KR20240002247A - X-ray tube with arc resistant structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 아킹 방지 구조물을 가지는 엑스레이 튜브에 관한 것이다.The present invention relates to an X-ray tube having an anti-arcing structure.
일반적인 엑스레이 발생장치는 전자빔을 발생시키는 캐소드(음극)와 캐소드에서 나온 전자빔이 높은 운동에너지를 가지고 충돌하여 엑스레이를 발생시키는 애노드(양극)으로 구성된다. A typical X-ray generator consists of a cathode (cathode) that generates an electron beam and an anode (anode) that generates X-rays when the electron beam from the cathode collides with high kinetic energy.
즉, 엑스레이 발생장치의 출력은 캐소드에서 나오는 전자빔의 전류(관전류)와 캐소드와 애노드 사이에 인가되는 전압(관전압)에 비례한다.In other words, the output of the X-ray generator is proportional to the current of the electron beam coming from the cathode (tube current) and the voltage applied between the cathode and anode (tube voltage).
이때 애노드에는 텅스텐, 몰리브데늄, 구리등의 원자번호가 높은 금속재질의 타겟을 형성하여 타겟에 부딪힌 전자가 타겟 원자들과의 전자기적 상호작용에 의한 가속을 겪으면서 엑스레이 복사를 방출한다. At this time, a target made of a metal material with a high atomic number such as tungsten, molybdenum, and copper is formed at the anode, and electrons that hit the target undergo acceleration due to electromagnetic interaction with the target atoms and emit X-ray radiation.
또는, 타겟 원자에 속박된 전자들이 타겟으로 부딪히는 전자들과 운동량과 에너지를 교환함으로써 여기되었다가 기저상태로 복귀할 때 여기상태와 기저상태 사이의 에너지 차이에 해당하는 전자기복사를 방출하는 방식으로 엑스레이를 생성한다. Alternatively, when electrons bound to a target atom are excited by exchanging momentum and energy with electrons hitting the target and then return to the ground state, they emit electromagnetic radiation corresponding to the energy difference between the excited state and the ground state. creates .
위와 같은 구성들이 동작하기 위해서 엑스레이 발생장치 내부는 진공 상태를 유지해야 하는데, 진공 상태를 유지하기 위해 위하여 마감부위가 브레이징(Brazing) 또는 웰딩(Welding) 용접을 통해 완전 밀봉되어 운영된다. 엑스레이 발생 장치가 완전 밀봉 상태로 운영 됨에 따라, 브레이징과 별도의 용접 시 발생하는 과도한 열 스트레스가 엑스레이 튜브 내에 전달되며 브레이징과 용접에 의한 불순물이 엑스레이 튜브 내에 침투하여 진공 오염이 발생한다. 또한, 캐소드에서 나온 전자들이 부산물과의 충돌 및 이로 인해 진공도의 지속도가 떨어짐에 따라 엑스레이의 성능 저하를 유발하고, 의도하지 않은 아킹이 발생하여 캐소드 손상이 발생한다는 문제점이 있다.In order for the above configurations to operate, the inside of the X-ray generator must maintain a vacuum state. To maintain the vacuum state, the finished area is completely sealed through brazing or welding. As the X-ray generator is operated in a completely sealed state, excessive heat stress generated during brazing and separate welding is transmitted into the In addition, there is a problem in that electrons emitted from the cathode collide with by-products and this reduces the sustainability of the vacuum, causing deterioration in X-ray performance and unintentional arcing that causes damage to the cathode.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 불순물을 포집하며 순간적인 에너지를 흡수할 수 있는 아킹 방지 구조물을 가지는 엑스레이 튜브를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is intended to solve the problems of the prior art described above, and its technical task is to provide an X-ray tube with an anti-arcing structure that can collect impurities and absorb instantaneous energy.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하의 설명으로부터 본 발명의 또 다른 기술적 과제들이 도출될 수 있다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-described technical problems, and other technical problems of the present invention can be derived from the following description.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 튜브는, 절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체, 상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된 애노드부, 상기 튜브 본체의 내부에 상기 애노드부와 대향하도록 배치된 캐소드부 및 절연 소재로 마련되어 상면에 상기 캐소드부가 배치되고, 상기 튜브 본체의 타측단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 관통되는 베이스부를 포함하고, 상기 캐소드부는, 상기 튜브 본체 내에 배치되고, 상기 캐소드부와 상기 베이스부를 결합하는 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물을 포함한다.As a technical means for solving the above-described technical problem, an An anode part to which a target is combined, a cathode part disposed inside the tube body to face the anode part, and an insulating material, the cathode part is disposed on the upper surface, sealing the other end of the tube body, and at least one electrode It includes a base portion through which a terminal passes, and the cathode portion is disposed within the tube body and includes at least one anti-arcing structure that couples the cathode portion and the base portion.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 엑스레이 튜브용 캐소드부는, 아킹 방지 구조물의 형상으로 구현되어 튜브 본체 내에 배치되는 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물, 절연소재로 마련되고, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 연결된 칩 고정 모듈 및 상기 칩 고정 모듈의 상부에 배치되고, 상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물과 결합되는 포커싱 모듈을 포함한다.In addition, the cathode portion for an It includes a fixing module and a focusing module disposed on an upper part of the chip fixing module and coupled to the at least one anti-arcing structure.
본 발명에 따르면, 아킹 방지 구조물을 통해 불순물을 포집하고, 아킹과 같은 순간적인 에너지를 흡수함으로써 캐소드의 손상을 방지할 수 있다.According to the present invention, damage to the cathode can be prevented by collecting impurities and absorbing instantaneous energy such as arcing through the arcing prevention structure.
또한, 기존의 엑스레이 튜브와 같이 캐소드에서 나온 전자가 경로 이동 중 부산물과 충돌하는 일이 없기 때문에 캐소드의 손상을 방지할 수 있다.In addition, unlike existing X-ray tubes, damage to the cathode can be prevented because electrons emitted from the cathode do not collide with by-products during their path.
또한, 튜브 내부의 진공도를 더 오랜 시간 유지할 수 있어, 엑스레이 튜브의 성능 저하를 방지하고, 성능의 신뢰성을 확보할 수 있다.Additionally, the vacuum inside the tube can be maintained for a longer period of time, preventing deterioration in the performance of the X-ray tube and ensuring performance reliability.
본 발명의 효과들은 상술한 효과들로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 이해되는 모든 효과들을 포함한다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and include all effects understood from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 튜브의 단면도이다.
도 2는 캐소드부와 베이스부의 결합 구조를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 결합 구조의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 아킹 방지 구조물의 변형예를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the combined structure of the cathode portion and the base portion.
Figure 3 is a cross-sectional view of the coupling structure shown in Figure 2.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a modified example of the arcing prevention structure of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다. 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미로 해석되어야 한다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 추가적으로 갖는 것으로 해석되어야 하며, 별도로 정의되지 않는 한 매우 이상적이거나 제한적인 의미로 해석되지 않는다.Hereinafter, the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present disclosure may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, the attached drawings are only intended to facilitate understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings. All terms, including technical and scientific terms, used herein should be interpreted as meanings commonly understood by those skilled in the art in the technical field to which this disclosure pertains. Terms defined in the dictionary should be interpreted as having additional meanings consistent with the related technical literature and currently disclosed content, and should not be interpreted in a very ideal or limited sense unless otherwise defined.
도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에 나타난 각 구성요소의 크기, 형태, 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 명세서 전체에 대하여 동일/유사한 부분에 대해서는 동일/유사한 도면 부호를 붙였다. In order to clearly explain the present disclosure in the drawings, parts not related to the description are omitted, and the size, shape, and shape of each component shown in the drawings may be modified in various ways. Throughout the specification, identical/similar parts are given identical/similar reference numerals.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부" 등은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여 되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions are omitted.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결 (접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(구비 또는 마련)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(구비 또는 마련)"할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be “connected (connected, contacted, or combined)” with another part, this means not only when it is “directly connected (connected, contacted, or combined),” but also when it has other members in between. It also includes cases where they are “indirectly connected (connected, contacted, or combined).” Additionally, when a part is said to "include (equip or provide)" a certain component, this does not exclude other components, unless specifically stated to the contrary, but rather "includes (provides or provides)" other components. It means that you can.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 나타내는 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 구성 요소들의 순서나 관계를 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 개시의 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 단수 표현의 형태들은 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 표현의 형태들도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. Terms representing ordinal numbers, such as first, second, etc., used in this specification are used only for the purpose of distinguishing one component from another component and do not limit the order or relationship of the components. For example, the first component of the present disclosure may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component. As used herein, singular forms of expression should be construed to also include plural forms of expression, unless the contrary is clearly indicated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엑스레이 튜브(100)의 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view of an X-ray tube 100 according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 엑스레이 튜브(100)는 튜브 본체(110), 애노드부(120), 캐소드부(130), 베이스부(140) 및 전극 단자(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the X-ray tube 100 includes a tube body 110, an anode portion 120, a cathode portion 130, a
엑스레이 튜브(100)를 구성하는 튜브 본체(110)는 절연 소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 원통형으로 형성될 수 있다. 이때 절연 소재는 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니며 유리 또는 실리콘 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다.The tube body 110 constituting the X-ray tube 100 may be made of an insulating material and may be formed in a cylindrical shape with a predetermined space formed therein. At this time, the insulating material may be made of ceramic, but is not limited to this and may be made of an insulating material such as glass or silicon.
예시적으로 튜브 본체(110)의 두께는 3mm 또는 그 이하로 형성하되 내부진공으로 발생하는 대기압과 같은 외부압력을 지탱할 수 있는 충분한 기계강도를 갖는 정도의 두께로 형성될 수 있다. 또한, 튜브 본체(110)의 두께는 타겟에서 발생한 엑스레이가 튜브 본체(110)를 투과하여 외부로 효율적으로 방출될 수 있는 정도의 두께로 형성될 수 있다. 튜브 본체(110) 전체의 두께를 낮추어 기계강도를 유지하기 어렵다면 엑스레이가 방출되는 엑스레이 창 영역만 연마하는 방식으로 국소적 영역의 두께를 예를 들면 1.7mm이하로 낮추는 것도 가능하다.For example, the thickness of the tube body 110 may be 3 mm or less, but may be formed to a thickness that has sufficient mechanical strength to support external pressure such as atmospheric pressure generated by an internal vacuum. Additionally, the thickness of the tube body 110 may be formed to a thickness that allows X-rays generated from the target to pass through the tube body 110 and be efficiently emitted to the outside. If it is difficult to maintain mechanical strength by lowering the overall thickness of the tube body 110, it is possible to reduce the thickness of the local area to, for example, 1.7 mm or less by polishing only the X-ray window area where X-rays are emitted.
도면에 도시하지는 않았지만, 튜브 본체(110)의 상부 영역은 제1 튜브, 튜브 본체(110)의 하부 영역은 제2 튜브로 구성될 수 도 있다.Although not shown in the drawing, the upper region of the tube body 110 may be composed of a first tube, and the lower region of the tube body 110 may be composed of a second tube.
예를 들어, 엑스레이 튜브는 절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 제1 튜브, 제1 튜브의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된 애노드부(120), 애노드부(120)와 대향하도록 배치된 캐소드부(130) 및 캐소드부(130)를 일측단부에 수용하며, 제1 튜브와 결합하는 제2튜브, 제2 튜브의 하부에 배치되며, 적어도 하나 이상의 전극단자(150)가 관통하도록 형성된 베이스부(140)로 구성될 수 도 있다.For example, the A cathode portion 130 arranged to face the cathode portion 130 is accommodated at one end, a second tube coupled to the first tube, disposed below the second tube, and having at least one
애노드부(120)는 상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된다. 애노드부(120)는 전기전도성과 열전도성이 높은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 애노드부(120)는 무산소동과 코바(KOVAR) 합금의 조합으로 형성될 수 있으며, 코바는 철-니켈-코발트 합금으로 이루어질 수 있다. 코바(KOVAR) 합금은 세라믹의 열팽창계수와 유사한 열팽창계수를 갖도록 조제되어 세라믹으로 형성된 절연체와의 접합을 형성하는데 유리하고 무산소동은 높은 전기전도성과 열전도성으로 인해 타겟에서 발생하는 열을 방출하는데 유리하다.The anode portion 120 is disposed at one end of the tube body and is coupled to the target. The anode portion 120 may be formed of a metal with high electrical conductivity and thermal conductivity. For example, the anode portion 120 may be formed of a combination of oxygen-free copper and KOVAR alloy, and KOVAR may be made of an iron-nickel-cobalt alloy. KOVAR alloy is prepared to have a thermal expansion coefficient similar to that of ceramic, which is advantageous for forming a bond with an insulator made of ceramic, and oxygen-free copper is advantageous for dissipating heat generated from the target due to its high electrical and thermal conductivity. do.
또한, 애노드부(120)는 회전형 전극으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 애노드부(120)는 회전형 전극에 구비된 타겟과 이를 지지하는 로터 및 회전축으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 엑스선 발생시 타겟이 회전함으로써 전자빔 충돌영역이 원형 트랙으로 형성되어 높은 출력의 엑스선을 발생시킬 수 있다.Additionally, the anode portion 120 may be formed as a rotating electrode. Specifically, the anode unit 120 may be composed of a target provided on a rotating electrode, a rotor supporting the target, and a rotating shaft. Accordingly, as the target rotates when X-rays are generated, the electron beam collision area is formed into a circular track, thereby generating high output X-rays.
여기서, 타겟은 용융점이 높고, 원자번호가 높은 원소로 형성된 물질로, 전자빔이 충돌하면 높은 효율로 엑스레이를 발생시킬 수 있다. 여기서, 타겟은 텅스텐 등의 재료로 형성될 수 있다. Here, the target is a material made of elements with a high melting point and high atomic number, and can generate X-rays with high efficiency when an electron beam collides with it. Here, the target may be formed of a material such as tungsten.
일예로, 타겟은 투과형 또는 반사형으로 형성될 수 있다. 반사형의 경우, 튜브 본체(110)에는 내부에서 외부로 방출되는 엑스선의 출입구인 윈도우가 형성될 수 있다. 예를 들어, 윈도우는 베릴륨, 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 윈도우가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스선만 방출되도록 필터링될 수 있다. 반면, 윈도우가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다.For example, the target may be formed as a transmissive or reflective target. In the case of the reflective type, a window, which is an entrance/exit of X-rays emitted from the inside to the outside, may be formed in the tube body 110. For example, the window may be made of a metal material such as beryllium or aluminum, or a glass material coated with a fluorescent material. If the window is made of a metal material such as beryllium, it may be filtered to emit only X-rays of a predetermined wavelength or less. On the other hand, when the window is made of glass material coated with a fluorescent material, visible light can be emitted through the window.
애노드부(120)는 둘레에 튜브 본체(110)의 외측면으로 절곡된 플랜지(121)를 포함할 수 있다. 여기서, 플랜지(121)는 열팽창계수가 튜브 본체(110)의 재료와 비슷한 코바(KOVAR) 등의 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 플랜지(121)를 통해 튜브 본체(110)와 애노드부(120)가 접합하는 경우, 접합부위가 고온과 저온 사이의 폭넓은 온도변화에도 접합의 완전성과 진공 기밀성이 유지될 수 있다.The anode portion 120 may include a flange 121 bent around the outer surface of the tube body 110. Here, the flange 121 may be formed of a material such as KOVAR, which has a coefficient of thermal expansion similar to the material of the tube body 110. Accordingly, when the tube body 110 and the anode portion 120 are joined through the flange 121, the integrity of the joint and vacuum tightness can be maintained despite wide temperature changes between high and low temperatures at the joint area.
캐소드부(130)는 튜브 본체(110)의 내부에 애노드부(120)와 대향하도록 배치된다. 캐소드부(130)는 튜브 본체(110)의 타측단부에 배치될 수 있다. 또한, 캐소드부(130)는 베이스부(140)의 상부에 조립식으로 거치될 수 있다.The cathode portion 130 is disposed inside the tube body 110 to face the anode portion 120. The cathode portion 130 may be disposed on the other end of the tube body 110. Additionally, the cathode portion 130 may be mounted on the top of the
캐소드부(130)는 아킹 방지 구조물, 칩 고정 모듈 및 포커싱 모듈을 포함할 수 있으며, 이와 관련된 구체적인 설명은 도 2 및 도 3에서 후술될 것이다.The cathode portion 130 may include an arcing prevention structure, a chip fixing module, and a focusing module, and detailed descriptions thereof will be provided later with reference to FIGS. 2 and 3 .
베이스부(140)는 절연 소재로 마련되어 상면에 캐소드부(130)가 배치되고, 튜브 본체(110)의 타측단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자(150)가 관통된다. 이때, 전극 단자(150)는 캐소드부(130)를 지지하며 전기적으로 연결될 수 있다.The
도 2는 캐소드부(130)와 베이스부(140)의 결합 구조를 나타낸 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 결합 구조의 단면도이며, 도 4는 본 발명의 아킹 방지 구조물(132)의 변형예를 나타낸 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view showing the coupling structure of the cathode portion 130 and the
도 2 내지 도 4를 참조하면, 캐소드부(130)는 튜브 본체(110)의 타측 단부에 애노드부(120)와 대향하도록 배치되며, 아킹 방지 구조물(132)을 포함하고, 칩 다이(131), 칩 고정 모듈(133), 높이 조절 모듈(134), 포커싱 모듈(135), 및 연결 수단(136)을 더 포함할 수 있다.2 to 4, the cathode portion 130 is disposed to face the anode portion 120 at the other end of the tube body 110, includes an
칩 다이(131)는 판 상형의 직육면체 형상으로 마련되고, 상면에 적어도 하나 이상의 전극 단자(150)를 포함하고, 에미터 칩이 결합되어 적어도 하나 이상의 전극 단자(150)와 연결된다. 여기서, 에미터 칩은 음극 전자를 발생시키고, 방출되는 전자의 궤적을 조절하는 전극이다. 에미터 칩은 필드 에미터 어레이(field emitter arrays, FEA)로 구성되는 것으로, 스핀트(Spindt) 형으로 형성된 것일 수 있다. 또한, 에미터 칩은 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 전도성 물질을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The chip die 131 is provided in the shape of a plate-like rectangular parallelepiped and includes at least one
아킹 방지 구조물(132)은 적어도 하나 이상으로 구비되고, 튜브 본체(110) 내에 배치되며, 캐소드부(130)와 베이스부(140)를 결합한다. 아킹 방지 구조물(132)은 튜브 본체(110) 및 캐소드부(130)의 배치를 가이드할 수 있다. The arcing
아킹 방지 구조물(132)은 금속 물질로 구성될 수 있으며, 캐소드부(130)의 접지와 결합될 수 있다.The arcing
아킹 방지 구조물(132)은 칩 고정 모듈(133) 및 포커싱 모듈(135)을 관통하여 캐소드부(130)의 구성을 고정할 수 있다. 일 예로, 아킹 방지 구조물(132)의 일측단부는 포커싱 모듈(135)을 관통하여 포커싱 모듈(135)과 결합되고, 아킹 방지 구조물(132)의 타측단부는 베이스부(140)와 결합될 수 있다. 이를 통해 캐소드부(130)와 베이스부(140)가 하나의 모듈로 구성할 수 있다. 이렇게, 본 발명의 엑스레이 튜브(100)는 아킹 방지 구조물(132)과 체결 수단을 통해 캐소드부(130)와 베이스부(140)를 하나의 모듈로 구성할 수 있다. 여기서, 아킹 방지 구조물(132)의 높이는 도 3에 도시된 바와 같이 포커싱 모듈(135)의 위치에 대응되는 높이와 동일할 수 있고, 포커싱 모듈(132)의 높이보다 높을 수 있다. 다시 말해, 아킹 방지 구조물(132)의 높이는 포커싱 모듈(135)의 높이부터 애노드부(120)와 맞닿지 않는 높이까지 중 하나의 높이를 가질 수 있다.The arcing
아킹 방지 구조물(132)은 피뢰침과 같이 동작할 수 있다. 아킹 방지 구조물(132)을 통해 불순물을 포집하고, 아킹과 같은 순간적인 에너지를 흡수함으로써 캐소드부(130)의 손상을 방지할 수 있다.The arcing
칩 고정 모듈(133)은 절연체로 마련되고, 상면에 칩 다이(131)가 고정된다. 칩 다이(131)를 고정하기 위해 칩 고정 모듈(133)은 상면에 칩 다이(131) 가 안착되는 안착홈이 형성된다.The
칩 고정 모듈(133)에는 적어도 하나 이상의 제1 관통홀이 형성되는데, 제1관통홀에는 아킹 방지 구조물(132)이 관통되어 삽입될 수 있다.At least one first through hole is formed in the
높이 조절 모듈(134)은 하나 또는 복수로 구비되어 칩 고정 모듈(133)의 하부에 배치될 수 있다. 높이 조절 모듈(134)에는 적어도 하나 이상의 제2 관통홀이 형성되는데, 제2관통홀에는 아킹 방지 구조물(132)이 관통되어 삽입될 수 있다. 다만, 도면에는 높이 조절 모듈(134)을 포함하는 캐소드부(130)에 대해 도시하였지만, 캐소드부(130)는 높이 조절 블록(134)을 포함하지 않을 수 도 있다.One or more
포커싱 모듈(135)은 칩 고정 모듈(133)의 상부에 배치되고, 에미터 칩으로부터 방출되는 전자빔을 애노드부(120)로 집속시킨다. 포커싱 모듈(135)은 일반적으로 홀 형태를 사용하여 제작되거나, 렌즈 위에 한층 또는 여러 층의 그래핀을 전사하여 제작될 수 있다. 또한, 포커싱부(135)는 2개 이상 사용될 수 있다.The focusing
포커싱 모듈(135)에는 적어도 하나 이상의 제3 관통홀이 형성되는데, 제3관통홀에는 아킹 방지 구조물(132)이 관통되어 삽입될 수 있다.At least one third through hole is formed in the focusing
연결 수단(136)은 칩 고정 모듈(133)과 높이 조절 모듈(134), 높이 조절 모듈(134)과 베이스부(140) 를 서로 연결한다. 연결 수단(134)을 통해 캐소드부(110)의 각 구성을 결합할 수 있고, 캐소드부(110)와 베이스부(30)를 1차적으로 결합할 수 있다. The connecting means 136 connects the
베이스부 (140)는 절연 소재로 마련되어 상면에 캐소드부(130)가 배치되고, 튜브 본체(110)의 타측 단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자(150)가 관통된다. 여기서, 베이스부(140)의 상부면은 소정 두께의 금속층이 적층된 것이고, 절연 소재는 세라믹으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니며 유리 또는 실리콘 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다.The
본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술한 설명을 기초로 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 본 개시의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which this disclosure pertains will be able to understand, based on the above description, that the present disclosure can be easily modified into another specific form without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present disclosure is indicated by the patent claims described later, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present disclosure. The scope of the present application is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present application.
110: 튜브 본체
120: 애노드부
130: 캐소드부
131: 칩 다이
132: 아킹 방지 구조물
133: 칩 고정 모듈
134: 높이 조절 모듈
135: 포커싱 모듈
136: 연결 수단
140: 베이스부
150: 전극 단자110: Tube body
120: Anode part
130: cathode part
131: chip die
132: Arcing prevention structure
133: Chip holding module
134: Height adjustment module
135: focusing module
136: Connection means
140: base part
150: electrode terminal
Claims (12)
절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체;
상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된 애노드부;
상기 튜브 본체의 내부에 상기 애노드부와 대향하도록 배치된 캐소드부; 및
절연 소재로 마련되어 상면에 상기 캐소드부가 배치되고, 상기 튜브 본체의 타측단부를 밀폐하며, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 관통되는 베이스부를 포함하고,
상기 캐소드부는,
상기 튜브 본체 내에 배치되고, 상기 캐소드부와 상기 베이스부를 결합하는 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물을 포함하는 것인, 엑스레이 튜브.In the x-ray tube,
A tube body made of an insulating material and having a predetermined space therein;
An anode portion disposed at one end of the tube body and coupled with a target;
a cathode portion disposed inside the tube body to face the anode portion; and
It is made of an insulating material, the cathode part is disposed on the upper surface, the other end of the tube body is sealed, and it includes a base part through which at least one electrode terminal penetrates,
The cathode part,
An X-ray tube that is disposed within the tube body and includes at least one anti-arcing structure that couples the cathode portion and the base portion.
상기 캐소드부는,
상기 베이스부의 상부에 조립식으로 거치되는 것인, 엑스레이 튜브.According to paragraph 1,
The cathode part,
An X-ray tube that is prefabricated and mounted on the upper part of the base portion.
상기 캐소드부는,
절연소재로 마련되고, 상기 적어도 하나 이상의 전극 단자가 연결된 칩 고정 모듈;
상기 칩 고정 모듈의 상부에 배치되고, 상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물과 결합되는 포커싱 모듈을
더 포함하는 것인, 엑스레이 튜브.According to paragraph 1,
The cathode part,
a chip fixing module made of an insulating material and connected to the at least one electrode terminal;
A focusing module disposed on the chip fixing module and coupled to the at least one arcing prevention structure.
Further comprising: an x-ray tube.
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물의 높이는 상기 포커싱 모듈의 위치보다 높은 것인, 엑스레이 튜브.According to paragraph 3,
The height of the at least one anti-arcing structure is higher than the position of the focusing module.
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물은 상기 칩 고정 모듈 및 상기 포커싱 모듈을 관통하여 상기 캐소드부를 고정하는 것인, 엑스레이 튜브.According to paragraph 3,
The at least one anti-arcing structure penetrates the chip fixing module and the focusing module to fix the cathode portion.
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물의 일측단부는 상기 포커싱 모듈을 관통하여 상기 포커싱 모듈과 결합되고, 상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물의 타측단부는 상기 베이스부와 결합되는 것인, 엑스레이 튜브.According to clause 5,
One end of the at least one anti-arcing structure passes through the focusing module and is coupled to the focusing module, and the other end of the at least one anti-arcing structure is coupled with the base portion.
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물은 상기 튜브 본체 및 상기 캐소드부의 배치를 가이드하는 것인, 엑스레이 튜브.According to paragraph 1,
The at least one anti-arcing structure guides the placement of the tube body and the cathode portion.
상기 적어도 하나 이상의 전극 단자는 상기 캐소드부와 전기적으로 결합되는 것인, 엑스레이 튜브. According to paragraph 1,
The at least one electrode terminal is electrically coupled to the cathode portion.
아킹 방지 구조물의 형상으로 구현되어 튜브 본체 내에 배치되는 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물;
절연소재로 마련되고, 적어도 하나 이상의 전극 단자가 연결된 칩 고정 모듈; 및
상기 칩 고정 모듈의 상부에 배치되고, 상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물과 결합되는 포커싱 모듈을 포함하는 것인, 엑스레이 튜브용 캐소드부.In the cathode part for the X-ray tube,
At least one arcing prevention structure implemented in the shape of an arcing prevention structure and disposed within the tube body;
A chip fixing module made of an insulating material and connected to at least one electrode terminal; and
A cathode unit for an
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물은 상기 칩 고정 모듈, 및 상기 포커싱 모듈을 관통하여 상기 엑스레이 튜브용 캐소드부를 고정하는, 엑스레이 튜브용 캐소드부.According to clause 9,
The at least one arcing prevention structure penetrates the chip fixing module and the focusing module to fix the cathode portion for the X-ray tube.
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물의 일측단부은 상기 포커싱 모듈을 관통하여 상기 포커싱 모듈과 결합되고, 상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물의 타측단부은 상기 베이스부와 결합되는 것인, 엑스레이 튜브용 캐소드부.According to clause 10,
One end of the at least one anti-arcing structure passes through the focusing module and is coupled to the focusing module, and the other end of the at least one anti-arcing structure is coupled with the base portion.
상기 적어도 하나 이상의 아킹 방지 구조물의 높이는 상기 포커싱 모듈의 위치보다 높은 것인, 엑스레이 튜브용 캐소드부.According to clause 10,
A cathode unit for an X-ray tube, wherein the height of the at least one anti-arcing structure is higher than the position of the focusing module.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220078581A KR20240002247A (en) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | X-ray tube with arc resistant structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220078581A KR20240002247A (en) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | X-ray tube with arc resistant structure |
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|---|---|
| KR20240002247A true KR20240002247A (en) | 2024-01-05 |
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ID=89541287
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020220078581A Pending KR20240002247A (en) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | X-ray tube with arc resistant structure |
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-
2022
- 2022-06-28 KR KR1020220078581A patent/KR20240002247A/en active Pending
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