技术领域

本发明涉及分布式产生 X射线， 具体涉及一种产生分布式 X射线的设备和 方法。 背景技术

X射线源是指产生 X射线的设备， 通常由 X射线管、 电源与控制系统、 冷 却及屏蔽等辅助装置构成， 核心是 X射线管。 X射线管通常由阴极、 阳极、 玻 璃或陶瓷外壳构成。阴极为直热式螺旋钨丝， 工作时通过电流，加热到约为 2000K 的工作温度， 产生热发射的电子束流， 阴极被一个前端开槽的金属罩包围， 金属 罩使电子聚焦。 阳极为铜块端面镶嵌的钨靶， 工作时阳极和阴极之间加有数十万 伏高压， 阴极产生的电子在电场作用下加速运动飞向阳 极， 并撞击靶面， 产生 X 射线。

X射线在工业无损检测、安全检查、医学诊断� �治疗等领域具有广泛的应用。 特别是利用 X射线的高穿透能力， 制成的 X射线透视成像设备在人们日常生活 的方方面面发挥着重要作用。这类设备早期的 是胶片式的平面透视成像设备， 目 前的先进技术是数字化的、多视角的、高分辨 率的立体成像设备，如 C Computed Tomography) ， 可以获得高清晰度的三维立体图形或切片图像 ， 是非常先进的 高端应用。

在 CT设备中 （包括工业探伤 CT， 行李物品安检 CT， 医疗诊断 CT等） ， 通常是将 X射线源放置在受检对象的一侧， 另一侧放置接收射线的探测器。 X 射线穿过受检物品时， 其强度会随物品对象的厚度、密度等信息发生 改变， 探测 器接收到的 X射线强弱就包含了受检物品的一个视角方向� �结构信息。 如果再 将 X射线源和探测器围绕受检物品转换位置， 就可以获得不同视角方向的结构 信息。利用计算机系统和软件算法对这些信息 进行结构重建， 就可以获得受检物 品的立体图像。目前的 CT设备是将 X射线源和探测器固定在围绕受检对象的圆 形滑环上，工作中每运动一圈，就得到受检对 象一个厚度切面的图像，称为切片， 受检物品再沿厚度方向运动， 得到一系列切片， 这些切片和起来就是受检物品的 三维精细立体结构。 因此， 现有的 CT设备中， 为了获得不同的视角图像信息， 就要变换 X射线源的位置， 因此 X射线源和探测器需要在滑环上运动， 为了提 高检查速度， 通常运动速度非常高。 X射线源和探测器在滑环上的高速运动， 降 低了设备整体的可靠性和稳定性， 同时受运动速度的限制， CT的检查速度也受 到了限制。 虽然近年来最新一代的 CT采用圆周排列的探测器， 可以使探测器不 做运动， 但是 X射线源仍需滑环运动。 可以增加多排探测器， 使 X射线源运动 一周， 获得多个切片图像， 可以提高 CT检查速度， 但是没有从根本上解决滑环 运动带来的问题。 因此 CT设备中需要一种能不移动位置就能产生多个� ��角的 X 射线源。

为了提高检查速度， 通常 X射线源阴极产生的电子束大功率长时间连续� � 击阳极钨靶， 而靶点面积很小， 靶点的散热也成为了很大的问题。

为了解决现有 CT设备中滑环带来的可靠性、 稳定性问题， 检查速度问题及 阳极靶点耐热问题， 有些专利和文献提供了一些方法。 如旋转靶 X射线源， 可 以一定程度解决阳极靶过热的问题。但是结构 复杂，且产生 X射线的靶点相对 X 射线源整机， 仍然是一个确定的靶点位置。 如有的技术为实现固定不动 X射线 源的多个视角， 在一个圆周上紧密排列多个独立的传统 X射线源来取代 X射线 源的运动， 虽然实现了多视角， 但是成本高， 且不同视角的靶点间距大， 成像质 量 （立体分辨率） 很差。 如专利文献 1 (US4926452 ) 提供了一种产生分布式 X 射线的光源方法， 阳极靶具有很大的面积， 缓解了靶过热的问题， 且靶点位置沿 圆周变化， 可以产生多个视角。虽然该专利技术是对获得 加速的高能量电子束进 行扫描偏转， 存在控制难道大， 靶点位置不分立， 重复性差的问题， 但仍然是一 种能产生分布式光源的有效方法。

如专利文献 2 ( WO201 1/1 19629 )提供了一种产生分布式 X射线源的光源方 法， 阳极靶具有很大的面积， 缓解了靶过热的问题， 且靶点位置分散固定阵列式 排列， 可以产生多个视角。 采用碳纳米管作为冷阴极， 进行阵列排布， 利用阴极 栅极间的电压控制场发射， 从而控制每一个阴极按顺序发射电子， 在阳极靶上相 应顺序位置轰击靶点， 成为分布式 X射线源。 但是存在生产工艺复杂、 碳纳米 管的发射能力与寿命不高的不足之处。 发明内容 鉴于现有技术中的一个或多个问题， 提出了一种产生分布式 X射线的设备 和方法。

在本发明的一个方面， 提出了一种产生分布式 X射线的设备， 包括： 电子 枪， 产生电子束流； 扫描装置， 环绕电子束流设置， 产生扫描磁场， 以对所述电 子束流进行偏转； 限流装置， 具有规则设置的多个孔， 当所述电子束流在所述扫 描装置的控制下扫描所述限流装置时， 在所述限流装置的下方依次、阵列式地输 出符合扫描顺序的、 与开孔位置对应的脉冲式的电子束； 阳极靶， 设置在所述限 流装置的下游， 通过在阳极靶上施加电压， 使所述限流装置与所述阳极靶之间形 成均匀电场， 对所述阵列式的脉冲电子束进行加速； 加速后的电子束轰击所述阳 极靶， 产生 X射线。

在本发明的另一方面， 提出了一种产生分布式 X射线的方法， 包括步骤： 控制电子枪产生电子束流； 控制扫描装置产生扫描磁场， 以对所述电子束流进行 偏转；在所述扫描装置的控制下用所述电子束 流扫描限流装置上规则设置的多个 孔， 顺序输出阵列式分布的脉冲式电子束； 产生电场以对所述阵列式分布的脉冲 式电子束进行加速； 加速后的电子束轰击阳极靶， 产生 X射线。

根据本发明实施例的上述方案， 采用电磁扫描的方式变换束流和焦点位置， 速度快， 效率高， 并且采用在高能量加速前进行限流的设计， 既获得了阵列式分 布的束流， 又节省了电能， 还有效防止限流装置发热。

此外， 根据本发明一些实施例的方案， 采用热阴极源， 相对于其它设计具有 发射电流大、 寿命长的优点。

此外， 采用直接对低初始运动能量的电子束流进行扫 描的方式， 具有易于控 制的优点， 而且能够实现更高的扫描速度。

此外， 采用长条型大阳极的设计， 有效缓解了阳极过热的问题， 有利于提高 光源的功率。

此外， 相对其它分布式 X射线光源设备， 上述实施例的方案电流大， 靶点 小， 靶点位置分布均匀且重复性好， 输出功率高， 工艺简单， 成本低。

此外， 将本发明实施例的产生分布式 X射线的设备应用于 CT设备， 无需移 动光源就能产生多个视角， 因此可以省略滑环运动， 有利于简化结构， 提高系统 稳定性、 可靠性， 提高检查效率。 附图说明

下面的附图表明了本发明的实施方式。这些附 图和实施方式以非限制性、非 穷举性的方式提供了本发明的一些实施例， 其中：

图 1是根据本发明实施例的一种产生分布式 X射线的设备的示意图； 图 2 是描述在根据本发明实施例的设备中电子束流 受到磁场的作用运动方 向产生偏转的示意图；

图 3 是描述在根据本发明实施例的设备中用来扫描 限流装置的锯齿形扫描 电流波形的示意图；

图 4是根据本发明实施例的限流装置的平面结构� �意；

图 5是如图 4所示的根据本发明实施例的限流装置的剖面� �构示意； 图 6 是根据本发明的实施例当电子束流经过限流装 置时的空间分布与强度 变化；

图 7是描述一个周期内扫描电流、 电子束流、 X射线焦点相对限流装置和阳 极的位置关系的示意图； 以及

图 8是根据本发明另一实施例的产生分布式 X光源装置的剖面及局部示意 图。 具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例， 应当注意， 这里描述的实施例只用于 举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述 中，为了提供对本发明的透彻理解， 阐述了大量特定细节。然而， 对于本领域普通技术人员显而易见的是： 不必采用 这些特定细节来实行本发明。在其他实例中， 为了避免混淆本发明， 未具体描述 公知的结构、 电路、 材料或方法。

在整个说明书中， 对"一个实施例"、 "实施例"、 "一个示例"或"示例"的提及 意味着： 结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或 特性被包含在本发明至少 一个实施例中。 因此， 在整个说明书的各个地方出现的短语"在一个� �施例中"、 "在实施例中"、 "一个示例"或"示例"不一定都指同一实施例或� �例。 此外， 可以 以任何适当的组合和 /或子组合将特定的特征、 结构或特性组合在一个或多个实 施例或示例中。 此外， 本领域普通技术人员应当理解， 这里使用的术语"和 /或" 包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有 组合。 针对现有技术中存在的一个或多个技术问题， 本发明的实施例提供了一种产 生分布式 X射线的设备和方法。 例如， 在真空中利用电子枪的热阴极产生具有 一定初始运动能量、运动速度的电子束。然后 ， 对初始的低能电子束进行周期性 的扫描， 让其往复偏转。 在电子束前进路径上， 按往复偏转方向设置限流装置， 通过限流装置上的阵列式开孔， 只让到达某些特定位置的部分电子束通过， 形成 顺序的、阵列分布的电子束流。接下来，利用 高压电场对这些电子束流再次加速， 让其获得高能量并轰击阳极靶，从而在阳极靶 上顺序产生相应的阵列式分布的焦 点和 X射线。 根据本发明的实施例， 采用电磁扫描的方式变换束流和焦点位置， 速度快， 效率高， 并且采用在高能量加速前进行限流的设计， 既获得了阵列式分 布的束流， 又节省了电能， 还有效防止限流装置发热。

例如， 根据一个实施例的产生分布式 X射线的设备包括电子枪、 扫描装置、 真空盒、 限流装置、 阳极靶、 电源及控制系统等。 电子枪与真空盒顶部连接在一 起。 电子枪产生具有初始运动能量、运动速度的电 子束流进入真空盒。 安装在真 空盒顶部外侧的扫描装置产生周期性的磁场， 使电子束流产生周期性的偏转。 电 子束流前向运动一定距离后， 到达设置在真空盒中部的限流装置。 限流装置上的 阵列式开孔只让处于恰当位置的部分电子束通 过， 在限流装置下方形成顺序的、 阵列分布的电子束流。设置在真空盒底部的阳 极靶具有很高的电压， 在限流装置 与阳极靶间形成加速电场。通过限流装置的顺 序的、阵列分布电子束流受到该电 场加速， 获得高能量， 并轰击阳极靶， 在阳极靶上顺序产生相应的阵列式分布的

X射线焦点和 X射线。 电源及控制系统对电子枪、 扫描装置、 阳极靶等提供相 应的工作电流和高压，控制系统对整个设备的 正常工作提供人机操作界面和逻辑 管理、 流程控制。

图 1是根据本发明实施例的一种产生分布式 X射线的设备的示意图。如图 1 所示，根据本发明实施例的产生分布式 X射线的设备包括电子枪 1、扫描装置 2、 真空盒 3、 限流装置 4、 阳极靶 5、 以及电源与控制系统 6。 电子枪 1与真空盒 3 的上端连接。扫描装置 2安装在真空盒 3的上端外侧， 真空盒 3内的中部安装有 限流装置 4。 例如限流装置具有规则的多个开孔。 阳极靶 5例如为长条状， 安装 在真空盒 3内的下端， 阳极靶 5与限流装置 4平行， 且具有基本相同的长度。在 其他实施例中， 长条状阳极靶 5的长度可以与板状的限流装置 4的长度不同， 例 如大于和 /或宽于限流装置， 形状上， 长条状阳极靶 5也可以是与限流装置 4相 对的面为长条状平面， 而背面可以是设计有其它形状设计的非平面结 构， 如散热 片式结构或加强筋式结构， 从而提供更好的强度、 更大的热容量、 更为优良的散 热性能等。

根据本发明的实施例， 电子枪 1用来产生具有初始运动速度和能量的电子 束流 10。 电子枪的结构例如包括： 阴极， 用于发射电子； 聚焦极， 用于限制电 子束流， 形成小尺寸束流斑点和较好的前向运动一致性 ； 阳极， 用于电子的加速 和引出。根据本发明的实施例， 电子枪 1具体为热阴极电子枪， 它具有较大的电 子束流发射能力， 且使用寿命长。 热阴极电子枪的阴极通常由灯丝加热到

1000-2000 °C , 阴极发射电流密度可达到几 A/cm ² ， 通常阳极接地， 阴极处于负 高压， 阴极高压通常为负几 kV到负十几 kV。

根据本发明的实施例， 扫描装置 2可以包括无铁芯的扫描线包或者带铁芯 的扫描磁铁， 主要作用是在扫描电流的驱动下产生扫描磁场 ， 从而使经过其中心 的电子束流 10的前进方向产生偏转。图 2表示了电子束流 10受到磁场的作用前 进方向产生偏转的效果示意图。 磁场 B的强度越大， 则电子束流 10前进时产生 的偏转角 Θ越大， 电子束流 10运动到限流装置 4时， 在限流装置 4上相对于中 心的偏移量 L也就越大， L与 B存在着对应关系： L=L (B ) ， 也就是说通过控 制 B的大小就可以控制电子束流在限流装置 4上的偏移量 L。 而磁场 B的大小 由扫描电流 Is的大小决定， 即 B=B (Is) ， 通常为正比关系， 从而通过控制扫描 电流 Is的大小就可以控制电子束流 10在限流装置 4上的偏移量 L。

根据本发明的实施例， 电子束的扫描通常采用锯齿形扫描电流， 理想的扫 描电流是从负到正线性平稳变化， 到正最大时立刻变为负最大， 然后再重复周期 性变化， 产生的磁场波形也与电流波形相似。 图 3表示了一种锯齿形扫描电流的 波形。

根据本发明的实施例， 真空盒 3是四周密封的空腔壳体， 内部为高真空， 壳体主要是绝缘材料， 如玻璃或陶瓷等。真空盒 3的上端开有供电子束流输入的 接口， 中部安装有限流装置 4， 下端安装有阳极靶 5。 上端与中部之间的空腔足 够电子束被扫描后的偏转运动，不会对偏转所 形成的三角形区域内的电子束流产 生任何阻挡。 中部与下端之间的空腔足够电子束流平行运动 ， 不会对限流装置 4 与阳极靶 5之间的矩形区域内的电子束流 10产生任何阻挡。 真空盒 3内的高真 空通过在高温排气炉内烘烤排气获得， 真空度通常优于 10_ ⁵ Pa。 根据本发明的实施例， 真空盒 3 的壳体也可以是金属材料， 如不锈钢等。 真空盒 3的壳体为金属材料时，与内部的限流装置 4及阳极靶 5保持一定的距离， 从而使真空盒 3、 限流装置 4、 阳极靶 5三者之间保持电气绝缘， 同时不会影响 限流装置 4与阳极靶 5之间的电场分布。

根据本发明的实施例， 限流装置 4是中间具有阵列开孔的长条形金属平板。 图 4表示了一种限流装置 4的平面结构示意图。限流装置 4上有一系列阵列排布 的开孔 4-a， 4-b， 4-c, 。 。 。 。 ， 开孔的数目不少于两个。 开孔是为了让部分 电子束流通过，推荐每个开孔的形状为长方形 ，形状大小一致，排列为一条直线。 每个开孔宽度 D尺寸范围为 0.3mm-3mm，推荐为 0.5mm-lmm， 以便通过的电子 束流具有较小的束斑， 同时也具有一定的束流强度。 每个开孔长度 H尺寸范围 ¾ 2mm- 10mm, 推荐为 4mm， 可以在不影响 X射线靶点的情况下增加通过开孔 的电子束流的强度。 每个开孔之间的距离 W要求不小于 2R， R为电子束流 10 投影到限流装置 4上的束斑半径， 从而使得工作过程中， 电子束流 10投影到限 流装置 4上的束斑随磁场 B的大小左右移动， 但是电子束斑只能覆盖其中一个 开孔， 某个确定时刻电子束流都只能通过限流装置上 的一个开孔， 也即通过限流 装置 4开孔进入到限流装置 4与阳极靶 5间高压电场进行加速运动的电子束流都 集中在一个开孔位置， 最终轰击阳极靶 5形成一个 X射线靶点。 随着时间的变 化， 电子束斑在限流装置 4上进行移动， 电子束斑覆盖的开孔位置也会移动到下 一个， 电子束流就会通过下一个开孔， 并相应地在阳极靶 5上形成下一个 X射 线靶点。

图 5表示了一种限流装置的侧切面结构示意图。 限流装置 4的平板具有一 定的厚度， 每个开孔在电子束流偏转方向上的切面的延长 线相交于磁场 B 的中 心， 便于每个开孔都让相同数量的电子束流通过。

图 6表示了电子束流经过限流装置 4时的变化。 电子枪 1连续产生圆斑状 的电子束流进入真空盒， 受到扫描装置 4的作用， 电子束流的行进方向发生周期 性的偏转， 在一个周期内， 电子束流在限流装置 4上束斑叠加， 形成图 6上部分 所示的电子束流强度在限流装置 4上方从左至右的均匀分布，由于限流装置 4上 有阵列式分布的开孔，所以在限流装置 4下方形成图 6下部分所示的周期柱状分 布， 每一个电子束从左至右依次产生， 具有与限流板开孔相同的阵列式分布。 每 一个时刻只有一个， 一个周期内， 从左到右每个位置依次产生一个。 优选的， 限流装置 4与电子枪 1的阳极具有相同的电压， 以便电子枪 1产 生的电子束流 10向限流装置 4运动时， 除了受扫描磁场的影响发生偏转外， 不 会受其它因素的影响而改变路径。根据其他的 实施例， 限流装置 4与电子枪 1的 阳极之间也可以具有不同的电压， 这可以根据不同的应用场合和需求而定。

根据本发明的实施例， 阳极靶 5为长条形金属， 安装在真空盒 3的下端， 在长度方向上与限流装置 4平行， 在宽度方向上与限流装置 4形成一个小夹角。 阳极靶 5在长度方向上与限流装置 4完全平行（如图 1所示） 。 阳极靶 5上加有 正的高压电压， 从而在阳极靶 5和限流装置 4之间形成平行的高压电场， 穿过限 流装置 4的电子束流受到高压电场的加速， 沿着电场方向运动， 最终轰击阳极靶 5， 产生 X射线 1 1。

图 7是描述一个周期内扫描电流、 电子束流、 X射线焦点相对限流装置和 阳极的位置关系的示意图。如图 7所示， 因为能穿过限流装置 4的电子束流是阵 列式依次分布的， 所以电子束流 10轰击阳极靶 5， 产生的 X射线及 X射线焦点 也是在阳极靶上阵列式分布的， 。 在一个周期内， 扫描电流 Is (B ) 从负向最大 向正向最大成线性缓慢变化， 产生与扫描电流 Is (B ) 相似的变化磁场 B， 不同 的扫描电流 Is (B ) 使电子束流投射到限流板的不同位置。 大部分时刻， 电子束 流 10被限流装置 4阻挡， 但是某些时刻电子束流能恰好通过限流装置 4上的开 孔。 如在 tn时刻， 扫描电流大小为 In, 使得电子束流 10投射在限流装置的 4-n 开孔位置， 透过去的电子束流成为 ， 透过去的电子束流受到限流装置 4与阳 极靶 5 间平行高压电场加速， 获得高能量， 并最终轰击在阳极靶 5上与限流孔 4-n对应的位置 5-n， 产生 X射线， 位置 5-n成为 X射线的焦点。 因为限流装置 上的开孔是阵列式分布的， 因此阳极靶 5上产生的 X射线也具有阵列式分布的 焦点。

图 8表示了一种分布式 X射线光源设备的侧切面结构。 根据本发明的其他 实施例， 阳极靶 5在窄边方向上与限流装置 4成一个小夹角， 如图 8所示。 阳极 靶 5上的高压通常为几十 kV-几百 kV， 阳极靶产生的 X射线在与入射电子束成 90度角的方向上强度最大， 为射线可利用方向。 阳极靶 5倾斜一个小角， 通常 几度至十几度， 一方面有利于有用 X射线的出射， 另一方面， 较宽的电子束流， 投射到阳极靶上， 但是从 X射线出射方向看， 产生的射线焦点却较小， 相当于 缩小了焦点尺寸。根据本发明的实施例，阳极 靶 5推荐采用耐高温的金属钨材料。 根据本发明的其他实施例， 阳极靶 5也可以采用其他材料， 例如钼等。

根据本发明的实施例， 电源与控制系统 6对分布式 X光源设备的各关键部 件提供必要的电源和工作控制。如图 1所示， 电源与控制系统 6包括电子枪电源

61、 聚焦电源 62、 扫描电源 63、 真空电源 64和阳极电源 65。

例如， 电子枪电源 61给电子枪 1提供灯丝电流和负高压。 扫描电源 63给 扫描装置提供扫描电流，使得电子枪 1产生的电子束流按照图 3所示的扫描波形 对限流装置 4进行扫描。

聚焦电源 62向聚焦装置 7提供电源，使得电子枪 1产生的电子束流在进入 真空盒时具有更好的品质特性， 如束斑更小、 电流密度更大、 前向运动一致性更 高等。

真空电源 64与真空装置 8连接， 控制真空装置 8并向其供电。 真空装置 8 安装在真空盒上， 在真空电源的作用下工作， 用于维持真空盒内的高真空。 阳极 电源 65给阳极靶 5提供正高压并且对阳极高压工作进行逻辑控� �。

根据本发明的实施例， 分布式 X光源设备还可以包括聚焦装置 7。 聚焦装 置 7由束流管道和管道外的聚焦线包组成， 束流管道安装在电子枪 1与真空盒 3 之间。 聚焦装置 7在聚焦电源 63的作用下工作， 可以使电子枪 1产生的电子束 流在进入真空盒时具有更好的品质特性， 如束斑更小、 电流密度更大、 前向运动 一致性更高等。

根据本发明的实施例， 分布式 X光源设备还可以包括真空装置 8。 真空装 置 8安装在真空盒上， 在真空电源 64的作用下工作， 用于维持真空盒内的高真 空。通常分布式 X光源设备在工作时， 电子束轰击限流装置 4和阳极靶 5， 限流 装置 4和阳极靶 5会发热并释放少量气体，使用真空装置 8可以将这部分气体快 速抽出， 维持真空盒内部的高真空度。 真空装置 8优选使用真空离子泵。

根据本发明的实施例， 分布式 X光源设备还可以包括可插拔高压连接装置 9。 可插拔高压连接装置 9安装在真空盒的下端， 内部与阳极靶 5相连接， 外部 伸出真空盒， 与真空盒一起形成密封结构。可插拔高压连接 装置 9用于将高压电 源快速连接到阳极靶 5。

根据本发明的实施例， 分布式 X光源设备还可以包括屏蔽与准直装置 12， 如图 8所示。 屏蔽与准直装置 12安装在真空盒的外侧， 用于屏蔽不需要的 X射 线， 在可利用的 X射线出口位置开有与阳极相对应的长条形开� �， 在开口处， 沿 X射线出射方向有一定的长度和宽度设计， 以便将 X射线限制在所需要应用 的范围内， 屏蔽与准直装置 12推荐使用铅材料。 根据本发明的实施例， 分布式

X光源设备的电源与控制系统 6还相应的包括聚焦装置的电源和真空装置的� �源 等。 如图 1和图 8所示， 一种分布式 X射线光源设备包括： 电子枪 1、 扫描装 置 2、 真空盒 3、 限流装置 4、 阳极靶 5、 聚焦装置 7、 真空装置 8、 可插拔高压 连接装置 9、 屏蔽与准直装置 12、 以及电源与控制系统 6。

根据一些实施例， 电子枪 1采用热阴极电子枪。电子枪 1出口与聚焦装置 7 的真空管道一端连接。真空管道另一端与真空 盒 3的上端连接， 真空管道的外侧 安装有聚焦线包。 真空盒 3上端外侧安装有扫描装置 2， 真空盒 3内的中部安装 有限流装置 4， 真空盒 3的中部侧面安装有真空装置 8， 长条状的阳极靶 5以及 与阳极靶 5相连的可插拔高压连接装置 9安装在真空盒 3内的下端，阳极靶 5与 限流装置 4平行， 且具有基本相同的长度。 电源与控制系统 6包括电子枪电源

61、 聚焦电源 62、 扫描电源 63、 真空电源 64、 阳极电源 65、 等多个模块， 通过 电力电缆和控制电缆与系统的电子枪 1、 聚焦装置 7、 扫描装置 2、 真空装置 8、 阳极靶 5等部件相连。

在工作过程中， 在电源与控制系统 6的作用下， 电子枪电源 61， 聚焦电源

62、 扫描电源 63、 真空电源 64、 阳极高压电源 65等按照设定的程序， 分别开始 工作。 电子枪电源 61给电子枪灯丝供电， 电子枪 1的灯丝将阴极加热到非常高 的温度，产生大量热发生电子。同时，电子枪 电源 61给电子枪阴极提供一个 10kV 的负高压， 使得电子枪阴极和电子枪阳极之间形成一个小 高压加速电场， 热发射 电子受到电场的作用， 向电子枪阳极加速运动， 形成电子束流 10。

电子束流向电子枪阳极运动时受到电子枪聚焦 极的作用， 聚拢形成小束斑 束流， 并从电子枪阳极中心孔穿过， 成为具备初始运动能量 （10kV) 和运动速 度的电子束流。 电子束流向前进入真空管道， 受到聚焦装置 7的作用， 束斑直径 进一步缩小， 成为小斑点高密度电子束流。 电子束流再向前进入真空盒 3， 在真 空盒顶部受到扫描装置 2的作用， 运动方向产生周期性偏转。偏转的电子束流向 前运动到限流装置 4处， 大部分受到限流装置 4的阻挡， 被限流装置 4吸收， 当 偏转位置合适时， 部分电子束流恰好可以通过限流装置 4上的开孔， 进入到限流 装置 4与阳极靶 5之间的高压电场中， 受到高压电场的作用， 沿电场方向运动， 即从出限流装置 4开始向阳极垂直运动， 最后获得高能量， 如 160kV， 并轰击在 阳极靶 5上， 产生 X射线 1 1。

由于在一个扫描周期中， 电子束流依次通过阵列排布的限流装置 4开孔， 因此依次有电子束流在阳极靶的对应位置轰击 阳极靶， 依次产生阵列排布的 X 射线和 X射线靶点， 从而实现了分布式 X射线光源。 阳极靶受到电子束流轰击 时释放的气体被真空装置 8实时抽走， 真空盒内维持高真空， 有利于长时间稳定 运行。

屏蔽和准直装置 12屏蔽无用方向上的 X射线， 让可用方向上的 X射线通 过， 并且将 X射线限定在预定的范围内。

电源与控制系统 6除了控制各电源按设定程序驱动各个部件协� �工作， 同 时可以通过通讯接口和人机界面接收外部命令 ，对系统的关键参数进行修改和设 定， 更新程序和进行自动控制调整。

根据本发明的实施例， 在一个光源设备中产生按某种顺利周期变换焦 点位 置的 X射线。 此外， 采用热阴极源， 相对于其它设计具有发射电流大、 寿命长 的优点。此外， 采用直接对低初始运动能量的电子束流进行扫 描的方式， 具有易 于控制的优点， 而且能够实现更高的扫描速度。此外， 采用电磁扫描的方式变换 束流和焦点位置，速度快，效率高。此外，采 用在高能量加速前进行限流的设计， 既获得了阵列式分布的束流， 又节省了电能， 还有效防止限流装置发热。 此外， 采用长条型大阳极的设计，有效缓解了阳极过 热的问题，有利于提高光源的功率。 此外， 相对其它分布式 X射线光源设备， 本发明实施例的设备电流大， 靶点小， 靶点位置分布均匀且重复性好， 输出功率高， 工艺简单， 成本低。 将本发明实施 例的分布式 X射线光源应用于 CT设备， 无需移动光源就能产生多个视角， 因此 可以省略滑环运动， 有利于简化结构， 提高系统稳定性、 可靠性， 提高检查效率 以上的详细描述通过使用方框图、 流程图和 /或示例， 已经阐述了产生分布 式 X射线的设备和方法的众多实施例。 在这种方框图、 流程图和 /或示例包含一 个或多个功能和 /或操作的情况下， 本领域技术人员应理解， 这种方框图、 流程 图或示例中的每一功能和 /或操作可以通过各种硬件、 软件、 固件或实质上它们 的任意组合来单独和 /或共同实现。 在一个实施例中， 本发明的实施例所述主题 的若干部分， 例如控制过程， 可以通过专用集成电路 （ASIC)、 现场可编程门阵 列 （FPGA)、 数字信号处理器 （DSP)、 或其他集成格式来实现。 然而， 本领域 技术人员应认识到，这里所公开的实施例的一 些方面在整体上或部分地可以等同 地实现在集成电路中，实现为在一台或多台计 算机上运行的一个或多个计算机程 序 （例如， 实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个 或多个程序）， 实现为 在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序 （例如， 实现为在一个或多个微处 理器上运行的一个或多个程序）， 实现为固件， 或者实质上实现为上述方式的任 意组合， 并且本领域技术人员根据本公开， 将具备设计电路和 /或写入软件和 /或 固件代码的能力。此外， 本领域技术人员将认识到， 本公开所述的控制过程能够 作为多种形式的程序产品进行分发，并且无论 实际用来执行分发的信号承载介质 的具体类型如何， 本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号 承载介质的示例 包括但不限于： 可记录型介质， 如软盘、 硬盘驱动器、 紧致盘 （CD)、 数字通用 盘（DVD)、 数字磁带、 计算机存储器等； 以及传输型介质， 如数字和 /或模拟通 信介质 （例如， 光纤光缆、 波导、 有线通信链路、 无线通信链路等）。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明， 但应当理解， 所用的术语是说明 和示例性、而非限制性的术语。 由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离 发 明的精神或实质， 所以应当理解， 上述实施例不限于任何前述的细节， 而应在随 附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释 ，因此落入权利要求或其等效范围 内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵 盖。