[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。

这种X射线管包括真空罩，在所述真空罩中至少一个阴极和一个阳极通过分别至少一个绝缘元件绝缘地被布置，其中所述阴极（平面发射极（Flachemitter），螺旋型灯丝（Glühwendel））在施加高压的情况下发射电子作为电子束击中阳极。

背景技术

电子束朝向阳极加速并且击中阳极的表面。随之在阳极材料中产生X射线辐射，其作为X射线有用辐射从X射线辐射出射窗口离开真空罩并且例如可以应用于医学或非医学领域的成像方法。

尤其在旋转的阳极（旋转阳极-X射线管或旋转活塞-X射线管（Drehkolben-））的情况下阳极的旋转必须被补偿。这借助偏转电极来执行。在这里在较小的内部空间的情况下借助偏转电极取得尤其好的电子束的聚集，所述偏转电极被布置在非常接近阴极处（例如在焦头（Fokuskopf）处）且可变偏转电压可以被施加到阴极电压上并被保持。这种偏转电极必须和阴极绝缘（例如和焦头绝缘）地布置。为此所必需的绝缘元件例如实现为玻璃或陶瓷-绝缘套管，但是其与阴极电压（阴极的HV-电势）有关。

基于在阴极的区域内可供使用的内部空间，绝缘元件的物理尺寸仅能够为了正常运行而被配置且在这种情况下也是没有问题的。

在技术上无法避免的“飞弧”的情况下，出现在所描述的示例中涉及阴极的电势降。借助概念“飞弧”来标识电压击穿和电压穿透（额定电压的公差范围被超过），其瞬变地、也就是随机地出现并且因此在时间上是无法预测的。

时间分辨地通过上述的电势降将至少一个偏转电极的电势和/或焦头的电势降低。其它绝缘布置的偏转电极短时间内保持为全电势，其中可能情况下在该偏转电极上额外还加载偏转电压。

因为高压不直接于阴极处生成，所以耗费一定时间直至焦头连同偏转电极适配到相同的电势上。在此期间，几乎全部电压降落在偏转电极的绝缘元件上。在这里可以在飞弧之后短时内出现其它放电，其可能导致偏转电极的敏感绝缘元件的加速毁坏。因为富含能量的放电其除了导致绝缘元件上的放电痕迹之外还导致绝缘元件上的材料裂隙，其对于真空罩之中的真空极为不利且随之对于X射线管的运行不利。

上述解释的问题，不仅仅存在于阴极，而是也存在于所有其它在X射线管的真空罩之中绝缘布置的功能部件，例如阳极、反向散射电子捕捉器或偏转装置。

发明内容

本发明由此要解决的技术问题是，实现一种X射线管，其功能部件在整个运行期间被可靠地保护以免遭受过电压的损害。

具有本发明技术特征的X射线管具有真空罩，在所述真空罩中至少一个阴极和一个阳极通过分别至少一个绝缘元件绝缘地被布置，其中所述阴极在施加高压的情况下发射电子作为电子束击中阳极。根据本发明X射线管包括带有绝缘路径的电压放电器装置（Spannungsableiter-Einrichtung），所述绝缘路径具有如此高于绝缘元件处场强的场强，使得在出现电压击穿的情况下通过电压放电器装置进行电压放电。

由于电压放电器装置的绝缘路径的场强高于绝缘元件处场强而在电压放电器装置上产生了较高的穿透可能性，从而随之可靠地防止损坏所涉及的绝缘元件。

通过根据本发明的措施可靠地阻止真空罩之中绝缘地布置的功能部件（例如焦头）的毁坏性的放电过程。通过在X射线管中布置的电压放电器装置获得位于各个功能元件和其附属的绝缘元件之间的“电气预定断点（elektrische Sollbruchstelle）”。在可能导致毁坏性放电过程的大电势差的情况下，通过该始终比绝缘元件更快被穿透或击穿的预定断点，由绝缘元件吸收电负荷。

由此，根据本发明的X射线管满足以下要求：

●电压放电器装置在X射线管的运行范围（在气压为10^-8mbar到10^-4mbar的情况下温度为20℃到2000℃）上适用于高真空。

●在正常运行（焦头处栅极闭塞运行，聚焦电压为例如大约6kV）中电压放电器装置是绝对防短路的。

●在飞弧情况下电压放电器装置在高压技术上“弱于”绝缘元件。

●电压放电器装置随之相较绝缘元件更快地“点燃”。

●这导致在绝缘元件中仅有较小的磨损-和破坏现象。

根据本发明的X射线管因此为了其功能部件的高效保护而不需要为了可能出现的过电压而设置的且从结构性观点来看必须过大和过重地设置的绝缘元件。在具有本发明技术特征的X射线管的情况下因此仅稍微提高绝缘元件的体积和重量。