DE2461262A1

DE2461262A1 - Roentgenbildverstaerker

Info

Publication number: DE2461262A1
Application number: DE19742461262
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Phys Wulff
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-12-23
Filing date: 1974-12-23
Publication date: 1976-07-01
Also published as: FR2296260B1; US4045700A; DE2461262B2; FR2296260A1

Description

Siemens Aktiengesellschaft Erlangen, 20. Dez

Henkestraße 127

VPA 74/5147

Röntgenbildverstärker

Die Erfindung betrifft einen Röntgenbildverstärker nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Solche Bildverstärker sind z.B. bekannt aus der DT-OS 1 439 684.

Bei derartigen Bildverstärkern ist es ein Problem, insbesondere, wenn die Abmessungen sehr klein werden, die Hochspannung führenden Elektroden elektrisch ausreichend gegeneinander zu isolieren. Insbesondere bereitet es Schwierigkeiten, an vorhandenen Kanten auftretende Spitzenemissionen zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Röntgenbildverstärker gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 das Auftreten von Spitzenemissionen zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.

Nach der Erfindung wird durch die schwache Leitfähigkeit an der Oberfläche des Keramikteiles eine Potentialverteilung erreicht, die in' der Umgebung der Lötung noch weitgehend demjenigen der Lötung entspricht, so daß kein Potentialgefälle und

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damit auch kein Grund zum Entstehen einer Spitzenentladung vorhanden ist. Das Potential ändert sich merklich erst über längere Strecken. In einiger Entfernung ist aber lediglich eine glatte Fläche gegenüber der Gegenelektrode vorhanden, an welcher das Auftreten einer Spitzenemission ohnehin nicht mehr auftritt.

Nach DT-AS 1 292 266 soll es bei Röntgenbildverstärkern mit Aufnahmeschirmen von mehr als 127 mm Vorteile haben, am Schulterteil einen halbleitenden Belag zu bilden, der den Mittelabschnitt und den Endabschnitt des Kolbens miteinander verbindet. Nach vorliegender Erfindung hat sich aber in überraschender Weise gezeigt, daß auch bei Bildverstärkern kleineren Durchmessers eine elektrisch schwach leitende Schicht von Vorteil ist, wenn der Kolben aus einem Keramikteil besteht, mit welchem metallene Eingangs- und Ausgangsteile des Kolbens verbunden sind, die in Abweichung von der Veröffentlichung an Kathoden- und an Anodenpotential liegen.

Als Keramikteil wird in der Regel ein solches in Frage kommen, dessen Hauptbestandteil ein Oxid, etwa Aluminiumoxid, ist'. Die Form in der Umgebung der Lötstelle wird zweckmäßig so ausgebildet, daß z.B. für eine Stumpfanlötung eine ebene Fläche vorhanden ist. In an sich bekannter Weise kann das Isolierteil auch noch Nuten und Wülste in Aufeinanderfolge umfassen, so daß der Oberflächenleitveg vergrößert ist. Mit der erfindungsgemäßen schwach elektrisch leitfähigen Glasur wird durch den Leitweg eine Einstellung der Potentialverteilung auf der Oberfläche des Keramikteil? erhalten derart, daß dabei die von der Vakuumröhrentechnik her wohlbekannten unkontrollierbaren Aufladungen der Isolatorflächen vermieden werden, die zu örtlichen Erhöhungen der Feldstärke von mehreren Zehnerpotenzen führen können.

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Als Glasur sind solche Stoffe oder Mischungen besonders geeignet, die dunkle Farbe haben, um Reflexionen zu vermeiden, die an der Fotokathode störende, nicht zur Abbildung gehörende Elektronen auslösen. Eine beide Voraussetzungen, d.h. Absorption und Leitfähigkeit, bewirkende Glasur kann dunkelgrüne Farbe haben und aus einer Grundglasur bestehen aus

67,9 % Kieselsäure (SiO₂), 18,7 % Aluminiumoxid (Al₂Ov), 0,2 % Eisenoxid (Fe₂O₃), 0,5 % Magnesiumoxid (MgO),

5.0 % Calciumoxid (CaO),

6.1 % Kaliumoxid (K₂O) und 1,6 % Natriumoxid (Na₂O),

der 15 bis 30 % ihres Gewichtes eine Mischung aus 50 % Chromtrioxid (Cr₂O₅), 45 % Eisentrioxid (Fe₂O₅) und 5 % Titandioxid (TiO₂) als Farbkjrper zugefügt sind. Andererseits kann die Grundglasur statt mit vorstehender Mischung auch mit 15 bis 30 % eines käuflichen Sohwarzkörpers angefärbt sein. Alle %-Angaben bedeuten dabei Gewichtsprozent.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.

In der Fig. 1 ist im Längsschnitt ein Röntgenbildverstärker gezeichnet, der einen Metall-Keramik-Kolben aufweist und

in der Fig. 2 vergrößert herausgezeichnet der Schnitt

durch den die Kathode und die Anode elektrisch voneinander trennenden Keramik-Isolator.

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In der Fig. 1 ist mit 1 ein Metallzylinder bezeichnet, der an seiner einen Stirnseite mit einer Fotokathode 2 verschlossen ist, die hinter einer Berylliumplatte 3 liegt, die als ■vakuumdichtes strahlendurchlässiges Fenster in den Kolben 1 eingesetzt ist. Am gegenüberliegenden Ende des Kolbens 1 liegt ein Isolierteil 4 aus Keramik, an dessen einer Stirnseite der Zylinder 1 stumpf angelötet ist. Am anderen Ende des Isolierteils 4 ist ein kurzer Metallzylinder 5 angelötet, der einen mit seiner kleinen Öffnung auf die Kathode weisenden trichterförmigen Zylinder 6 aus Metall als Anode trägt. Der Trichter ist an seiner großen öffnung mit einem Leuchtschirm 7 verschlossen, der durch ein durchsichtiges, vakuumdicht in die Anode eingesetztes Fenster 8 beobachtbar ist. Zwischen der Fotokathode 2 und dem Zylinder 6, der die Anode darstellt, liegen noch zwei weitere zylinderförmige Elektroden 9 und 10. Die Stromzuführung erfolgt direkt am Zylinder 1 für die Kathode 2, an einer Zuführung 11 für den Zylinder 9, an einer Zuführung 12 für den Zylinder 10 und für die Anode 6 direkt von außen an dem Metallteil 5.

Die angelegten Spannungen sind dabei so verteilt, daß Elektronen, die von durch das Fenster 3 eindringenden Röntgenstrahlen in der Fotokathode 2 ausgelöst werden, durch die elektrischen Felder, die zwischen 2, 9, 10 und 6 durch die angelegten Potentialdifferenzen entstehen, auf dem Leuchtschirm 7 abgebildet werden. Das durch das Auftreffen von Elektronen am Schirm erzeugte Leuchtbild kann durch das Fenster 8 betrachtet, fotografiert etc. werden. Der Betrachtung kann bekanntlich aber auch eine elektronische ^Weiterverarbeitung, wie Fernsehen etc., vorgeschaltet sein.

Die im Sinne der Erfindung durchgeführte Ausbildung des Keramikteils 4 ist besonders aus der vergrößerten Darstellung in Fig. 2 ersichtlich. Dort ist eindeutig gezeigt, daß an der Stelle, an welcher der Zylinder stumpf auf dem Keramikisola-

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tor 4 aufgelötet ist, sich eine Lotschicht 15 befindet, auf welcher der Zylinder 1 aufsitzt. Er wird an seinen Anstoßstellen durch das Lot 14 vakuumdicht angeschlossen. Nach der Elektrode TO zu ist das· Keramikteil 4 in einer Wulst 15 hochgezogen. Diese ist außerdem noch eine auf den Zylinder 1 hin umgebogene, wie aus der in der Zeichnung im Schnitt erscheinenden Nase 16 ersichtlich ist. Dadurch wird eine Aushöhlung erhalten, die den inneren Lotteil 14 umschließt, so daß der kürzeste direkte Weg zwischen 14 und der entgegengesetzt geladenen Elektrode 10 mechanisch durch den Isolator 4 versperrt ist.

An der Innenseite ist am Keramikteil 4 eine etwa 50 /um dicke Schicht 17 angebracht. Dies ist eine Glasur aus dem in der Beschreibung genannten Gemisch, das neben der Grundglasur 20 % des Chrom-, Eisen-, Titan-Oxid-Farbkörpers enthält. Sie führt bis ans untere Ende des Keramikteils. Hier bedeckt sie nur die Innenseite. An der Außenseite des Isolators 4 hat die Glasur prinzipiell die gleiche Wirkung und kann zur Vermeidung von Überschlägen über den Isolator 4 unter einer zur Isolation aufgebrachten Vergußmasse verwendet werden.

Am unteren Ende ist am Keramikteil 4 das abschließende Metallteil 5 angelötet, wobei die Lötstellen mit 18 bezeichnet sind. Hier ist keine besondere Abschirmung erforderlich, weil keine weitere Elektrode entgegengesetzten Potentials in der Umgebung liegt.

Durch die Formung, d.h. einerseits durch die Wulst 15 und die Nase 16 sowie durch andererseits an der Innenseite angebrachte Ringvertiefungen. 19 und 20 und eine dazwischenliegende Wulst 22, wjrd der Abstand der beiden Enden des Teils 4 geeignet eingestellt. Dies ergibt, daß sich an der Oberfläche der Innenseite des Keramikteils 4 die Potentialverteilung so ergibt, daß im zwischen 14 und der Nische 23 liegenden Raum keine gegenüber

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saugende Feldverteilung durch die Elektrode 10 entsteht. Dadurch kann der Aufbau eines Bildverstärkers sehr klein werden. Dies ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn es darum
geht, etwa seitlich möglichst wenig Raum für isolierende Abstände zu benötigen, wie es z.B. bei Bildverstärkern für die Mammoskopie wichtig ist.

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Claims

Patentansprüche

f 1.) Röntgenbildverstärker mit einem Metall-Keramik-Kolben, dessen Metallteile unter Zwischenschaltung der elektrisch isolierenden Keramik vakuumdicht miteinander verlötet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Keramik wenigstens an ihrer dem Innenraum des Kolbens zugewandten Seite mit einer elektrisch schwach leitfähigen Schicht überzogen ist, wobei die Form des Keramikkörpers und die Leitfähigkeit der Schicht so aufeinander abgestimmt sind, daß in der Umgebung der Verlötung sich nur ein geringes elektrisches Feld aufbaut, indem die elektrische Leitfähigkeit groß genug ist zur Abführung elektrischer Ladungen und klein genug, die Versorgungsspannung aufrechtzuerhalten.
2. Röntgenbildverstärker· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschicht eine Glasur ist, die aus einer Grundglasur und einem Farbkörper besteht.
3. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächenschicht ein Gemisch ist aus einer Grundglasur, die aus 67,9 % Kieselsäure (SiO₂), 18,7 % Aluminiumoxid (Al₂O₅), 0,2 % Eisenoxid (Fe₂O,), 0,5 % Magnesiumoxid (MgO), 5,0 % Calciumoxid (CaO), 6,1 % Kaliumoxid (K₂O) und 1,6 % Natriumoxid (Na₂O) besteht und bezogen auf die Menge der Grundglasur einen 15 bis 30 %igen Zusatz eines dunkel gefärbten Farbkörpers enthält.
4. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbkörper aus 50 % Chromtrioxid (Cr₂O₅), 45 % Eisentrioxid (Fe₂O₃) und 5 % Titandioxid (TiO₂) besteht.

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5. Röntgenbildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Verbindungslinie der Keramikteils mit dem Metallteil ein Wulst angebracht ist, der gegenüber der nächstliegenden Elektroden den Lotrand abschirmt, indem die Wulst teilweise die Lötnaht umschließend ausgebildet ist.

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