一种精密静电聚焦型封闭式微焦点Ⅹ射线管的制作方法

本技术涉及x射线管的，尤其是涉及一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管。

背景技术：

1、国内传统的x射线管，它的射线发射点(也称焦点)其点面积较大，一般直径为毫米级。

2、根据几何光学成像原理，光源直径越小，成形图像清晰度越高，此原理也适用于x射线，当射线管的焦点越小，射线成像就越清晰。反之，焦点越大，成像的清晰度越低。

3、传统x射线管的焦点直径为毫米级，这就无法使小于毫米的物件清晰成像。在精密检测中，要检测精细的物件，这就需要小焦点或微焦点的x射线管。为了获得微焦点，需对电子束聚焦，常用磁场聚焦法，但是磁聚焦体积大，结构复杂，且成本高。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是提供一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其具有结构简单、实施方便、成本低和可靠性高的特点。

2、为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

3、一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：包括柱形的真空壳体、电子发射极、加速及静电聚焦极、阳极，所述电子发射极、加速及静电聚焦极、阳极安装在真空壳体内，且依真空壳体中心线为轴对称，呈线性分布；

4、所述真空壳体的端部设置有引线芯柱，所述引线芯柱与真空壳体内的电子发射极、加速及静电聚焦极上的引脚连接，所述阳极接入高压；

5、所述电子发射极发射出电子，所述加速及静电聚焦极对电子聚集形成电子束，并对电子束进行加速和聚焦，射向阳极，电子束轰击在阳极上形成x射线。

6、进一步的，所述电子发射极包括灯丝和阴极，所述阴极为金属筒状结构，所述阴极的端面外涂有易发射电子的材料，所述灯丝位于阴极内。

7、进一步的，所述加速及静电聚焦极包括接入不同电压且依次排列的第一电极、第二电极和第三电极，所述第一电极的一端套在阴极上，所述第一电极、第二电极和第三电极上开设有供电子束穿过的透孔。

8、进一步的，所述第三电极的数量为一个或两个。

9、进一步的，所述阳极为圆柱状结构，所述阳极位于真空壳体内的一端为倾斜面。

10、进一步的，所述真空壳体为玻璃或陶瓷结构的壳体。

11、进一步的，所述阳极包括基体和轰击靶面，所述基体由铜材质制成，所述轰击靶面承受电子束轰击，材质为耐高温及抗电轰击的钨或钨合金。

12、使用时，灯丝通电后产生热量，使得阴极表面的电子获得能量，逸出表面，在第一电极的作用下，对逸散的电子进行聚集，形成电子束，射向阳极，第二电极和第三电极接入不同电压后，对电子束进行加速及控制流量，同时，形成静电场并构成电子透镜，电子束穿过静电场时，产生折射形成电子束聚焦，电子束在阳极上形成微焦点，阳极接入高压，使得电子束获得能量，电子束轰击阳极产生x射线，且对电子轰击中产生的能量进行散热。

13、综上所示，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

14、1、采用静电聚焦方法，产生并获得微焦点，使x射线的焦点直径成为微米级，使检测精度从毫米级提高到微米级，从而大大提高了检测精度。

15、2、采用静电场聚焦方法，结构简单，实施方便，制作成本低，可靠性高。

16、3、采用了封闭式真空密封管结构，避免开放式真空管在运行时所需的高价辅助装置(如分子泵等)，故使用简单，易于推广，性价比高。

技术特征：

1.一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：包括柱形的真空壳体(1)、电子发射极、加速及静电聚焦极、阳极(7)，所述电子发射极、加速及静电聚焦极、阳极(7)安装在真空壳体(1)内，且依真空壳体(1)中心线为轴对称，呈线性分布；所述真空壳体(1)的端部设置有引线芯柱(8)，所述引线芯柱(8)与真空壳体(1)内的电子发射极、加速及静电聚焦极上的引脚连接，所述阳极(7)接入高压；所述电子发射极发射出电子，所述加速及静电聚焦极对电子聚集形成电子束，并对电子束进行加速和聚焦，射向阳极(7)，电子束轰击在阳极(7)上形成x射线。

2.根据权利要求1所述的一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：所述电子发射极包括灯丝(2)和阴极(3)，所述阴极(3)为金属筒状结构，所述阴极(3)的端面外涂有易发射电子的材料，所述灯丝(2)位于阴极(3)内。

3.根据权利要求1所述的一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：所述加速及静电聚焦极包括接入不同电压且依次排列的第一电极(4)、第二电极(5)和第三电极(6)，所述第一电极(4)的一端套在阴极(3)上，所述第一电极(4)、第二电极(5)和第三电极(6)上开设有供电子束穿过的透孔。

4.根据权利要求3所述的一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：所述第三电极(6)的数量为一个或两个。

5.根据权利要求1所述的一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：所述阳极(7)为圆柱状结构，所述阳极(7)位于真空壳体(1)内的一端为倾斜面。

6.根据权利要求1所述的一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：所述真空壳体(1)为玻璃或陶瓷结构的壳体。

7.根据权利要求1所述的一种精密静电聚焦型封闭式微焦点ⅹ射线管，其特征在于：所述阳极(7)包括基体和轰击靶面，所述基体由铜材质制成，所述轰击靶面承受电子束轰击，材质为耐高温及抗电轰击的钨或钨合金。

技术总结
本申请公开了一种精密静电聚焦型封闭式微焦点Ⅹ射线管，包括柱形的真空壳体、电子发射极、加速及静电聚焦极、阳极，所述电子发射极、加速及静电聚焦极、阳极安装在真空壳体内，且依真空壳体中心线为轴对称，呈线性分布；所述真空壳体的端部设置有引线芯柱，所述引线芯柱与真空壳体内的电子发射极、加速及静电聚焦极上的引脚连接，所述阳极接入高压；所述电子发射极发射出电子，所述加速及静电聚焦极对电子聚集形成电子束，并对电子束进行加速和聚焦，射向阳极，电子束轰击在阳极上形成X射线。本申请阴极发射电子，在加速及静电聚焦极作用下进行聚集、加速和聚焦，形成一个精细的高能电子束，轰击阳极靶形成微焦点，从而产生高分辨率的X射线。

技术研发人员：孙珂,孙嘉德
受保护的技术使用者：上海现代科技发展有限公司
技术研发日：20221101
技术公布日：2024/1/12