阅读说明：本技术 X射线管阴极部件、除气电路及除气方法 (Cathode component of X-ray tube, degassing circuit and degassing method ) 是由 宣少锋 许戴炜 文云兰 贾凯 章迎潮 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种X射线管阴极部件、除气电路及除气方法，X射线管阴极部件包括阴极头、绝缘子组、除气灯丝，绝缘子组包括两个以上的绝缘子，阴极头上安装绝缘子组，阴极头通过阴极头开关接直流可调稳压电源正极，其特征是除气灯丝一端通过程控延时开关与可调开关电源一端连接，除气灯丝另一端与可调开关电源另一端连接，除气灯丝工作段安装在绝缘子组上，所述除气灯丝与阴极头不电连接，阴极头、除气灯丝通电时，除气灯丝向阴极头释放电子流。本申请还包括X射线管阴极部件的除气电路及除气方法。除气电路包括直流可调稳压电源、可调开关电源、毫安表、安培表、程控延时开关、阴极头开关。本申请结构简洁，使用方便，成本低，除气效果好。(The utility model relates to a X-ray tube cathode part, degasification circuit and degasification method, X-ray tube cathode part include negative pole head, insulator group, degasification filament, insulator group includes the insulator more than two, the overhead installation insulator group of negative pole, the negative pole head passes through the adjustable constant voltage power supply positive pole of negative pole head switch meet direct current, and characterized by degasification filament one end is connected with adjustable switching power supply one end through programme-controlled time delay switch, and the degasification filament other end is connected with the adjustable switching power supply other end, and degasification filament working section installs on insulator group, degasification filament and negative pole head electricity not be connected, and when negative pole head, degasification filament circular telegram, degasification filament are to negative pole head release electron flow. The application also includes a degassing circuit and a degassing method for cathode components of an X-ray tube. The degassing circuit comprises a direct current adjustable voltage-stabilized power supply, an adjustable switching power supply, a milliammeter, an ammeter, a program-controlled delay switch and a cathode head switch. The device has the advantages of simple structure, convenience in use, low cost and good degassing effect.)

X射线管阴极部件、除气电路及除气方法

技术领域

本申请涉及一种X射线管阴极部件、除气电路及除气方法。

背景技术

参见图1，现有技术的X射线管阴极部件由阴极头1’、瓷珠2’、镍管3’、灯丝4’组成，瓷珠2’、镍管3’均安装在阴极头1’上，这种阴极头除气结构的灯丝4’两端连接点分别是瓷珠2’、镍管3’,这种除气结构有几个问题：

在排气工序中阴极头部件除气只能采用传统的通电流加热，具有一定的局限性；

使用传统的通电流加热除气工艺对于灯丝的功率要求很高，往往达不到需要的除气温度，导致在后续测试过程中出现不良结果。

发明内容

本申请解决的技术问题是克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构简洁，使用方便，成本低，效果好的X射线管阴极部件、除气电路及除气方法。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案包括：一种X射线管阴极部件，包括阴极头、绝缘子组、除气灯丝，绝缘子组包括两个以上的绝缘子，阴极头上安装绝缘子组，阴极头通过阴极头开关接直流可调稳压电源正极，其特征是除气灯丝一端通过程控延时开关与可调开关电源一端连接，除气灯丝另一端与可调开关电源另一端连接，除气灯丝工作段安装在绝缘子组上，所述除气灯丝与阴极头不电连接, 直流可调稳压电源电压一般在180~400V之间，以确保阴极头、除气灯丝通电时，除气灯丝向阴极头释放电子流，使阴极头升温达到除气的目的。

本申请所述除气灯丝工作段安装在阴极头的绝缘灯丝架上，以确保除气灯丝固定可靠，不会与阴极头电连接。

本申请所述除气灯丝经过绝缘子组所有绝缘子。

本申请所述绝缘子组为多个，每个绝缘子组上安装一个除气灯丝构成并联的多套由绝缘子组、除气灯丝组成的除气结构组合，除气结构组合共用一个程控延时开关（即除气结构组合与程控延时开关串联后接可调开关电源），此时程控延时开关打开时，每套除气结构组合均断电，程控延时开关闭合时，每套除气结构组合均通电工作。

本申请所述绝缘子组为多个，每个绝缘子组上安装一个除气灯丝，每个除气灯丝通过其独立程控延时开关与可调开关电源连接，构成并联的多套由绝缘子组、除气灯丝、独立程控延时开关构成的独立除气结构组合。

本申请所述绝缘子由绝缘材料制成，特例采用瓷珠。

所述除气灯丝工作段与阴极头之间的距离在0.3毫米~0.8毫米之间，除气灯丝除了除气灯丝工作段以外部分与阴极头之间的距离不小于除气灯丝工作段与阴极头之间的距离。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：上述X射线管阴极部件的除气电路，包括带电压显示的直流可调稳压电源、带内置电位器的可调开关电源、毫安表、安培表、程控延时开关、阴极头开关，其特征是：阴极头通过毫安表、阴极头开关接直流可调稳压电源正极，除气灯丝一端通过安培表、程控延时开关与可调开关电源一端连接，除气灯丝另一端与可调开关电源另一端连接，直流可调稳压电源负极、可调开关电源负极接地。

本申请解决上述技术问题所采用的技术方案还包括：一种除气方法（特例为上述X射线管阴极部件及除气电路的使用方法），其特征是包括以下步骤：

S1：准备步骤；

S2：阴极头开关闭合；

S3：闭合程控延时开关，除气灯丝通电流，分阶段逐渐增加除气灯丝电流(阴极管电流同时增加，但增加比例有可能不同)，使除气灯丝产生电子轰击阴极头产生热量，达到设定的阴极头温度（可用红外测温仪检测）并保持一段时间；

S4：加热完成停机（程控延时开关断开，阴极头开关断开）。

本申请所述分阶段逐渐增加阴极管电流步骤包括三个阶段并通过可调开关电源的内置电位器进行电流调节，第一阶段除气灯丝电流从0增加至初步除气灯丝电流范围（例如2~3安倍，除气灯丝电流可从安倍表读出，一般不超过5安倍），使阴极头上的电流（阴极管电流）相应的从0增加至初步阴极管电流范围10~25mA，时间为3分钟；第二阶段缓慢增加除气灯丝电流，使阴极管电流值达到设定阴极管电流范围50~75mA，时间为3分钟；第三阶段阴极管电流mA值维持上述设定阴极管电流范围一段时间，时间为15~19分钟，阴极头温度最终（指最后一个加热阶段的最后一段时间，例如第三阶段的最后几分钟）达到设定温度（750℃±20℃）范围。

本申请所述准备步骤（S1）包括准备好所需零部件，装配（连接好）X射线管阴极部件及除气电路，在排气台上预抽。

本申请与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简洁，使用方便，成本低，除气效果好。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图。

图2是本申请实施例的原理示意图。

图3是本申请实施例除气电路原理示意图，图中U0：直流可调稳压电源（阴极头电源），电压调整范围为0-400V，带电压显示V；U2：可调开关电源(控制电源，直流0-12V，10A)+内置电位器(0-10KW，10A)，可调输出0-10A(DC), 精度0.1A，可根据mA数值反馈调节可调开关电源电流，保证输出电流符合要求；mA：毫安表，0-200mA ； A：安培表，0-10A；C:程控延时开关，特例为程控延时继电器，可设置延时启动时间和延时结束时间；K：阴极头开关。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本申请作进一步的详细说明，以下实施例是对本申请的解释而本申请并不局限于以下实施例。

参见图2、图3，本实施例X射线管阴极部件包括阴极头1、绝缘子组2、除气灯丝4、镍管5，X射线管阴极部件特例由阴极头1、绝缘子组2、除气灯丝4组成，绝缘子组2包括绝缘子一21、绝缘子二22，阴极头1上安装绝缘子一21、绝缘子二22，阴极头1一端（图3中G点）通过毫安表mA、阴极头开关K接直流可调稳压电源U0正极，除气灯丝4一端（图3其中一个F端）通过安培表A、程控延时开关C与可调开关电源U2一端连接，除气灯丝4另一端（图3另外一个F端）与可调开关电源U2另一端连接，除气灯丝工作段41（其中的一段，即图2所示绝缘子一21至绝缘子二22之间的除气灯丝4，图3其中一个F端至另一个F端之间的除气灯丝4）安装在绝缘子一21、绝缘子二22上，所述除气灯丝4与阴极头1不连接,除气灯丝工作段41与阴极头1之间的距离按照实际需要确定，通常在0.3毫米~0.8毫米之间，除气灯丝4上的电流通常在0-10A之间，除气灯丝工作段41两端的电压通常在0V~12V之间，以确保除气灯丝4通电时，除气灯丝工作段41与阴极头1之间形成放电现象，从而通过放电加热阴极头1进行除气。

本申请还可以配置单独绝缘子3和备用灯丝（备用电加热除气灯丝，图上未示出），备用灯丝安装在单独绝缘子3和镍管5上，即将现有技术作为备用选项。

本申请实施例优点是：

1、在排气工序中阴极头部件除气可以采用“阴极打靶”的方式除气；

阴极打靶可以缓慢的对阴极头部件进行除气，可有有效的解除由于灯丝功率的限制，达到需要的除气温度。

阴极打靶原理：

阴极头1接直流可调稳压电源U0正极，当阴极头开关K闭合时，阴极头1加一个电压，一般在180~400V之间；控制程控延时开关C导通，控制可调开关电源U2缓慢增加除气灯丝4电流，使除气灯丝工作段41与阴极头1之间产生电位差，让除气灯丝4上的电子直接轰击阴极头1的方式来加热阴极头1，加热结束后，控制程控延时开关C断开，断开阴极头开关K。

本申请通过绝缘子组2安装除气灯丝4，利用除气灯丝4与阴极头1之间的电位差，让除气灯丝4产生的电子直接轰击阴极头1方式来加热阴极头1，传统是通过灯丝通电流加热或者采用中频加热由加热线圈通高频电流产生的磁力线集中在被加热物上、由电磁的感应作用，产生涡旋电流，将被加热物加热。

本申请所述绝缘子组2可以包括三个以上绝缘子，用绝缘子组2中配三个以上绝缘子来强化除气效果。所述除气灯丝4经过绝缘子组所有绝缘子，例如绝缘子组为三个绝缘子时，除气灯丝4经过所有三个绝缘子（不重复，每个绝缘子仅经过一次，下同），从而在阴极头1上形成由两个除气灯丝分工作段构成的除气灯丝工作段41，两个除气灯丝分工作段共同对阴极头1放电加热阴极头1；绝缘子组为四个绝缘子时，除气灯丝4经过所有四个绝缘子，从而在阴极头1上形成三个除气灯丝分工作段，三个除气灯丝分工作段共同对阴极头1放电加热阴极头1……，其余类推。

本申请可以设置多个绝缘子组2，每个绝缘子组2配一个对应的除气灯丝4，用多个除气结构组合来强化除气效果，从而构成并联的多套由绝缘子组、除气灯丝构成的除气结构组合（共用一个程控延时开关C，程控延时开关C打开时，每套除气结构组合均断电，程控延时开关C闭合时，每套除气结构组合均通电工作）；或者构成并联的多套由绝缘子组、除气灯丝、独立程控延时开关构成的独立（指具有独立程控延时开关控制）除气结构组合（每套具有独立的一个独立程控延时开关，每个独立程控延时开关仅控制其对应的一套除气结构组合）。

本申请每套除气结构组合的除气灯丝可以不同，按照需要配备不同功率、不同距离的除气灯丝。也可以是本申请除气结构与现有技术的组合，例如一套除气结构组合采用本申请除气结构，另一套独立的除气结构采用现有技术的除气灯丝安装在绝缘子、镍管之间的技术方案。

本申请除气灯丝4通过阴极头1上的绝缘灯丝架（图上未示出，绝缘材料制成）与程控延时开关C、可调开关电源U2连接。

本申请实施例的工作过程如下：

1）准备好上述的各零部件，控制尺寸公差精度；

2）装配X射线管阴极部件及除气电路；

3）在排气台上预抽（与现有技术相同）；

4）阴极头开关K闭合；

5）闭合程控延时开关C，除气灯丝4通电，逐渐增加除气灯丝4电流从0至初步除气灯丝电流范围（适应该型号的阴极部件的参数，根据实际情况测试得到），缓慢（一般分两到三段，目的是防止升温过快导致真空度下降太快使得阴极部件氧化，每段时间根据实际需要确定。特例是分为三段，前面两段每段3min，最后一段的时间为15~19min）增加除气灯丝4电流（相应的阴极管电流也同时增加），使除气灯丝4上电子轰击阴极头1产生热量；

6）达到工艺要求的加热时间（一般21~25min）与阴极头温度（750℃±20℃）后停止加热。

通过以上步骤可使阴极头1除气达到工艺要求，且更加彻底。

表1，现有技术与本申请实施例技术效果对比：

	老练后合格率	平均合格率
			传统方式（投入300只）	81.55%	79.55%
本申请方法（投入300只）	94.5%	93.5%

更改后，在没有其他变动的情况下，合格率得到明显的提升，技术方案是有效的。

凡是本申请技术特征和技术方案的简单变形或者组合，应认为落入本申请的保护范围。