源增大了X射线发射角度；电子束轰击旋转的阳极靶，有效散热体积大，提高了散热效率和阳极靶功率；克服了透射式X射线源高分辨成像时成像效率低，反射式X射线源快速成像时分辨率低、图像质量差等不足；提高了成像分辨率、X射线源亮度与X射线通量，降低了成像时间。CN115064430ACN115064430A权利要求书1/1页1.一种旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，包括腔体，在所述腔体内安装有电子束系统、旋转阳极靶系统和冷却系统，所述电子束系统与旋转阳极靶系统中的阳极靶转轴同侧排布设置，所述旋转阳极靶系统中的电机通过锥齿轮传动装置驱动阳极靶旋转，所述电子束系统发射的电子束垂直轰击旋转的阳极靶的金属靶材，所述冷却系统用于冷却所述阳极靶。2.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述电子束系统包括陶瓷底座和通路件，在所述陶瓷底座的后端连通安装有高压管头，在所述陶瓷底座的前端同轴依次安装有阴极、第一阳极、第二阳极；在所述通路件后端依次安装有第一聚焦透镜和第二聚焦透镜、前端安装有第三聚焦透镜，各聚焦透镜同轴设置，所述通路件内设有与所述阴极同轴的电子束通道。3.根据权利要求2所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述通路件包括第一通路件，在所述第一通路件的前端安装有第二通路件，在所述第一通路件上套设有所述第一聚焦透镜和所述第二聚焦透镜，在所述第二通路件的前端套设有所述第三聚焦透镜；所述通路件内设有第一电子束通道，在所述第二通路件内设有第二电子束通道，各电子束通道同轴连通设置。4.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述旋转阳极靶系统包括在所述腔体内安装的锥齿轮传动装置，电机驱动主动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动阳极靶旋转。5.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述阳极靶包括导热基底，在所述导热基底上设置有金属靶材微结构。6.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述腔体为一体式结构。7.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于；所述腔体由至少两个腔体本体可拆卸连接组成，在所述腔体本体上连通安装有真空系统。8.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述X射线源还包括控制系统。9.根据权利要求1所述的旋转透射靶微焦点X射线源，其特征在于，所述冷却系统包括在所述腔体内安装的冷却腔体，所述冷却腔体内设有冷却介质，冷却循环水机连通连接所述冷却腔体且循环所述冷却介质。10.一种旋转透射靶微焦点X射线源产生射线方法，其特征在于，包括如权利要求1～9任意一项所述的旋转透射靶微焦点X射线源，所述方法包括：所述腔体维持真空状态，阴极针尖导通加热电流，开始预热；阳极靶维持预定转速旋转；冷却系统启动；高压电源施加电场，阴极发出的电子束经过高压电场加速到预定电子动能；第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第三聚焦透镜对电子束进行聚焦，并以预定的形状及尺寸将电子束聚焦至阳极靶；电子束垂直轰击阳极靶的金属靶材，电子束轰击能量转化为热能与X射线；X射线透过阳极靶后，穿过X射线窗口，以锥束形状照射。2CN115064430A说明书1/7页一种旋转透射靶微焦点X射线源及射线产生方法技术领域[0001]本发明涉及X射线源技术领域，特别是指一种旋转透射靶微焦点X射线源及射线产生方法。背景技术[0002]目前，应用于工业CT系统的X射线源按照阳极靶材的不同主要分为两种：反射式X射线源和透射式X射线源。反射式靶面与入射电子束形成一定倾斜角度，具有较大的散热体积，可以承受较高电压的加速电子，并且部分反射式X射线源阳极靶面由转子带动旋转，更进一步的增大了