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火花隙

阅读：597发布：2020-05-13

IPRDB可以提供火花隙专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种具有阴极(12)和阳极(11)的火花隙。按照本发明，火花隙通过中间件(13)分为两个子火花隙，即高压火花隙(14)和有效火花隙(15)。有效火花隙(15)例如可以用于产生单色的X射线辐射(26)。为了确保定义的开关时间点，使用高压火花隙(14)，其首先被定义地接通。通过接通而在中间件处提供这样高的电势，即，在接通高压火花隙(14)的情况下在明显过高的电压下，有效火花隙(15)能够没有重要延迟地同样被定义地接通。，下面是火花隙专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有阳极(11)和阴极(12)的火花隙，其特征在于，所述火花隙具有高压火花隙(14)和有效火花隙(15)，其通过中间件(13)彼此连接，其中，●所述高压火花隙(14)被构造在阴极(12)和中间件(13)之间，●所述中间件(13)经由在其中设置了电阻(17)的导线(16)与阳极(11)相连，和●所述有效火花隙(15)被构造在中间件(13)和阳极(11)之间。

2.根据权利要求1所述的火花隙，其特征在于，所述电阻具有100至1000MΩ的值并且特别地也具有单位长度电感。

3.根据权利要求1或2所述的火花隙，其特征在于，所述有效火花隙(15)被设置用于产生X射线辐射，其中采用所述阳极(11)作为用于产生X射线辐射的靶。

4.根据权利要求3所述的火花隙，其特征在于，利用所述阳极(11)能够产生单色的X射线辐射。

5.根据权利要求3或4所述的火花隙，其特征在于，所述有效火花隙安置在易抽空的壳体(24)中，在该壳体中还设置集流器(21)并且从该壳体中能够输出X射线辐射。

6.根据上述权利要求中任一项所述的火花隙，其特征在于，所述阳极(11)、所述中间件(13)和所述阴极(12)同轴地布置。

7.根据权利要求6所述的火花隙，其特征在于，所述阳极(11)、所述中间件(13)和所述阴极(12)被构造为与共同的轴中央对称。

说明书全文

火花隙

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有阳极和阴极的火花隙。

背景技术

[0002] 例如在DE 2 259 382中描述了一种开头给出的类型的火花隙。在此是使用火花隙来产生X射线辐射的X射线辐射源。火花隙由阳极和阴极组成，其中采用阳极作为用于产生X射线辐射的靶。当在火花隙中触发电弧时形成X射线辐射，该电弧激励靶来发出X射线辐射。

发明内容

[0003] 对于X射线辐射的应用值得期望的是，火花隙具有尽可能定义的触发点。因此本发明要解决的技术问题是，提供一种火花隙，利用其可以实现尽可能定义的触发点。

[0004] 按照本发明，上述技术问题通过开头给出的火花隙如下来解决，即，火花隙具有高压火花隙和有效火花隙(Nutz-Funkenstrecke)，其通过中间件彼此连接。在此，火花隙被构造在阴极和中间件之间。中间件经由在其中设置了电阻的导线与阳极相连。有效火花隙被构造在中间件和阳极之间。该布置有利地使得特别定义的触发点成为可能，其中该触发点通过如下触发机制来确保。

[0005] 高压火花隙和有效火花隙的布置是串联电路。但是中间件经由电阻与阳极相连。为了触发有效火花隙，在总布置中施加上升的电压。因为高压火花隙通过处于高压下的气体填充，所以在此确保了相对高的飞弧电势。在电压上升期间，在有效火花隙上还没有呈现开关相关的差电势，因为该有效火花隙与中间件相连，这在该时间点能够等同于连接到接地。只要达到高压火花隙的相对定义的开关点，该有效火花隙就触发。在击穿的情况下在高压火花隙中形成电弧，这等于将阴极与中间件低阻抗地连接。由此在有效火花隙上突然呈现电势，该电势明显高于有效火花隙所需的触发电势。由此在定义的时间点基于启动的链反应而可靠地触发该有效火花隙。也就是通过触发高压火花隙立即提供所需的电压(时间上的电压变化的坡度是非常高的)。

[0006] 按照本发明的一种构造，电阻是100至1000MΩ。在此确保了接通有效火花隙，因为呈现的电压由于高的电阻而不会通过将中间件与阳极相连的导线而被消除。

[0007] 按照本发明的另一种构造，所述有效火花隙被设置用于产生X射线辐射。采用阳极作为用于产生X射线辐射的靶。由此可以在定义的时间开关点提供X射线辐射。这是对于不同应用的重要的前提。例如可以对于成像方法应用X射线辐射，例如在闪光X射线辐射源中。

[0008] 按照本发明的一种特别的构造，利用阳极可以产生单色的X射线辐射。如果为了产生单色的X射线辐射而使用有效火花隙，则有利地可以提供足够高的脉冲以用于产生，由此在满足力求的检查目的的程度上提供单色的X射线辐射。当使用例如由铝或其它轻金属形成的、极薄的金属薄膜作为靶时，例如可以产生单色的X射线辐射。作为靶材料，也可以使用镧系元素。在本申请的意义上，作为轻金属应当是指其密度低于5g/cm3的金属及其合金。特别地，如下轻金属符合该定义：所有碱金属、除了镭之外的所有碱土金属、此外还有钪、钇、钛和铝。用于形成靶的另外的优选的材料组是钨、钼和镧族。特别地在此是元素镧，和在元素周期表中在镧之后的14个元素。

[0009] 为了技术上实现X射线辐射源，具有优势的是，有效火花隙安置在易抽空的壳体中，在该壳体中还设置对于X射线辐射可透过的窗并且X射线辐射可以从所述壳体中输出。集流器(Kollektor)用于，静电地制动通过阳极加速的电子流并且由此从其尽量吸取动能，使得在电子碰撞到集电极上的情况下动能低于对于产生制动辐射所需的水平。通过这种方式避免了寄生地产生宽带的制动辐射，其否则会叠加由阳极产生的单色的、特征性的辐射。

[0010] 此外有利的是，阳极、中间件和阴极同轴地布置。此外有利的是，阳极、中间件和阴极被构造为与共同的轴中央对称。由此使电感的形成最小，该电感会负面地影响火花隙的时间上的脉冲特性(脉冲流的上升时间)。

附图说明

[0011] 下面对照附图描述本发明的其它细节。相同或相应的附图元件分别具有相同的附图标记并且仅在各个附图之间存在区别时才多次解释。附图中：

[0012] 图1示意性示出了按照本发明的火花隙的实施例的结构，具有在不考虑集流器的功能的情况下的切换过程的图示，和

[0013] 图2示意性示出了在具有集流器的示图的截面中按照图1的火花隙的几何构造。

具体实施方式

[0014] 从图1明显可知按照本发明的火花隙的结构。该火花隙具有阳极11和阴极12。在阳极11和阴极12之间连接中间件13，从而形成两个火花隙，即高压火花隙14和有效火花隙15。此外，用作有效火花隙15的阳极的中间件13经由导线16和电阻17高欧姆地连接到阳极电势。

[0015] 对于使用具有高压的气体填充(Gasfüllung)的高压火花隙，中间件13形成阴极。作为用于高压火花隙的填充气体(Füllgas)可以使用惰性气体作为填充气体。高压火花隙示出了定义的开关特性18，其中在定义的、具有已知坡度的电压上升U的情况下在定义的时间t之后到达开关点。利用开关点(ts/Us)可以相对精确地预测有效火花隙的开关时间点。如已经解释的，也就是在接通高压火花隙的情况下立即提供所需的开关电势，以便接通有效火花隙15。由于有效火花隙14的低欧姆特性，在有效火花隙14的开关时间点，中间件13具有阴极电势。在电阻17上现在呈现在阴极和阳极之间的全部电压。通过电阻17的电阻值定义的电流流过电阻。电阻17的寄生电感附加地降低了流过电阻17的、系统导致的电流。通过在中间件13和阳极11之间的陡的电压上升，这样正面地影响有效火花隙
15的飞弧特性，使得在有效火花隙15的飞弧时间点呈现明显比以低电压上升梯度进行的传统触发更高的电压。有效火花隙15在时间点ts的接通大约是在t0，因为电压上升通过该布置的低的电感而导致是极其陡的。通过极其陡的电压梯度明显超过有效火花隙15所需的开关电势Us。结果是，在极其短的时间(纳秒)内在有效火花隙上呈现明显超过触发电压的电压。由此形成穿过阳极的强烈飞弧。由于该布置，有效火花隙15的击穿电压而不再首先取决于Us(其基本上依赖于几何结构和真空)，而是取决于从外部施加的阳极电压和高压火花隙14的相应设计。有效火花隙的放电的持续时间按照结构通过该布置的电容和其中存储的能量和寄生电感来确定。

[0016] 图2可以得出，同轴地构造阳极12、中间件13、阴极11和集流器21的布置。此外，所有这些部件也与同轴结构的共同的轴22中央对称。高压火花隙安置在第一壳体23中，其中第一壳体可以填充具有要求的压力的合适的工作气体(填充装置没有详细示出)。有效火花隙15与集流器21一起处于第二壳体24中，其是抽空的。该第二壳体还具有窗25，通过该窗可以从壳体中输出X射线辐射26并且将其向应用传送。

标题	发布/更新时间	阅读量
火花隙-专利编号CN104364875B	2020-05-12	678
充气火花隙-专利编号CN105981242B	2020-05-13	885
充气火花隙-专利编号CN105981242A	2020-05-13	72
火花隙-专利编号CN102934303A	2020-05-11	565
火花隙-专利编号CN102934303B	2020-05-11	639
火花隙-专利编号CN104364875A	2020-05-13	596
火花间隙-专利编号CN101233659B	2020-05-11	845
火花隙-专利编号CN1450696A	2020-05-12	99
火花间隙-专利编号CN101233659A	2020-05-11	731
火花隙-专利编号CN100379107C	2020-05-12	809

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