CH637244A5 - Bildverstaerkerroehre. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildverstärkerröhre mit einem gung 18 ist der Mantelteil 16 mit einem zweiten Tragring 20 Kolben, bestehend aus einem Mantel, einem Eintrittsfenster verbunden. Zwischen dem Tragring 20 und dem Austrittsfen-und einem Austrittsfenster, in welchen Kolben ein elektronen- ster 10 befindet sich ein durch isolierende Ringe 22 und 24 isooptisches System zur Darstellung aus einem Eingangsdetekti- 65 lierter Mantelteil 26. Die Tragringe bestehen beispielsweise onsschirm heraustretender Elektronen an einem Ausgangs- aus Fernico, Chromnickelstahl, Molybdän oder dergleichen schirm aufgenommen ist. Werkstoffen mit einer verhältnismässig grossen Steifheit. Der

Eine derartige Bildverstärkerröhre ist in Form einer Rönt- Eingangsschirm 2 ist beispielsweise mittels einer Schweiss-

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oder Lötverbindung mit dem Ring 14 verbunden und besteht beispielsweise aus Titanfolie mit einer für diese bevorzugte Ausführungsform geeigneten Dicke von etwa 0,25 bis 0,5 mm. Der Krümmungsradius der Eingangsfolie 2 beträgt dabei beispielsweise 0,5 bis 1,0 m. Im Tragring 14, dessen Querschnitt 5 für eine Röhre mit einem Eintrittsfenster von mindestens 36 cm beispielsweise 1,0 x 3,5 cm ist, befindet sich eine Dehnungsrille 28 zum Auffangen von Verformungen beim Schweissen oder Löten und Evakuieren der Röhre. Eine Rille 30 dient als Führungsrille beim Anschweissen der Eingangsfo- io lie und von Mantelteilen an dem Ring. Durch das Evakuieren der Röhre verformt sich der Ring 14 einigermassen, wodurch sich seine Aussenfläche 31 zur mechanischen Längsachse der Röhre hin einwärts neigt. Mit Hilfe von Befestigungen 32 ist die schirmtragende Folie 4, gegebenenfalls elektrisch isolie- 15 rend, am Ring 14 aufgehängt. Der Mantelteil 16 ist hinter der Verjüngung 18 mit dem zweiten Tragring 20 verbunden. Dieser zweite Tragring ist, hier abgesehen vom reduzierten Durchmesser, im wesentlichen entsprechend dem ersten ausgeführt. An einer Innenseite 33 dieses Ringes ist ein Mantelteil 26 befe-20 stigt, der an einem anderen Ende das Austrittsfenster 10 trägt. Der Tragring 20 dient als Träger für einen Teil des elektronenoptischen Systems der Röhre. Eine Elektrode 34 dieses Systems ist direkt, gegebenenfalls über eine elektrisch isolierende Buchse 42, mit dem Ring 20 verbunden. Der Ring 20 ist 25 vorzugsweise ebenfalls mit einer Dehnungsrille 28 und einer Führungsrille 30 versehen.

Ein elektronenoptisches System, von dem hier schematisch neben der Photokathode 7, vorzugsweise mit einem Zylinder 36, die Elektrode 34, ein Zwischenelektrode 38 und eine 30 Anode 40 angegeben sind, bildet aus der Photokathode heraustretende Elektronen auf dem Leuchtschirm 12 des Austrittsfensters 10 ab. Durch die Variation des Potentials, insbesondere der Elektrode 38, kann so eine in der US-PS 3303345 beschriebene Zoom-Wirkung verwirklicht werden, wobei ein 35 Eingangsbild hier von maximal ungefähr 36 cm oder darunter am Ausgangsschirm 12 scharf abgebildet wird. Durch geeignete Wahl der unterschiedlichen Potentiale, der Form und der Krümmung der Photokathode und des Ausgangsschirms 12 und der Form und des gegenseitigen Abstandes zwischen den 40 Elektroden kann dafür gesorgt werden, dass für mehrere Abmessungen eines Eingangsbildes, beispielsweise 18, 25 und 36 cm, stets eine optimal fokussierte Abbildung am vollständigen ausgenutzten Ausgangsschirm 12 erhalten wird. Durch den Aufbau des elektronenoptischen Systems ist ebenfalls 45 erreicht worden, dass die axiale Gesamtabmessung der Röhre einen Austausch eines damit ausgerüsteten bildformenden Systems in üblichen Röntgenuntersuchungsanordnungen gewährt. Hierdurch können mit verhältnismässig geringen Anpassungen auch 36-cm-Röhren nach der Erfindung in Systeme eingebaut werden, in denen jetzt eine 23-cm-Röhre benutzt wird. Die vakuumtragende Folie 2 ist in einer bevorzugten Ausführungsform mit Hilfe einer Punktschweissverbin-dung mit dem Tragring 14 verbunden. Durch Versuche wurde gefunden, dass eine derartige Schweissnaht gut vakuumdicht ist, auch wenn dabei beispielsweise Chromnickelstahl des Rings direkt mit dem Titan der Folie verbunden ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Tragring nahe dem Eintrittsfenster durch eine örtliche Verstärkung des Mantels der Röhre gebildet. Hierdurch braucht nur das Eintrittsfenster am Tragring befestigt zu werden und kann möglicherweise ein allmählicher Übergang zwischen dem Tragring und dem Mantel verwirklicht werden.

Der nahe dem Austrittsfenster liegende Tragring kann ebenfalls eine Einheit mit dem Mantel bilden, aber auch in eine Röhre mit einem erwähnten ersten Tragring kann es vorteilhaft sein, den zweiten Tragring dennoch als gesonderten Ring auszuführen und ihn dabei als Tragring und Referenz für unterschiedliche Elektroden des elektronenoptischen Systems zu verwenden. In Bildverstärkerröhren nach der Erfindung mit einem aus stellenweise verstärktem Mantelmaterial, beispielsweise Aluminium, gebildeten ersten Tragring, insbesondere geeignet für Röhren mit kleineren Eintrittsfenstern ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein für einfallende Strahlung konvexes Eintrittsfenster verwendet. Nach der Evakuierung erfährt der Tragring dabei eine auswärts gerichtete Druckkraft. Auf entsprechende Weise kann auch der zweite Tragring aus stellenweise verstärktem Mantelmaterial gebildet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Strahlungsdetektionsmaterial und die Photokathode direkt auf dem Eintrittsfenster der Röhre angebracht, wodurch unter vorteilhaften Umständen die Gesamtdicke des von der Bildstrahlung zu durchquerenden Materials reduziert werden kann. Sowohl die Röhre mit einem konvexen Eingangsschirm, sei es vorzugsweise bei einem geringen Durchmesser des Eingangsschirms, als auch für die Röhre mit einem zusätzlichen Tragschirm für das Detektionsmaterial kann der Detektionsschirm wenigstens nahezu flach ausgeführt sein. Als Fenstermaterial kann auch Kohlenstoffaserfolie oder pyrolytisches Graphit benutzt werden, welche Werkstoffe wegen ihrer verhältnismässig grossen Steifigkeit bekannt sind.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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   PATENTANSPRÜCHE genbildverstärkerröhre aus der DE-OS 25 13 894 bekannt. Die

   1. Bildverstärkerröhre mit einem Kolben aus einem Mantel in dieser Offenlegungsschrift beschriebene Röhre ist für (8), einem Eintrittsfenster (2) und einem Austrittsfenster (10), Beschädigungen anfällig, insbesondere auch bei Montagear-wobei in dem Kolben ein elektronenoptisches System (34, 36, beiten durch die dabei verwendeten Werkzeuge und beim 38,40) zur Abbildung aus einem Eingangsdetektionsschirm 5 Anstossen der Röhre an harte Gegenstände. Dadurch kann austretender Elektronen auf einem Ausgangsschirm enthalten unter ungünstigen Bedingungen die Röhre implodieren. Diese ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit mindestens Gefahr vergrössert sich mit dem Durchmesser des Eingangszwei verstärkten Tragringen (14, 20) ausgerüstet ist, von denen schirms der Röhre und damit mit dem Volumen der Röhre, einer (14) nahe dem Eintrittsfenster (2) liegt und damit vaku- Eine schwerere Ausführung des Eingangsschirms ergibt einen umdicht verbunden ist und der zweite (20) sich nahe dem Aus- io niedrigeren Wirkungsgrad der Quantendetektion und damit ei-trittsfenster (10) befindet. nen Empfindlichkeitsverlust und einen ungünstigeren Signal-
2. 2. Bildverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Rausch-Abstand. Eine schwerere Ausführung des Mantels der zeichnet, dass das Eintrittsfenster aus einer Folie besteht und Röhre ergibt schon bald eine sehr schwere und dadurch einen freien Durchmesser von 36 cm hat und aus einem Mate- unhandliche Röhre.

   rial mit einer solchen Dicke besteht, dass sich für die in der 15 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechani-medizinischen Röntgendiagnostik verwandte Röntgenstrah- sehe stabile Bildverstärkerröhre zu schaffen, die nicht zu lung eine Transparenz von mindestens 85% ergibt. schwer und nicht zu unempfindlich ist. Diese Aufgabe wird
3. 3. Bildverstärkerröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, ausgehend von einer Bildverstärkerröhre der eingangs genann-dadurch gekennzeichnet, dass das Eintrittsfenster aus einer ten Art dadurch gelöst, dass der Kolben mit mindestens zwei Metallfolie (2) mit einer konkaven Eingangsfläche besteht und 20 verstärkten Tragringen ausgerüstet ist, von denen einer nahe der Eingangsdetektionsschirm (4) auf einem in der Röhre dem Eintrittsfenster liegt und damit vakuumdicht verbunden angeordneten Metallträger (32) mit einer für die einfallende ist und der zweite sich nahe dem Austrittsfenster befindet. Es Strahlung konvexen Einfallsfläche angebracht ist. hat sich gezeigt, dass eine Röhre des vorliegenden Typs auch
4. 4. Bildverstärkerröhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn- bei der Verwendung eines verhältnismässig grossen Eingangszeichnet, dass wenigstens einer der Tragringe durch eine örtli- 25 schirms durch den Aufbau mit den Tragringen sehr gut che Verstärkung des Mantels der Röhre gebildet ist. Beschädigungen des Eingangsschirms als auch Stösse an den
5. 5. Bildverstärkerröhre nach einem der vorangehenden Eingangsschirm oder an den Mantel aushält. Die Gefahr der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der nahe Implosion der Röhre bei derartigen Beschädigungen ist also dem Eintrittsfenster liegende Tragring (14) aus Chromnickel- unter Beibehaltung einer hohen Röntgentransmission des Einstahl besteht und mittels einer Punktschweissverbindung mit 30 trittsfensters stark verringert.

   dem aus einer Titanfolie bestehenden Eintrittsfenster (2) ver- In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Eintritts bunden ist. fenster durch eine an der Aussenseite konkave Metallfolie
6. 6. Bildverstärkerröhre nach einem der vorangehenden gebildet, hinter der ein Eingangsdetektionsschirm montiert ist. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Austrittsfenster Der Rand der tellerförmigen Abdichtungsfolie ist dabei vor-(10) eine konkave Innenfläche besitzt. 35 zugsweise über den Tragring vakuumdicht mit dem Mantel der
7. 7. Bildverstärkerröhre nach einem der vorangehenden Röhre verbunden. Ein zweiter Tragring befindet sich vorzugs-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass darin mindestens weise in axialer Richtung der Röhre gesehen zwischen einer eine Elektrode (38) aufgenommen ist, mit deren Hilfe ein im ersten Verjüngung der Röhrenwand und dem Austrittsfenster. Durchmesser schwankendes Eingangsbild durch Ändern des Das Austrittsfenster besteht hier beispielsweise aus einer daran angelegten Potentials auf dem gesamten Ausgangs- 40 Faseroptikplatte mit einer an der Innenseite konkaven Ein-schirm scharf abbildbar ist. trittsfläche.
8. 8. Bildverstärkerröhre nach einem der vorangehenden Anhand der Zeichnung werden nachstehend einige bevor-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in Richtung der zugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Die optischen Achse der Röhre gemessen - der Abstand zwischen Zeichnung stellt äusserst schematisch im Schnitt eine Rönt-dem Eingangsdetektionsschirm (4) und dem Ausgangsschirm 45 genbildverstärkerröhre nach der Erfindung mit einem verhält-(10) kleiner als das l,5fache des wirksamen Durchmessers des nismässig grossen konkaven Eintrittsfenster dar. Eingangsdetektionsschirms ist. Eine Röntgenbildverstärkerröhre gemäss der Zeichnung
9. 9. Bildverstärkerröhre nach einem der Ansprüche 1 oder 2, hat ein Eintrittsfenster in Form einer abdichtenden Metallfolie dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsdetektionsschirm 2 und einen Eingangsdetektionsschirm 4 mit einem Eingangsdirekt auf dem Eintrittsfenster angebracht ist und das Ein- so leuchtschirm 6. Der Leuchtschirm 6 ist beispielsweise vom trittsfenster aus einem Werkstoff besteht, der eine grosse Stei- Typ gemäss der Beschreibung in der US-PS 3 825763 beispiels-figkeit und eine hohe Transparenz für Röntgenstrahlung auf- weise mit Csl :Na als Leuchtstoff. Vorzugsweise unter dem weist, wie Aluminium, Titan, Kohlenstoffaserglas oder pyroly- Zusatz einer Trennschicht ist an der Innenseite der Leucht-tischem Graphit. stoffschicht 6 eine Photokathode 7 angeordnet. Der Röhren-
10. 10. Bildverstärkerröhre nach einem der Ansprüche 1,2,4, 55 kolben umfasst neben dem Eintrittsfenster 2 einen Mantel 8 5,7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsde- und ein Austrittsfenster 10, das an der Innenseite mit einem tektionsschirm (4) eine wenigstens nahezu ebene Fläche bildet, für Elektronen empfindlichen Leuchtschirm 12 versehen und hier als ein faseroptisches Fenster mit einer konkaven Innen-

    fläche ausgeführt ist. Der Mantel 8 ist mit einem ersten Trag-

    60 ring 14 versehen, mit dem sowohl das Eintrittsfenster 2 als auch ein Mantelteil 16 verbunden sind. Mittels einer Verjün-