一种X射线源绝缘散热装置及其制作方法与流程

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一种x射线源绝缘散热装置及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及x射线源制造技术领域，具体为一种x射线源绝缘散热装置及其制作方法。

背景技术：

2.x射线源的工作原理是正负高压分别驱动x射线管的阳极和阴极，其中一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极，这两级均被密封在高真空的玻璃或陶瓷外壳内，在电子流轰击过程中产生x射线，x射线是一种波长极短，能量很大的电磁波，它的波长比可见光的波长更短(约在0.001～10纳米)，光子能量比可见光的光子能量大几万至几十万倍；
3.光子能量产生的同时会有很高的热量，因此在x射线源制造工业中，散热是非常关键的指标，关系到x射线管和射线源的可靠性和寿命，并且，在x射线源里，绝缘也是非常关键的，运用绝缘材料可以避免高压打火现象，x射线源工作寿命会有极大的延长，因此，急需设计一种x射线源绝缘散热装置及其制作方法，提升整个射线源的导热效率，并能延长其寿命，增强其可靠性。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种x射线源绝缘散热装置及其制作方法，以解决上述背景技术中提出在x射线源里，绝缘也是非常关键的，运用绝缘材料可以避免高压打火现象，x射线源工作寿命会有极大的延长，因此，急需设计一种x射线源绝缘散热装置及其制作方法，提升整个射线源的导热效率，并能延长其寿命，增强其可靠性的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种x射线源绝缘散热装置，包括外壳，所述外壳内部的左侧固定安装有x射线真空管阳极柄，所述x射线真空管阳极柄的右侧设置有阳极散热器，所述阳极散热器的右侧设置有散热件，所述散热件的右侧设置有筒壁，所述筒壁的右侧固定安装有风扇。
6.优选的，所述散热件采用采用导热系数》10w/mk绝缘材料，该材料包括但不限于氮化铝、氧化铍、氧化铝、正硅酸镁、碳化硅、六方氮化硼。
7.优选的，所述x射线真空管阳极柄与阳极散热器紧密贴合。
8.优选的，所述阳极散热器与散热件之间有导热垫，导热垫为有屏蔽作用的，对射线有衰减作用，且导热率》25w/(m*k)的金属材料，包括但不限于钨、钼、铅、铁、铝。
9.优选的，所述散热件与筒壁之间通过导热胶粘接连接，散热件3与筒壁4也可直接接触。
10.优选的，所述风扇通过螺钉与筒壁固定连接，同时视温度要求，风扇可以不用。
11.本发明还提供一种x射线源绝缘散热装置制作方法，其制作步骤如下：
12.步骤一：将阳极散热器紧密贴合在x射线真空管阳极柄的右侧，然后将阳极散热器与散热件之间加上导热垫，并通过均匀涂抹导热胶进行粘接，也可不采用导热胶，并保证阳
极散热器与散热件的结合面平整；
13.步骤二：散热件选取高导热绝缘材料，然后将散热件通过超声波清洗设备清洗，去除散热件上加工的残留加工液以及内部微小杂质及气体杂质等等，清洗后进行烘干处理，以便清除散热件内外部残留的水汽；
14.步骤三：将将散热件与筒壁之间的粘接面均匀涂抹导热胶，也可不采用导热胶，使散热件与筒壁之间粘接，并保证散热件与筒壁的结合面平整；
15.步骤四：将风扇通过螺钉固定安装在筒壁的排风口处，使得筒壁接收到的热量通过风扇吹送到空气中，达到热平衡。
16.优选的，所述步骤一阳极散热器与散热件在粘接之前，先将阳极散热器与散热件之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘。
17.优选的，所述步骤三散热件与筒壁之间粘接之前，先将散热件与筒壁之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.1、该x射线源绝缘散热装置及其制作方法，散热件采用高导热绝缘材料，包括但不限于氮化铝、氧化铍、氧化铝、正硅酸镁、碳化硅、六方氮化硼，高导热绝缘材料的散热件具有一定的绝缘性，可以避免金属介质的打火，它的高热导率能将真空管的热量有效导出，极大地增强了x射线管和x射线源的可靠性和寿命，在满足高压性能的前提下，极大地增强了系统的稳定性，更有效地提升了x射线源的性能，进而延长了x射线源的使用寿命，同时，也为x射线源朝更优的高压性能方向的发展立下了坚实基础；
20.2、该x射线源绝缘散热装置及其制作方法，有效地提升了x射线源的关键部件x射线管的使用寿命，同时，也为x射线源朝更大的功率方向的发展打下了坚实的基础。并且，可以在内部增加其他散热方式，如对流，能更加有效地增强该方式的散热能力。
附图说明
21.图1为本发明结构示意图。
22.图中：1、x射线真空管阳极柄；2、阳极散热器；3、散热件；4、筒壁；5、风扇；6、外壳；7、导热垫。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种x射线源绝缘散热装置，包括x射线真空管阳极柄1、阳极散热器2、散热件3、筒壁4、风扇5和外壳6，外壳6内部的左侧固定安装有x射线真空管阳极柄1，外壳6的形状不限于圆筒形、方形，x射线真空管阳极柄1的右侧设置有阳极散热器2，阳极散热器2的右侧设置有的右侧设置有导热垫7，导热垫7材质包括但不限于钨片、钼片、铅片、铁片、铝片，该材质对射线有衰减作用的材质，同时还有屏蔽作用，根据需要也可以没有，导热垫7的右侧设置有散热件3，散热件3为有一定热导率的绝缘材料，包
括但不限于氮化铝、氧化铍、氧化铝、正硅酸镁、碳化硅、六方氮化硼等(导热系数》10w/mk)的物质，散热件3的右侧设置有筒壁4，筒壁4的右侧固定安装有风扇5。
25.进一步的，散热件3采用采用导热系数》10w/mk绝缘材料，包括但不限于氮化铝、氧化铍、氧化铝、正硅酸镁、碳化硅、六方氮化硼，高导热绝缘材料的散热件3具有一定的绝缘性，可以避免金属介质的打火，它的高热导率能将真空管的热量有效导出，极大地增强了x射线管和x射线源的可靠性和寿命，氮化铝的介电常数约8.5～11.0(1mhz)，氧化铝的介电常数为8.0～11.0(1mhz)，在满足高压性能的前提下，极大地增强了系统的稳定性，更有效地提升了x射线源的性能，进而延长了x射线源的使用寿命，同时，也为x射线源朝更优的高压性能方向的发展立下了坚实基础，其中氮化铝的热导率高约160～200w/m
·
k，氧化铝的热导率为25～30w/m
·
k，有效地提升了x射线源的关键部件x射线管的使用寿命，同时，也为x射线源朝更大的功率方向的发展打下了坚实的基础。
26.进一步的，x射线真空管阳极柄1与阳极散热器2紧密贴合。
27.进一步的，阳极散热器2与散热件3之间通过导热胶粘接连接，导热垫7为有屏蔽作用的，对射线有衰减作用，且导热率》25w/(m*k)的金属材料，包括但不限于钨、钼、铅、铁、铝，导热胶导热效果好，便于传热。
28.进一步的，散热件3与筒壁4之间有导热垫7，散热件3与筒壁4也可直接接触，便于传热。
29.进一步的，风扇5通过螺钉与筒壁4固定连接，同时视温度要求，风扇可以不用，通过风扇5将接收到的热量吹散到空气中。
30.一种x射线源绝缘散热装置制作方法，其制作步骤如下：
31.步骤一：将阳极散热器2紧密贴合在x射线真空管阳极柄1的右侧，然后将阳极散热器2与散热件3之间加上导热垫7，也可不采用导热胶，并通过均匀涂抹导热胶进行粘接，并保证阳极散热器2与散热件3的结合面平整；
32.步骤二：散热件3选取氮化铝和氧化铝中的一种，氮化铝和氧化铝均为高导热绝缘材料，然后将散热件3通过超声波清洗设备清洗，去除散热件3上加工的残留加工液以及内部微小杂质及气体杂质等等，清洗后进行烘干处理，以便清除散热件3内外部残留的水汽；
33.步骤三：将将散热件3与筒壁4之间的粘接面均匀涂抹导热胶，也可不采用导热胶，使散热件3与筒壁4之间粘接，并保证散热件3与筒壁4的结合面平整；
34.步骤四：将风扇5通过螺钉固定安装在筒壁4的排风口处，使得筒壁4接收到的热量通过风扇5吹送到空气中，达到热平衡。
35.进一步的，步骤一阳极散热器2与散热件3在粘接之前，先将阳极散热器2与散热件3之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘，保证了结合面的平整，能够最大程度的进行导热。
36.进一步的，步骤三散热件3与筒壁4之间粘接之前，先将散热件3与筒壁4之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘，保证了结合面的平整，能够最大程度的进行导热。
37.性能测试
38.上述实施例在进行散热测试过程中，发现在同等实验环境下，使用高导热绝缘材料进行散热，阳极柄降温明显，而且高压性能更稳定，机器打火几率小，详见表1。
39.散热材质环境温度油温靶心温度
氮化铝40℃58.0℃93℃氧化铝40℃50.2℃103℃无陶瓷散热40℃58.8℃107.8℃
40.表1
41.由上述实际使用数据得知，在同等实验条件，同等结构条件下，高导热绝缘材料氮化铝的散热效果最好，氧化铝次之，无高导热绝缘材料的效果最差，在满足高压性能的前提下，极大地增强了系统的稳定性，更有效地提升了x射线源的性能，进而延长了x射线源的使用寿命。
42.工作原理：首先，将阳极散热器2紧密贴合在x射线真空管阳极柄1的右侧，然后将阳极散热器2与散热件3之间均匀涂抹导热胶进行粘接，并保证阳极散热器2与散热件3的结合面平整，阳极散热器2与散热件3在粘接之前，先将阳极散热器2与散热件3之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘，保证了结合面的平整，能够最大程度的进行导热，散热件3选取氮化铝和氧化铝中的一种，氮化铝和氧化铝均为高导热绝缘材料，然后将散热件3通过超声波清洗设备清洗，去除散热件3上加工的残留加工液以及内部微小杂质及气体杂质等等，清洗后进行烘干处理，以便清除散热件3内外部残留的水汽，将将散热件3与筒壁4之间的粘接面均匀涂抹导热胶，使散热件3与筒壁4之间粘接，并保证散热件3与筒壁4的结合面平整，散热件3与筒壁4之间粘接之前，先将散热件3与筒壁4之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘，保证了结合面的平整，能够最大程度的进行导热，将风扇5通过螺钉固定安装在筒壁4的排风口处，使得筒壁4接收到的热量通过风扇5吹送到空气中，达到热平衡。
43.最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：

1.一种x射线源绝缘散热装置，包括外壳(6)，其特征在于：所述外壳(6)内部的左侧固定安装有x射线真空管阳极柄(1)，所述x射线真空管阳极柄(1)的右侧设置有阳极散热器(2)，所述阳极散热器(2)的右侧设置有导热垫(7)，导热垫(7)的右侧设置有散热件(3)，所述散热件(3)的右侧设置有筒壁(4)，所述筒壁(4)的右侧固定安装有风扇(5)。2.根据权利要求1所述的一种x射线源绝缘散热装置，其特征在于：所述散热件(3)采用导热系数>10w/mk绝缘材料，该材料包括但不限于氮化铝、氧化铍、氧化铝、正硅酸镁、碳化硅、六方氮化硼。3.根据权利要求1所述的一种x射线源绝缘散热装置，其特征在于：所述x射线真空管阳极柄(1)与阳极散热器(2)紧密贴合。4.根据权利要求1所述的一种x射线源绝缘散热装置，其特征在于：所述阳极散热器(2)与散热件(3)之间有导热垫(7)，导热垫(7)为有屏蔽作用的，对射线有衰减作用，且导热率>25w/(m*k)的金属材料，包括但不限于钨、钼、铅、铁、铝。5.根据权利要求1所述的一种x射线源绝缘散热装置，其特征在于：所述散热件(3)与筒壁(4)之间通过导热胶粘接连接，散热件(3)与筒壁(4)也可直接接触。6.根据权利要求1所述的一种x射线源绝缘散热装置，其特征在于：所述风扇(5)通过螺钉与筒壁(4)固定连接，同时视温度要求，风扇可以不用。7.根据权利要求1-6所述的一种x射线源绝缘散热装置，其特征在于，其制作步骤如下：步骤一：将阳极散热器(2)紧密贴合在x射线真空管阳极柄(1)的右侧，然后将阳极散热器(2)与散热件(3)之间加上导热垫，并通过均匀涂抹导热胶进行粘接，也可不采用导热胶，并保证阳极散热器(2)与散热件(3)的结合面平整；步骤二：散热件(3)选取高导热绝缘材料，然后将散热件(3)通过超声波清洗设备清洗，去除散热件(3)上加工的残留加工液以及内部微小杂质及气体杂质等等，清洗后进行烘干处理，以便清除散热件(3)内外部残留的水汽；步骤三：将散热件(3)与筒壁(4)之间的粘接面均匀涂抹导热胶，也可不采用导热胶，使散热件(3)与筒壁(4)之间粘接，并保证散热件(3)与筒壁(4)的结合面平整；步骤四：将风扇(5)通过螺钉固定安装在筒壁(4)的排风口处，使得筒壁(4)接收到的热量通过风扇(5)吹送到空气中，达到热平衡。8.根据权利要求7所述的一种x射线源绝缘散热装置的制作方法，其特征在于：所述步骤一阳极散热器(2)与散热件(3)在粘接之前，先将阳极散热器(2)与散热件(3)之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘。9.根据权利要求7所述的一种x射线源绝缘散热装置制作方法，其特征在于：所述步骤三散热件(3)与筒壁(4)之间粘接之前，先将散热件(3)与筒壁(4)之间的粘接面进行擦拭，确保粘接面无尘。

技术总结

本发明公开了一种X射线源绝缘散热装置，包括外壳，所述外壳内部的左侧固定安装有电子真空管阳极柄，所述X射线真空管阳极柄的右侧安装有阳极散热器，所述阳极散热器的右侧安装有导热垫。该X射线源绝缘散热装置及其制作方法，可以避免金属介质的打火，它的高热导率能将真空管的热量有效导出，极大地增强了X射线管和X射线源的可靠性和寿命；有效地提升了X射线源的关键部件X射线管的使用寿命，同时，也为X射线源朝更大的功率方向的发展打下了坚实的基础，在散热件边上安装导热垫，可以更好地进行散热，同时可以视情况在内部增加其他散热机构，如增加散热泵等。如增加散热泵等。如增加散热泵等。