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阴极

阅读：348发布：2020-05-12

IPRDB可以提供阴极专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种阴极，该阴极具有阴极头(6)，在该阴极头(6)中布置有平面发射器(1)，该平面发射器(1)在施加加热电压的情况下发射电子，其中，该平面发射器(1)被构造为具有至少两个相互间隔的发射平面(2、3)的平行式平面发射器，至少一个导电的截止电极(7)被引入到该发射平面(2、3)上，该截止电极(7)与平行式平面发射器(1)电隔离并且根据本发明被构造为螺旋线(7)。这种阴极具有良好的截止性以及经改进的发射特性。，下面是阴极专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种阴极，所述阴极具有阴极头(6)，在所述阴极头中布置有平面发射器(1)，所述平面发射器(1)在施加加热电压的情况下发射电子，其中，所述平面发射器(1)被构造为具有至少两个相互间隔的发射平面(2、3)的平行式平面发射器，至少一个导电的截止电极(7)被引入到所述发射平面(2、3)上，所述截止电极(7)与所述平行式平面发射器(1)电隔离，其特征在于，所述截止电极(7)被构造为螺旋线。

2.根据权利要求1所述的阴极，其特征在于，所述截止电极(7)处于所述阴极头(6)的电势。

3.根据权利要求1所述的阴极，其特征在于，所述截止电极(7)与所述阴极头(6)电隔离。

4.根据权利要求1所述的阴极，其特征在于，所述截止电极(7)能够通过至少一个电端子接通加热电压。

5.根据权利要求1所述的阴极，其特征在于，所述平行式平面发射器(1)的所述发射平面(2、3)被构造为整体的构件。

6.根据权利要求1所述的阴极，其特征在于，所述平行式平面发射器(1)的所述发射平面(2、3)被构造为分离的构件。

说明书全文

阴极

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有阴极头的阴极，在该阴极头中布置有平面发射器，该平面发射器在施加加热电压的情况下发射电子。

背景技术

[0002] 这种阴极例如由DE 10 2008 046 721 B4是已知的。该已知的阴极包括阴极头，在该阴极头中布置有平面发射器，该平面发射器在施加加热电压的情况下发射电子。该平面发射器被构造为具有两个相互间隔的发射平面的平行式平面发射器，导电的截止电极(Sperrelektrode)被引入到该发射平面上。该截止电极与平行式平面发射器电隔离。因此，该相互间隔的发射平面构成两个子发射器。在已知的平面发射器的情况下，在X射线管运行期间施加加热电压，由此发射朝阳极方向加速的电子。在这些电子击中阳极时，在阳极的表面上产生X射线辐射。

[0003] 关于待加热的体积和相比于螺旋式发射器，这种平面发射器具有明显更大的利于发射的辐射面。因此，平面发射器能够以相对于螺旋式发射器降低的工作温度运行，由此提高阴极的寿命。

[0004] 由于更大的辐射面(发射面)，更高的平面发射器寿命面临在通过电场截止时更高的耗费。

[0005] 在许多应用中，尤其是在应用脉冲式X射线辐射的情况下，需要通过在阴极头施加负电压进行截止。尤其是大面积的平面发射器的更中央的区域在几何上与产生截止场的、在阴极头上的电子积累离得更远，因此仅通过更高的电子密度或者更高的场强就可截止。更高的场强又引起为避免飞弧而要遵守的更大的最小间距以及其他构造方面的耗费。

[0006] 在由DE 10 2008 046 721 B4已知的阴极中，截止电极具有线结构。线结构例如由多根线形成，这些线焊接在陶瓷绝缘体上或者以筛网压制法镀敷。由DE 10 2008 046 721 B4的图2中所示的阴极具有以扁线实施的截止电极，其布置在两个发射平面之间。在此扁线从阴极头铣削而成。通过截止电极使得为完全截止平面发射器所需要的栅极电压保持得尽可能低，以便尽可能排除在平行式平面放射器与阴极头之间的电压飞狐。因此，由DE 10 2008 046 721 B4已知的阴极已经具有良好的截止性。

发明内容

[0007] 本发明的任务是，实现一种可良好截止的阴极，其具有经改进的发射特性。

[0008] 该任务根据本发明由本发明所述的阴极解决。根据本发明的阴极的有利构型分别也是本发明的主题。

[0009] 根据本发明的阴极包括阴极头，在该阴极头中布置有平面发射器，该平面发射器在施加加热电压的情况下发射电子，其中该平面发射器被构造为具有至少两个相互间隔的发射平面的平行式平面发射器，在该至少两个相互间隔的发射平面上引入至少一个导电的截止电极，该截止电极与平行式平面发射器电隔离。因此，在根据本发明的阴极中，相互间隔的发射平面形成子发射器。根据本发明该截止电极被构造为螺旋线(Drahtwendel)。这种螺旋线也被称作螺旋形灯丝(Glühwendel)，因为在传输加热电流时实现热致的电子发射。

[0010] 该螺旋线(螺旋形灯丝)能够例如具有圆形横截面的线结构或者具有矩形横截面的线结构。在本发明的范围内，也可实现具有其他横截面的线结构。在此，螺旋形灯丝的横截面不需要是恒定的，而是也可以变化。

[0011] 通过在本发明中限定的将平面发射器分成至少两个发射平面，产生多个并联连接的子发射器，其例如具有大约1mm至大约2mm的宽度并且可以在低截止电压下栅极截止。

[0012] 通过根据本发明的措施，即，将平面发射器构造为具有至少两个相互间隔的发射平面的平行式平面发射器并且在该平面发射器上引入与平面发射器电隔离的至少一个导电的截止电极，将消除差的或者仅通过更高的截止电压才可实现的截止性的缺点。通过减小截止电压，一方面不需要对发电机和传输线缆提出过高的要求，另一方面可靠地避免了高压飞狐。因此，根据本发明所述的阴极也可以用于需要快速截止电子发射的应用。尽管具有快速截止性，但是根据本发明的阴极也具有高的使用寿命以及经改进的发射特性。

[0013] 因此，在根据本发明的阴极中不需要更高的场强来快速截止平面发射器，为避免飞弧该更高的场强需要更大的要遵守的最小间距以及其他附加的结构措施。

[0014] 在本发明的范围内，截止电极(螺旋线)能够例如处于阴极头电势，即与聚焦头电连接。然而，这不是必须的。相反地也可以是，截止电极(螺旋线)不仅与平面发射器而且与阴极头电隔离，并且因此处于与阴极头不同的电势。

[0015] 根据阴极的一种有利构型，截止电极(螺旋线，螺旋形灯丝)通过至少一个电端子可以接通加热电压。因此，螺旋线能够独立于平面发射器的加热电压接通和切断并且因此用作附加的电子发射器。因此，例如在平行式平面发射器部分或全部失灵时，该螺旋线能够至少部分地承担平行式平面发射器的功能，并且通过这种方式确保紧急运行。此外，在这种阴极的情况下能够在正常运行时接通螺旋线，以便例如在具有高电功率(高的管电流)的工作点处保护平面发射器，因此提高其使用寿命。

[0016] 根据本发明的阴极的一种尤其有利的实施方式的特征在于，平行式平面发射器的发射平面被构造为整体的构件。为了制造平行式平面发射器，例如通过激光从金属片结构中切削。通过这种方式制造的平行式平面发射器具有至少两个分离的发射平面(子发射器)以及两个连接管脚(与发射平面的数量无关)。这种平面发射器能够在制造技术上与已知的发射器一样易于加工并构建在阴极头中。

[0017] 然而，对于特定的应用情况也可能有利的是，将平行式平面发射器的发射平面构造为分离的构件。在这种情况下，每个发射平面(子发射器)均具有两个连接管脚，从而其能够单独地控制发射平面。

附图说明

[0018] 以下根据附图进一步阐述本发明的实施例，该实施例是示意性的，而不是限制性的。

[0019] 图1示出了根据本发明的阴极的实施方式中存在的平行式平面发射器的透视图。

具体实施方式

[0020] 在图1中，以附图标记1表示平行式平面发射器，其包括两个相互间隔的发射平面2和3(子发射器)并在正面分别具有在附图中未示出的连接管脚。发射平面2和3实施为矩形的并且例如由钨制成的0.1mm厚的金属片构成，其具有1.45mm乘10mm的侧面长度。发射平面2和3分别具有槽2a、2b、3a和3b，它们交替地从两个对置的侧面伸出并且垂直于纵向布置。

[0021] 发射平面2和3被构造为整体的构件，从而当在连接管脚上施加加热电压时发射平面2和3因此处于相同的电势且热发射电子。

[0022] 平面发射器1在制造技术上能够如已知的平面发射器一样易于加工。因此，能够例如以激光从金属片上切下发射平面2和3的结构并且设置槽2a、2b、3a和3b。

[0023] 平面发射器1被嵌入阴极头6中。由于其尺寸(与已知的平面发射器相同的宽度、长度和连接管脚的形状)，平面发射器1能够毫无问题地替代已知的平面发射器。

[0024] 在所示的阴极头4中，在两个相邻的发射平面2和3之间恰好以电绝缘的方式布置有一个截止电极5。在本发明的范围内，也能够在相邻的发射平面2和3之间布置多于一个的截止电极。

[0025] 根据本发明，截止电极5被构造为螺旋线(螺旋形灯丝)并且布置在两个相互间隔的发射平面2和3之间，使得在发射平面2和3与螺旋线5(截止电极)之间形成间隙6。此外，螺旋线5通过在附图中不可见的绝缘装置(例如由Al2O3制成)与平行式平面发射器1电隔离。因此，该电绝缘地布置的螺旋线5通过四周间隙与两个发射平面2和3间隔，从而在阴极运行时不会出现短路。

[0026] 当阴极头4接触截止电极5时，截止电压例如可以施加在阴极头4上。如果截止电极5相对于阴极头4以电绝缘的方式布置，则截止电压直接施加在截止电极5上。

[0027] 在施加加热电压时，热发射电子(未示出)，这些电子朝未示出的阳极的方向加速，该阳极例如处于UA＝+80kV的阳极电势。

[0028] 平行式平面发射器1处于例如-80kV的阴极电势UK。

[0029] 如果截止电极5相对于阴极头4以电绝缘的方式布置，则截止电极5(螺旋线、螺旋形灯丝)能够接通截止电压US，该截止电压相比阴极电势UK＝-80kV是负的。如果截止电极5接通截止电压US，则可靠地避免带负电荷的电子从平行式平面发射器1发射出来。在所示的实施例中，US＝-85kV。

[0030] 如果切断截止电压(US＝UK+0kV，即US＝-80kV)，则这些电子能够不受阻碍地朝阳极的方向运动。因此，截止电极5能够在两个电势等级、即-80kV和-85kV之间切换。

[0031] 在所示实施例中，通过所选择的阴极头4的几何形状实现从发射平面2和3发射的电子所需要的聚焦，为清晰起见在该附图中未完全示出该阴极头。

[0032] 上述的电压值应当仅仅理解为示例。对专业人员来说，其他电压值也可以毫无问题地实现。

[0033] 因此，根据本发明的阴极尤其良好地适合于希望或需要相比螺旋式发射器来说可快速截止电子发射的应用(例如在借助脉冲式X射线辐射的应用中)。此外，根据本发明的阴极在同时具有更高的平行式平面发射器1的使用寿命下，还具有经改进的发射特性，由此实现阴极的更长的使用寿命。

标题	发布/更新时间	阅读量
阴极-专利编号CN103314129B	2020-05-11	844
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