[发明专利]X射线管

说明书

技术领域

本发明涉及一种X射线管，其包括内部真空的外壳、安装在真空外壳内基于从阴极发射并被施加在阳极上的高压吸引的电子产生X射线的阳极、从外壳外侧引入用于给阳极供应高压电势的高压线、以及用于高压线相对于外壳电绝缘的电绝缘套管。本发明另外还涉及一种制造这种X射线管的电绝缘套管的方法。

背景技术

由德国专利申请公开说明书DE4209377A1已知上述类型的X射线管。

在这种X射线管内存在电绝缘套管，它对于将阴极和/或阳极侧的高压供电导线导入X射线管接地的外壳内而言是必需的。

电绝缘套管由绝缘材料组成，它隔离在高压供电线与X射线管接地外壳之间的电势差，从而通过绝缘材料或环境介质不会在高压线与外壳之间出现放电。然而当绝缘材料电击穿时，亦即当高压线与X射线管接地外壳之间的电压大于由绝缘材料击穿强度确定的击穿电压时，通过绝缘材料会产生这种放电。

例如在DE3149677A中建议了这种用于X射线管的电绝缘套管。

发明内容

本发明的目的是改进已知的X射线管。

此目的通过这样一种X射线管来达到，其包括内部真空的外壳、安装在该真空外壳内基于从阴极发射并被施加在阳极上的高压吸引的电子产生X射线的阳极、从外壳外侧引入用于给阳极供应高压电势的高压线、以及用于高压线相对于外壳电绝缘的电绝缘套管，按照本发明，所述电绝缘套管沿径向在高压线与外壳之间包括至少两个通过金属层彼此隔离的绝缘层。

本发明优选的进一步发展是从属权利要求的技术主题。

本发明建议，电绝缘套管设计为轴向控制式绝缘套管。

此建议基于下述考虑：通过高压线导引的高压电势是直流电势，然而只在为了在X射线管内产生射线的较短时间内才需要这种直流电势。因此高压电势也只接通此短时间，从而高压电势施加几秒钟，在分钟量级范围内。因为观察到的时程与(绝缘套管和环境介质)所使用材料的弛豫时间相比很短，所以对于纯直流负荷实际上在绝缘层内未达到稳定状态。

因此所述建议基于下述思想：电绝缘套管的绝缘层不针对直流负荷设计，而是针对交流负荷或两者的一种组合设计。通过一种控制式电绝缘套管(controlled electrical feed)可以达到这一点，其中，彼此绝缘的金属层堆叠并滚卷成圆柱形。若形成的圆柱体围绕高压线安置，则圆柱形金属层如围绕导引高压电势的高压线的控制层那样起作用，其中，各金属层内的电势由各金属层彼此的电容耦合而形成。在结构对称的情况下，每个金属层造成均匀的电压降ΔU。

这种均匀的电压降ΔU减小在接地外壳与高压线之间在单个绝缘层边缘上的电压梯度，所述电压梯度基于交流电压时形成的表面电流会不成比例地急剧增大。这种不成比例的高的电压梯度可导致有害的边缘放电，并由此造成绝缘层局部电退化，这可导致明显减小所使用绝缘材料的击穿强度，从而最终破坏整个电绝缘套管。因此，通过在绝缘层内引入至少一个金属层，使在绝缘层上的电压降在绝缘层无金属层的表面上更均匀地分布，其结果是导致更好地防止电绝缘套管被介电击穿。

因此本发明通过金属层，使得带有绝缘层的电绝缘套管可有效防止介电击穿，并因而防止损坏X射线管，其结果是提高X射线管的可靠性，降低X射线管维护成本。

按本发明的一项进一步发展，各绝缘层从高压线出发观察分别有一个轴向长度，所述轴向长度沿径向从高压线起朝外壳的方向逐渐减小。此项进一步发展基于下述考虑：在绝缘层与环境介质之间界面上的高场强可导致电压击穿。这种电压击穿可以通过足够长的漏电路径避免。当接地的外壳与高压线之间的电压明显低于在电绝缘套管中所使用绝缘材料的击穿电压时，便有可能造成这种在上述界面处的电压击穿。为了有效避免上述电压击穿，按本发明建议，均匀化沿漏电路径的场强。由此可以避免高的场强并因而可以提高放电的起动电压，从而可以缩短漏电路径。

所述路径的缩短可采取措施达到，亦即在从高压线朝接地外壳方向的径向路径上的各绝缘层沿轴向逐步减小。这种进一步发展还出乎意外地简化电绝缘套管的制造，因为传统的设计为整体的绝缘层，为了能缩短上述漏电路径，有极其复杂的结构和几何形状，其结果是在制造X射线管的电绝缘套管时导致体积大和成本高的方案。因此，此项进一步发展还能在生产所说明的这种X射线管时节省空间和降低成本。

按本发明一项附加的进一步发展，金属层完全埋入绝缘层之间。