本实用新型属于x射线检测技术领域，具体涉及一种可变焦冷阴极x射线管。
背景技术：
传统热阴极x射线管以灯丝作为阴极，需要将灯丝加热到较高温度才能发射大量电子，所以热阴极x射线管存在启动慢、时间分辨率低、无效辐射剂量大、工作温度高等问题，所以开发可变焦冷阴极x射线管势在必行。
技术实现要素：
为解决上述问题，本实用新型提供了一种可变焦冷阴极x射线管，包括：
射线管管体，用于安装各零件；所述射线管管体具有相对的第一端和第二端；
电子产生组件，用于产生电子；所述电子产生组件设置于所述射线管管体的第一端；
电子聚集组件，用于聚集所述电子产生组件产生的电子；所述电子聚集组件设置于所述射线管管体的第一端，且与所述电子产生组件相邻；
电场产生阳极组件，用于与电场产生阴极组件在所述射线管管体内产生电场；所述电场产生阳极组件设置于所述射线管管体的第二端；
电场产生阴极组件，用于与所述电场产生阳极组件在所述射线管管体内产生电场；所述电场产生阴极组件设置于所述射线管管体的第一端，且与所述电子产生组件相邻；
射线窗口，用于接收所述电子聚集组件聚集后的电子在电场加速作用下轰击所述电场产生阳极组件而得到的x射线；所述射线窗口设置于所述射线管管体侧壁上。
优选地，所述电子产生组件包括：阴极电源和阴极，其中，所述阴极设置于所述射线管管体的第一端，所述阴极电源与所述阴极连接。
优选地，所述电子聚集组件包括：聚焦极和聚焦极电源，其中，所述聚焦极设置于所述射线管管体的第一端，且位于所述电子产生组件的电子射出端，所述聚焦极电源与所述聚焦极连接。
优选地，所述电场产生阳极组件包括：阳极和阳极电源，其中，所述阳极设置于所述射线管管体的第二端，所述阳极与所述阳极电源连接。
优选地，所述电场产生阳极组件还包括：陶瓷片，所述陶瓷片设置于所述射线管管体的第二端，所述阳极设置于所述陶瓷片上。
优选地，所述电场产生阳极组件还包括：散热器，所述散热器设置于所述陶瓷片上，且与所述阳极连接。
优选地，所述电场产生阴极组件包括：栅极，所述栅极设置于所述射线管管体的第一端，且位于所述电子产生组件中的阴极和所述电子聚集组件中的聚集极之间，并与所述聚集极之间通过绝缘支撑块连接。
优选地，所述射线管管体内部设置有吸气剂。
优选地，所述射线管管体上设置有排气管。
本申请提供的一种可变焦冷阴极x射线管，基于场致发射使得室温下就可直接发射电子，无需耗费时间和功率加热阴极，所以具有启动快、功耗低的优势；同时冷阴极场致发射还具有瞬间开通和关断的特点，使其具有高时间分辨率、可控发射、无效辐射剂量小等优势，主动聚焦机制实现焦斑大小的灵活调整，以便满足不同的检测需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型提供的一种可变焦冷阴极x射线管的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
如图1，在本申请实施例中，本实用新型提供了一种可变焦冷阴极x射线管，包括：射线管管体3、电子产生组件、电子聚集组件、电场产生阳极组件、电场产生阴极组件和射线窗口11，下面对各部分进行详细描述。
如图1，在本申请实施例中，本实用新型提供的一种可变焦冷阴极x射线管包括：
射线管管体3，用于安装各零件；所述射线管管体3具有相对的第一端和第二端；
电子产生组件，用于产生电子；所述电子产生组件设置于所述射线管管体3的第一端；
电子聚集组件，用于聚集所述电子产生组件产生的电子；所述电子聚集组件设置于所述射线管管体3的第一端，且与所述电子产生组件相邻；
电场产生阳极组件，用于与电场产生阴极组件在所述射线管管体3内产生电场；所述电场产生阳极组件设置于所述射线管管体3的第二端；
电场产生阴极组件，用于与所述电场产生阳极组件在所述射线管管体3内产生电场；所述电场产生阴极组件设置于所述射线管管体3的第一端，且与所述电子产生组件相邻；
射线窗口11，用于接收所述电子聚集组件聚集后的电子在电场加速作用下轰击所述电场产生阳极组件而得到的x射线；所述射线窗口11设置于所述射线管管体3侧壁上。
当使用此可变焦冷阴极x射线管时，通过电子产生组件在射线管管体3的第一端处产生电子，然后电子聚集组件将电子产生组件产生的电子聚集，形成预设直径的电子束；同时电场产生阳极组件和电场产生阴极组件互相配合产生预设强度的电场，电子聚集组件聚集得到的电子束在电场的加速作用下从射线管管体3的第一端朝向射线管管体3的第二端运动从而轰击所述电场产生阳极组件而得到x射线，x射线发送到射线窗口11。
如图1，在本申请实施例中，所述电子产生组件包括：阴极电源7和阴极9，其中，所述阴极9设置于所述射线管管体3的第一端，所述阴极电源7与所述阴极9连接。
如图1，在本申请实施例中，所述电子聚集组件包括：聚焦极4和聚焦极电源6，其中，所述聚焦极4设置于所述射线管管体3的第一端，且位于所述电子产生组件的电子射出端，所述聚焦极电源6与所述聚焦极4连接。
在本申请实施例中，阴极电源7为阴极9供电，聚焦极电源6为聚焦极4供电，当阴极9通电后，阴极9可以在射线管管体3的第一端处产生电子，且电子经过聚焦极4朝向射线管管体3的第二端运动。当聚焦极4通电后，聚焦极4可以对从阴极9产生的电子进行聚集得到预设直径的电子束。阴极9是通过在金属块上沉积碳纳米管层实现。
如图1，在本申请实施例中，所述电场产生阳极组件包括：阳极1和阳极电源13，其中，所述阳极1设置于所述射线管管体3的第二端，所述阳极1与所述阳极电源13连接。
如图1，在本申请实施例中，所述电场产生阴极组件包括：栅极10，所述栅极10设置于所述射线管管体3的第一端，且位于所述电子产生组件中的阴极9和所述电子聚集组件中的聚集极4之间，并与所述聚集极4之间通过绝缘支撑块连接。
在本申请实施例中，阳极电源13为阳极1供电，当对阳极1供电后，阳极1和栅极10共同在射线管管体3内部产生预设强度的电场，此电场强度可以根据阳极电源13的电压而调节。栅极10为条状栅格，阴极9产生的电子首先经过栅极10的条状栅格后再经过聚集极4的聚集得到电子束，然后在电场的加速作用下朝向阳极1运动，并轰击阳极1上的阳极靶产生得到x射线，x射线发送至射线窗口11上。阳极1的阳极靶靶面为钨片，朝向射线窗口11倾斜，且倾角为15°。
如图1，在本申请实施例中，所述电场产生阳极组件还包括：陶瓷片2，所述陶瓷片2设置于所述射线管管体3的第二端，所述阳极1设置于所述陶瓷片2上。陶瓷片2可以对阳极1起到稳固和支撑作用。
如图1，在本申请实施例中，所述电场产生阳极组件还包括：散热器12，所述散热器12设置于所述陶瓷片2上，且与所述阳极1连接。当阳极1工作时会产生大量热量，散热器12可以对热量进行散热处理。
如图1，在本申请实施例中，所述射线管管体3上设置有排气管8。
在本申请实施例中，射线管管体3内部需要保持超高真空。具体地，可以在排气管8上接入抽气设备，然后开启排气设备并通过排气管8抽取射线管管体3内部的气体，使射线管管体3内部达到需要的超高真空，然后对排气管8进行冷压剪断，从而保持射线管管体3真空密封。
如图1，在本申请实施例中，所述射线管管体3内部设置有吸气剂5。吸气剂5可以与射线管管体3内部气体反应，保持射线管管体3内部处于超高真空。
在本申请实施例中，射线管管体3采用不锈钢材料，具有很好的机械强度和超高真空适用性，同时也具有无磁和易于精密加工与焊接的性能。射线窗口11为铝窗口，设置在射线管管体3的外表面，在射线出射位置铝层的厚度为2.2mm。阳极1、聚焦极4、阴极9和栅极10的中心线在一条直线上，射线窗口11所在平面和该中心线呈垂直设置。
本申请提供的一种可变焦冷阴极x射线管，基于场致发射使得室温下就可直接发射电子，无需耗费时间和功率加热阴极，所以具有启动快、功耗低的优势；同时冷阴极场致发射还具有瞬间开通和关断的特点，使其具有高时间分辨率、可控发射、无效辐射剂量小等优势，主动聚焦机制实现焦斑大小的灵活调整，以便满足不同的检测需求。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
1.一种可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，包括：
射线管管体，用于安装各零件；所述射线管管体具有相对的第一端和第二端；
电子产生组件，用于产生电子；所述电子产生组件设置于所述射线管管体的第一端；
电子聚集组件，用于聚集所述电子产生组件产生的电子；所述电子聚集组件设置于所述射线管管体的第一端，且与所述电子产生组件相邻；
电场产生阳极组件，用于与电场产生阴极组件在所述射线管管体内产生电场；所述电场产生阳极组件设置于所述射线管管体的第二端；
电场产生阴极组件，用于与所述电场产生阳极组件在所述射线管管体内产生电场；所述电场产生阴极组件设置于所述射线管管体的第一端，且与所述电子产生组件相邻；
射线窗口，用于接收所述电子聚集组件聚集后的电子在电场加速作用下轰击所述电场产生阳极组件而得到的x射线；所述射线窗口设置于所述射线管管体侧壁上。
2.根据权利要求1所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述电子产生组件包括：阴极电源和阴极，其中，所述阴极设置于所述射线管管体的第一端，所述阴极电源与所述阴极连接。
3.根据权利要求1所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述电子聚集组件包括：聚焦极和聚焦极电源，其中，所述聚焦极设置于所述射线管管体的第一端，且位于所述电子产生组件的电子射出端，所述聚焦极电源与所述聚焦极连接。
4.根据权利要求1所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述电场产生阳极组件包括：阳极和阳极电源，其中，所述阳极设置于所述射线管管体的第二端，所述阳极与所述阳极电源连接。
5.根据权利要求4所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述电场产生阳极组件还包括：陶瓷片，所述陶瓷片设置于所述射线管管体的第二端，所述阳极设置于所述陶瓷片上。
6.根据权利要求5所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述电场产生阳极组件还包括：散热器，所述散热器设置于所述陶瓷片上，且与所述阳极连接。
7.根据权利要求1所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述电场产生阴极组件包括：栅极，所述栅极设置于所述射线管管体的第一端，且位于所述电子产生组件中的阴极和所述电子聚集组件中的聚集极之间，并与所述聚集极之间通过绝缘支撑块连接。
8.根据权利要求1所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述射线管管体内部设置有吸气剂。
9.根据权利要求1所述的可变焦冷阴极x射线管，其特征在于，所述射线管管体上设置有排气管。
技术总结