本發(fā)明涉及一種電子槍，本發(fā)明還涉及具有該電子槍的X射線光源與CT設(shè)備。

背景技術(shù)：

X射線在工業(yè)無損檢測、安全檢查、醫(yī)學(xué)診斷和治療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。特別是，利用X射線的高穿透能力制成的X射線透視成像設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷姘l(fā)揮著重要作用。這類設(shè)備早期的是膠片式的平面透視成像設(shè)備，目前的先進(jìn)技術(shù)是數(shù)字化、多視角并且高分辨率的立體成像設(shè)備，例如CT(computed tomography)，可以獲得高清晰度的三維立體圖形或切片圖像，是先進(jìn)的高端應(yīng)用。

在現(xiàn)有的CT設(shè)備中，X射線發(fā)生裝置需要在滑環(huán)上運(yùn)動，為了提高檢查速度，通常X射線發(fā)生裝置的運(yùn)動速度非常高，導(dǎo)致設(shè)備整體的可靠性和穩(wěn)定性降低，此外，受運(yùn)動速度的限制，CT的檢查速度也受到了限制，因此檢查效率較低。另外，此類設(shè)備的X射線源在滑環(huán)上運(yùn)動，導(dǎo)致等效的X射線源焦點(diǎn)變大，從而使得的成像的圖片存在運(yùn)動偽影，清晰度差，對一些較小的違禁品存在漏檢的可能性。并且此類設(shè)備只能檢查靜止(或者緩慢運(yùn)動)的物體，對于運(yùn)動的物體，幾乎無法成三維立體圖。

分布式X射線源采用熱陰極作為電子發(fā)射單元，并且對熱陰極進(jìn)行陣列排布，利用熱陰極柵極間的電壓控制電子的發(fā)射，從而控制每一個(gè)陰極按順序發(fā)射電子，在陽極上按相應(yīng)順序位置轟擊靶點(diǎn)。通過電控開關(guān)代替螺旋CT的機(jī)械旋轉(zhuǎn)，可以在多個(gè)視角快速產(chǎn)生X射線源，從而從過個(gè)角度進(jìn)行快速成像，該方法可大大的提高檢查效率；提高圖像的清晰度；并且該方案結(jié)構(gòu)簡單、系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性高。

為了提高分布式X射線光源的成像質(zhì)量，通常要求分布式光源中的光源數(shù)量在幾十到幾百個(gè)，這就意味著需要大量的陰極?，F(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中的分布式X射線光源的電子槍比較復(fù)雜，安裝不方便。

在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對本發(fā)明的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便的電子槍。

本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供具有該電子槍的X射線光源與CT設(shè)備。

本發(fā)明的額外方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種電子槍，包括結(jié)構(gòu)主體、陰極、柵網(wǎng)、補(bǔ)償電極及聚焦電極；所述結(jié)構(gòu)主體具有相對的第一端和第二端，所述第一端為連接端，所述結(jié)構(gòu)主體內(nèi)形成一內(nèi)腔，所述內(nèi)腔的開口位于所述第二端，所述陰極、柵網(wǎng)、補(bǔ)償電極及聚焦電極沿著由第一端到第二端的方向依次設(shè)置于所述內(nèi)腔中。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述結(jié)構(gòu)主體為陶瓷體。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述結(jié)構(gòu)主體的連接端的外部設(shè)置有一金屬固定環(huán)，所述陰極具有支撐腿，所述支撐腿穿過所述結(jié)構(gòu)主體后焊接于所述金屬固定環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述補(bǔ)償電極與聚焦電極之間以及所述補(bǔ)償電極與柵網(wǎng)之間均設(shè)置有陶瓷壓環(huán)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述柵網(wǎng)及聚焦電極焊接于所述結(jié)構(gòu)主體。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述連接端的端面上設(shè)置有螺紋孔。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述結(jié)構(gòu)主體為圓柱形，所述補(bǔ)償電極以及聚焦電機(jī)為圓環(huán)形。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，所述陰極焊接于所述內(nèi)腔的底部。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種X射線光源，包括真空室、陽極靶、安裝固定板以及多個(gè)上述的電子槍；陽極靶設(shè)置于所述真空室內(nèi)；安裝固定板設(shè)置于所述真空室內(nèi)并與所述陽極靶相間隔設(shè)置；多個(gè)上述的電子槍固定連接于所述安裝固定板上，多個(gè)所述電子槍的補(bǔ)償電極通過補(bǔ)償連接線相互連接，聚焦電極通過聚焦連接線相互連接，所述補(bǔ)償連接線和聚焦連接線連接至一補(bǔ)償聚焦電源。

根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種CT設(shè)備，包括上述的X射線光源。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

本發(fā)明的電子槍，將陰極、柵網(wǎng)、補(bǔ)償電極及聚焦電極安裝在結(jié)構(gòu)主體的內(nèi)腔之中，可以將電子槍整體安裝于X射線光源上，使得電子槍的結(jié)構(gòu)更加簡單，安裝方便，能夠快速的對電子槍進(jìn)行安裝或更換。

附圖說明

通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式的電子槍的示意圖；

圖2是本發(fā)明另一實(shí)施方式的電子槍的示意圖；

圖3是具有圖1所示的電子槍的X射線光源。

圖中：1、結(jié)構(gòu)主體；10、電子束；11、連接端；12、內(nèi)腔；13、金屬固定環(huán)；14、螺紋孔；15、槽體；2、陰極；21、支撐腿；22、燈絲；23、表面引線；24、螺栓；25、焊點(diǎn)；3、柵網(wǎng)；4、補(bǔ)償電極；41、補(bǔ)償連接線；5、聚焦電極；51、聚焦連接線；6、陶瓷壓環(huán)；7、真空室；8、陽極靶；9、安裝固定板；100、電子槍；110、補(bǔ)償聚焦電源；120、高壓電源；130、高壓連接裝置。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本發(fā)明將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。

參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式公開了一種電子槍100。該電子槍100用于產(chǎn)生X射線，因而能夠應(yīng)用在X射線光源中以及CT設(shè)備中。本實(shí)施方式的電子槍100包括結(jié)構(gòu)主體1、陰極2、柵網(wǎng)3、補(bǔ)償電極4以及聚焦電極5。

該結(jié)構(gòu)主體1的作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其外形可大致為圓柱形。結(jié)構(gòu)主體1具有相對的第一端和第二端，其中第一端為連接端11，在結(jié)構(gòu)主體1內(nèi)形成一內(nèi)腔12，該內(nèi)腔12的開口位于該第二端上。也就是說，該結(jié)構(gòu)主體1成為一個(gè)一端封閉、另一端開口的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)主體1為陶瓷體，但本發(fā)明并不以此為限。陰極2、柵網(wǎng)3、補(bǔ)償電極4以及聚焦電極5沿著由第一端到第二端的方向依次設(shè)置在該內(nèi)腔12中。

由圖1可知，在內(nèi)腔12的底部設(shè)置有槽體15，陰極2設(shè)置在該槽體15中。該槽體15能夠?qū)﹃帢O2的位置進(jìn)行定位，使得陰極2基本上位于結(jié)構(gòu)主體1的中軸線上。在本實(shí)施方式中，該陰極2為熱陰極，工作時(shí)，陰極2的燈絲22會通電加熱。陰極2設(shè)置有支撐腿21，而在結(jié)構(gòu)主體1的連接端11的外部設(shè)置有一個(gè)金屬固定環(huán)13，該金屬固定環(huán)13可用金屬化焊接的方式連接在該結(jié)構(gòu)主體1上，即先在陶瓷體的結(jié)構(gòu)主體1上金屬化以形成金屬膜，然后將金屬固定環(huán)13焊接在金屬膜上。而支撐腿21則穿過該結(jié)構(gòu)主體1后再焊接于金屬固定環(huán)13。

由于支撐腿21與陰極2的表面連接，陰極2的發(fā)射電流會通過該支撐腿21流走，陰極2的燈絲22也從結(jié)構(gòu)主體1的內(nèi)腔12中引出并外露于該連接端11，如此一來可以使燈絲22連接電源。通過調(diào)節(jié)支撐腿21的長度，可以調(diào)節(jié)該陰極2與柵網(wǎng)3之間的距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，該陰極2的燈絲22引出內(nèi)腔12的位置并不限制，例如也可從該結(jié)構(gòu)主體1的側(cè)壁引出。

柵網(wǎng)3位于陰極2的外側(cè)。該柵網(wǎng)3連接于結(jié)構(gòu)主體時(shí)，同樣是首先在結(jié)構(gòu)主體上金屬化，然后再將該柵網(wǎng)3焊接在結(jié)構(gòu)主體1的金屬膜上。該柵網(wǎng)3用于控制陰極2是否發(fā)射電子。當(dāng)柵網(wǎng)3處于負(fù)偏壓時(shí)，陰極2截止，不發(fā)射電子，當(dāng)柵網(wǎng)3處于正偏壓時(shí)，該陰極2發(fā)射電子。

由圖1可知，該補(bǔ)償電極4與聚焦電極5之間以及該補(bǔ)償電極4和柵網(wǎng)3之間均設(shè)置有陶瓷壓環(huán)6。該陶瓷壓環(huán)6為一個(gè)圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其截面可為矩形、圓形等形狀。在安裝時(shí)，可以利用陶瓷壓環(huán)6將補(bǔ)償電極4以及聚焦電極5一層層地壓入該內(nèi)腔12中。該陶瓷壓環(huán)6還可以時(shí)柵網(wǎng)3、補(bǔ)償電極4以及聚焦電極5間隔指定的距離。在應(yīng)用時(shí)，這兩個(gè)陶瓷壓環(huán)6的厚度可以相同或者不同。在本實(shí)施方式中，靠近內(nèi)側(cè)的陶瓷壓環(huán)6的厚度較薄。應(yīng)當(dāng)指出的是，該聚焦電極5以及補(bǔ)償電極4之間也可以不設(shè)置陶瓷壓環(huán)6。該聚焦電極5同樣焊接于結(jié)構(gòu)主體1上，該聚焦電極5的邊緣部位焊接在金屬化后的結(jié)構(gòu)主體1上即可。在補(bǔ)償電極4上加上合適的電壓用于調(diào)整柵網(wǎng)3兩端的電場強(qiáng)度，從而保證電子穿過柵網(wǎng)3后具有最小的發(fā)射度增長，使得電子束流的聚焦更加容易，另外，通過適當(dāng)?shù)奶岣哐a(bǔ)償電極4的電壓，可以減小柵網(wǎng)3對電子的俘獲率，提高電子的利用率。通過調(diào)整聚焦電極5的電壓，可以將電子束流聚焦到合適的尺寸。補(bǔ)償電極4和聚焦電極5可為圓環(huán)形，且該補(bǔ)償電極4和聚焦電極5的截面可為梯形、矩形、圓形等形狀。

在連接端12上設(shè)有螺紋孔14。該螺紋孔14用于旋入螺栓，以固定結(jié)構(gòu)主體1。螺紋孔14的數(shù)量較佳可為四個(gè)，并且這些螺紋孔14沿著結(jié)構(gòu)主體1的軸線圓周均勻分布。

參見圖2，圖2為本發(fā)明另一實(shí)施方式的電子槍100的示意圖。該實(shí)施方式中，陰極2上并未設(shè)置支撐腿，而是陰極2的下部直接通過焊點(diǎn)25焊接在結(jié)構(gòu)主體1上。陰極2的燈絲22仍然穿過結(jié)構(gòu)主體1的外壁后被引出。而陰極2的表面引線23也穿過該結(jié)構(gòu)主體1的后壁后被引出。本實(shí)施方式的電子槍100進(jìn)一步簡化了結(jié)構(gòu)。

通過上述實(shí)施方式可知，本發(fā)明所公開的電子槍100，其結(jié)構(gòu)主體1作為一個(gè)保護(hù)件，將陰極2、柵網(wǎng)3、補(bǔ)償電極4以及聚焦電極5全部容置于該結(jié)構(gòu)主體1的腔體內(nèi)、由此組成了一個(gè)完整的組件結(jié)構(gòu)。在安裝時(shí)，只需將結(jié)構(gòu)主體1整體安裝在X射線光源內(nèi)即可，使用更加方便，簡化了電子槍100安裝過程，并能夠方便地進(jìn)行更換，也因而降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。

參見圖3所示，本發(fā)明還公開了一種X射線光源。該X射線光源包括真空室7、陽極靶8、安裝固定板9以及多個(gè)本發(fā)明實(shí)施方式所公開的電子槍100。

陽極靶8和安裝固定板9均設(shè)置在真空室7內(nèi)，而且，該安裝固定板9和陽極靶8相間隔設(shè)置并大致平行。多個(gè)電子槍100通過連接端12上的螺紋孔23與安裝固定板9上的螺栓24連接，從而固定于該安裝固定板9上。這些電子槍100能夠向陽極靶8發(fā)射電子束10，這些電子束10沿著圖3中的箭頭方向，從電子槍100飛向陽極靶8，陽極靶8收集到電子束之后，將電子束的能量轉(zhuǎn)換為X射線。這些電子槍的補(bǔ)償電極4通過補(bǔ)償連接線41相互連接，聚焦電極5通過聚焦連接線51相互連接。該補(bǔ)償連接線41和聚焦連接線51共同連接至一個(gè)高壓連接裝置130，然后通過該高壓連接裝置130再連接至一個(gè)補(bǔ)償聚焦電源110上。而陽極靶8則通過高壓連接裝置131連接至一個(gè)高壓電源120上。本發(fā)明的X射線光源中，陽極靶處于正高壓，陰極2處于地電位，柵網(wǎng)3、聚焦電極5和補(bǔ)償電極4處于低正壓。這些電子槍100根據(jù)需要在安裝固定板9上排列成陣列。

本發(fā)明的X射線光源，其電子槍能夠方便快速地安裝在安裝固定板9上，同時(shí)簡化了結(jié)構(gòu)，便于制造。

本發(fā)明還公開了一種具有該X射線光源的CT設(shè)備，該CT設(shè)備中的電子槍能夠方便地安裝于X射線光源內(nèi)。

以上具體地示出和描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，相反，本發(fā)明意圖涵蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。