專利名稱：陰極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種陰極，其具有陰極頭，在所述陰極頭中布設(shè)了至少一個發(fā)射 極，所述發(fā)射極在被施加燈絲電壓時會發(fā)射電子。在公知的陰極中，發(fā)射極處于與陰極頭相同的電位上且可以通過施加反向電壓 而被轉(zhuǎn)換到反向的電位上，當(dāng)發(fā)射極被施加燈絲電壓時從發(fā)射極中被熱發(fā)射的電子，通 過這種方式被阻止從陰極頭中射出。公知的陰極具有螺旋發(fā)射極(螺旋形燈絲)或者扁 平發(fā)射極，并且例如被應(yīng)用于X射線管。當(dāng)不施加反向電壓時，被發(fā)射的電子朝陽極方 向加速。當(dāng)所述電子撞擊到陽極時，在所述陽極的表面產(chǎn)生X射線。
背景技術(shù)：
具有螺旋發(fā)射極的陰極，例如從DE19955845A1中公知。具有扁平發(fā)射極的陰 極，例如在DE19914739C1和DE102008011841A1中已加以說明。在利用X射線進(jìn)行X射線照相或者層析X射線攝影時，X射線的能量越小，X射 線照片的對比度越好。X射線照片的曝光量，可以通過曝光持續(xù)時間或者通過X射線強(qiáng) 度加以調(diào)節(jié)。因為在大多數(shù)的醫(yī)學(xué)檢查中，當(dāng)曝光持續(xù)較長時間時，會由于病人的移動 而發(fā)生影像的人為失效，所以理想的曝光量是通過對X射線的強(qiáng)度加以調(diào)節(jié)而得出的， 所述X射線是通過從發(fā)射極中產(chǎn)生的電子射線撞擊陽極而產(chǎn)生的。電子射線強(qiáng)度的提高，導(dǎo)致從發(fā)射極中產(chǎn)生的電子相互之間的排斥(空間電荷) 增加。這種增加的空間電荷意味著，由陰極頭而致的電子的聚焦被部分地抵消。電子射 線因此被擴(kuò)展，并且陽極上焦點的幾何形狀變得糟糕。因為撞擊在陽極上的電子射線的量(焦點大小或者焦點的幾何形狀)，在大多數(shù) 情況下，大多取決于從發(fā)射極所發(fā)射的電子的強(qiáng)度，并且焦點的幾何形狀顯著地影響著 X射線的分辨率，因此X射線的分辨率以及X射線照片的整體質(zhì)量會受到顯著的損害。為了對焦點的幾何形狀和焦點的位置產(chǎn)生影響，從DE19745998A1中公知，通 過磁性的或者電的透鏡系統(tǒng)對電子射線加以聚焦。此外還公知，借助于外部電源通過陰極頭和發(fā)射極之間的電位差對空間電荷進(jìn) 行補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種陰極，將它應(yīng)用于X射線管，可以獲 得高質(zhì)量的X射線照片。上述技術(shù)問題按照本發(fā)明是通過一種具有陰極頭的陰極得以解決的，在所述陰 極頭中布設(shè)了至少一個發(fā)射極，所述發(fā)射極在被施加燈絲電壓時會發(fā)射電子，按照本發(fā) 明，在通向至少一個發(fā)射極的饋電引線中，接入至少一個串聯(lián)電阻。在按照本發(fā)明的陰極中，電子射線強(qiáng)度的提高雖然導(dǎo)致電子相互之間排斥的增 強(qiáng)(空間電荷)。在所述的陰極中，電子射線的與所增加的空間電荷相關(guān)的局部抵消的聚焦，通過按照本發(fā)明的陰極頭這樣獲得補(bǔ)償，即，在通向至少一個發(fā)射極的饋電引線 中，接入至少一個串聯(lián)電阻。通過按照本發(fā)明的措施，S卩，在通向至少一個發(fā)射極的饋電引線中接入至少一 個串聯(lián)電阻，在發(fā)射極和陰極頭之間產(chǎn)生電位差，由空間電荷造成的電子射線的散焦， 通過所述電位差獲得補(bǔ)償。陰極頭此時必須處于與發(fā)射極相反的電位上。利用所提出的結(jié)構(gòu)，不需要例如通過邏輯電路或者借助于軟件或穩(wěn)固件額外地 進(jìn)行外部的調(diào)節(jié)或控制，而因此以結(jié)構(gòu)簡單的方式在陰極頭和發(fā)射極之間產(chǎn)生與管電流 有關(guān)的電位差。由此使從發(fā)射極中發(fā)射的電子具有高的聚焦性，并且被發(fā)射的電子在陽 極上形成最小化的而且?guī)缀鹾愣ú蛔兊慕裹c。X射線照片的質(zhì)量，可以因此在較寬的理 想的X射線能量以及X射線強(qiáng)度區(qū)域保持恒定不變?？臻g電荷的補(bǔ)償，在公知的陰極中是通過將外部電壓輸送到陰極頭上實現(xiàn)的， 在按照本發(fā)明的陰極中，用一種比有源的電構(gòu)件更加可靠的無源的構(gòu)件來替代。此外，按照本發(fā)明的方案所需要的結(jié)構(gòu)空間相對較小，從而可以將此方案順利 地集成到現(xiàn)有的X射線輻射器中。按照本發(fā)明的方案適用于所有在陰極頭中布設(shè)了至少一個發(fā)射極的陰極。如果在陰極頭中只布設(shè)了僅僅一個發(fā)射極，則按照本發(fā)明的陰極的一種有利的 設(shè)計結(jié)構(gòu)的特征在于，在通向發(fā)射極的饋電引線中，接入串聯(lián)電阻。如果在陰極頭中布設(shè)了兩個發(fā)射極，則按照另一個有利的實施例，在通向兩個 發(fā)射極的饋電引線中，分別接入一個串聯(lián)電阻。當(dāng)在陰極頭中布設(shè)了兩個發(fā)射極時，作為對上述陰極的替代方案，也可以簡便 地實施這樣一種實施形式，按照本發(fā)明的陰極的這種設(shè)計結(jié)構(gòu)的特征在于，在通向第一 發(fā)射極的饋電引線中接入第一串聯(lián)電阻，以及在通向第二發(fā)射極的饋電引線中，串聯(lián)接 入第一串聯(lián)電阻和第二串聯(lián)電阻。按照本發(fā)明的陰極的方案，S卩，在單個饋電引線中接入一個以上串聯(lián)電阻，還 可以在所有的實施形式中根據(jù)需要順利地實施。除此以外，按照本發(fā)明的方案還可以簡 便地在陰極頭具有兩個以上發(fā)射極的陰極中實施。


接下來根據(jù)附圖、但又不局限于所述附圖地對本發(fā)明的三個實施例加以詳細(xì)說 明。附圖中圖1示出按照第一種實施形式的陰極的原理示意圖，圖2示出按照第二種實施形式的陰極的原理示意圖，以及圖3示出按照第三種實施形式的陰極的原理示意圖。
具體實施例方式在圖1中示出的陰極，包含陰極頭1，在所述陰極頭1中布設(shè)了發(fā)射極2。所述 發(fā)射極2是X射線管的組成部分且可以被實施成螺旋發(fā)射極或者扁平發(fā)射極。陰極頭1和發(fā)射極2通過饋電引線4處于工作電壓-Uv(例如-80Kv)，并且在所 述發(fā)射極2上施加了燈絲電壓，則電子(在圖1中用e表示)從發(fā)射極2中射出且朝陽極3的方向加速，所述陽極3同樣是X射線管的組成部分。陽極3具有陽極電位+Uv(例如 +80Kv)。當(dāng)電子撞擊陽極3時，在該陽極3上以公知的方式產(chǎn)生X射線。發(fā)射極2通過變壓器5加熱，所述變壓器5具有初級繞組51和次級繞組52，其 中所述次級繞組52被連接到發(fā)射極2上。發(fā)射極2和陰極頭1因此具有相同的電位。當(dāng)X射線管工作時，電子從發(fā)射極2向陽極3運動且以此產(chǎn)生管電流IR。按照本發(fā)明，管電流Ir經(jīng)電阻R傳導(dǎo)，所述電阻R被接入通向發(fā)射極2的饋電 引線4中，并且在所述電阻R上產(chǎn)生Ur = Ir*R的電壓降(歐姆定律)。在發(fā)射極2和 陰極頭1之間因而形成電位差，所述電位差導(dǎo)致了上面所述的附加的聚焦。一旦管電流Ir發(fā)生變化，管電壓Ur也發(fā)生變化。當(dāng)管電流Ir增大時，聚焦增 強(qiáng)。當(dāng)管電流Ir減小時，聚焦減弱。所述聚焦以此抵制了陰極頭1區(qū)域中空間電荷(電 子相互之間的排斥)的增加。如果缺少串聯(lián)電阻R，如在按照現(xiàn)有技術(shù)的陰極中的情況一樣，則管電流Ir的 變化將導(dǎo)致焦點大小的改變，因為缺少串聯(lián)電阻R的補(bǔ)償作用，管電流Ir的增大將導(dǎo)致 電子相互之間排斥的增強(qiáng)(空間電荷)。在圖2和圖3中示出的陰極，在陰極頭1中分別布設(shè)了兩個發(fā)射極21和22。在圖2示出的實施形式中，在通向發(fā)射極21的饋電引線41中接入串聯(lián)電阻R115 此外，將串聯(lián)電阻R2接入通向發(fā)射極22的饋電引線42中。在圖3中加以示出的實施例，顯示了另一種可能性，即，將串聯(lián)電阻艮和艮連 接到聚焦頭1的兩個發(fā)射極21和22上。在按照圖3的設(shè)計方案中，再次在通向第一發(fā)射極21的饋電引線41中，仍接入 第一串聯(lián)電阻艮。通向第二發(fā)射極22的饋電引線，由通向第一發(fā)射極21的饋電引線41 以及饋電引線42構(gòu)成。饋電引線42，被設(shè)計成在第一串聯(lián)電阻民之后的饋電引線41的支路且一直傳輸 到發(fā)射極22。在該饋電引線42中接入第二串聯(lián)電阻R2。饋電引線41和42因而共同構(gòu) 成第二發(fā)射極22的饋電引線，其中第一串聯(lián)電阻R1和第二串聯(lián)電阻R2是串聯(lián)連接的。在圖2和圖3示出的設(shè)計方案中，在發(fā)射極21和22以及陰極頭1之間，還分別 產(chǎn)生與管電流有關(guān)的電位差，由空間電荷造成的電子射線的散焦通過所述電位差獲得補(bǔ) 償。陰極頭1此時必須再次處于與發(fā)射極21和22相反的電位上。因此，上面所述的與抵制陰極頭1區(qū)域中空間電荷(電子相互之間的排斥)的增 加的聚焦有關(guān)的實施方案，也適用于按照圖2和圖3的陰極的實施例。在本申請所公開的范疇內(nèi)，還為專業(yè)人士示出了按照本發(fā)明的陰極的其它實施 形式，例如包含兩個以上發(fā)射極、一個以上串聯(lián)電阻和/或饋電引線的其它不同布局的 實施形式。
權(quán)利要求
1.一種具有陰極頭(1)的陰極，，在所述陰極頭(1)中布設(shè)了至少一個發(fā)射極(2， 21，22)，所述發(fā)射極(2，21，22)在被施加燈絲電壓時會發(fā)射電子，其特征在于，在 通向至少一個發(fā)射極(2，21，22)的饋電引線(4，41，42)中，接入至少一個串聯(lián)電阻(R， R1 ，R2) 。
2.按照權(quán)利要求1所述的陰極，其中在陰極頭(1)中布設(shè)了僅僅一個發(fā)射極(2)，其 特征在于，在通向所述發(fā)射極(2)的饋電引線(4)中，接入串聯(lián)電阻(R)。
3.按照權(quán)利要求1所述的陰極，其中在陰極頭(1)中布設(shè)了兩個發(fā)射極(21，22)，其 特征在于，在通向所述兩個發(fā)射極(21，22)的饋電引線(41，42)中，分別接入串聯(lián)電阻(R1， R2) 。
4.按照權(quán)利要求1所述的陰極，其中在陰極頭(1)中布設(shè)了兩個發(fā)射極(21，22)，其 特征在于，在通向第一發(fā)射極(21)的饋電引線(41)中接入第一串聯(lián)電阻(R1),以及在通 向第二發(fā)射極(22)的饋電引線(41，42)中串聯(lián)接入所述第一串聯(lián)電阻(R1)和第二串聯(lián) 電阻(R2)。
5.按照上述權(quán)利要求1至4中任一項所述的陰極，其特征在于，將至少一個發(fā)射極 (2，21，22)構(gòu)造成螺旋發(fā)射極。
6.按照上述權(quán)利要求1至4中任一項所述的陰極，其特征在于，將至少一個發(fā)射極 (2，21，22)構(gòu)造成扁平發(fā)射極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種陰極，其具有陰極頭(1)，在所述陰極頭(1)中布設(shè)了至少一個發(fā)射極(2，21，22，所述發(fā)射極(2，21，22)在被施加燈絲電壓時會發(fā)射電子，其中在通向至少一個發(fā)射極(2，21，22)的饋電引線(4，41，42)中，接入至少一個串聯(lián)電阻(R，R1，R2)。將這種陰極應(yīng)用于X射線管，可以獲得高質(zhì)量的X射線照片。
文檔編號H01J35/06GK102024655SQ20101028765
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者托馬斯·弗格, 斯文·弗里茨勒, 迪特爾·馬圖佐克 申請人:西門子公司