DE102012103974A1

DE102012103974A1 - Apparatus for generating X-rays emitting focal spot, has diaphragm portion comprising mechanical orifice passage that limits electron beam and/or X-rays, so that size of first effective focal spot is adjusted

Info

Publication number: DE102012103974A1
Application number: DE102012103974A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Werth Messtechnik GmbH
Current assignee: Werth Messtechnik GmbH
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-06-13

Abstract

The apparatus has a cathode portion that emits electron (4), an anode, first target (5) carrying the base portion (6), on which enclosed housing is formed by first focal point upon irradiation with electron beams. The size of first effective focal spot is adjusted, by limiting the electron beam and/or X-rays (9) by a diaphragm portion (14) comprising mechanical orifice passage (15). The targets are made of material from group consisting of tungsten, rhodium, molybdenum, chromium, iron and silver. The diaphragm portion is made of copper with high thermal conductivity. An independent claim is included for a method for generating X-rays.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Röntgenstrahlen abgebenden ersten Brennflecks, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, zumindest einem ein erstes Target tragenden Grundkörper, auf dem sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen ein Röntgenstrahlen erzeugender Brennfleck bildet, und einem geschlossenen Gehäuse.The invention relates to a device for generating at least one X-ray emitting first focal spot, at least consisting of an electron beam emitting cathode body, an anode, at least one base body carrying a first target on which forms a X-ray-generating focal spot upon irradiation with electron beams, and a closed housing.

Auch nimmt die Erfindung Bezug auf eine Vorrichtung zur Erzeugung von zumindest zwei Röntgenstrahlen abgebender Brennflecken, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, zwei Targets, auf denen sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen zumindest zwei Röntgenstrahlen erzeugende Brennflecke bilden, und einem geschlossenen Gehäuse.The invention also relates to a device for generating at least two X-ray emitting focal spots, at least consisting of an electron beam emitting cathode body, an anode, two targets on which form at least two X-ray generating focal spots upon irradiation with electron beams, and a closed housing.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Röntgenstrahlen abgebenden ersten Brennflecks mit einer Vorrichtung, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, zumindest einem ein erstes Target tragenden Grundkörper, auf dem sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen ein Röntgenstrahlen erzeugender erster Brennfleck bildet und einem geschlossenen Gehäuse.The invention further provides a method for generating at least one first X-ray emitting focal spot with a device, at least consisting of a cathode body emitting electron beams, an anode, at least one base body carrying a first target on which a first focal spot producing X-rays is irradiated when irradiated with electron beams forms and a closed housing.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von zumindest zwei Röntgenstrahlen abgebender Brennflecken mit einer Vorrichtung, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, einem zumindest zwei Targets tragenden Körper, auf dem sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen zumindest zwei Röntgenstrahlen erzeugende Brennflecke bilden, und einem geschlossenen Gehäuse.The invention relates to a method for producing at least two X-ray emitting focal spots with a device, at least consisting of a cathode body emitting electron beams, an anode, a body carrying at least two targets on which form at least two X-ray generating focal spots upon irradiation with electron beams , and a closed housing.

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines Röntgenstrahlen abgebenden Brennflecks, dessen Durchmesser durch den Einsatz von mechanischen Blendenkanälen begrenzt wird.The present invention describes an apparatus and a method for producing an X-ray emitting focal spot whose diameter is limited by the use of mechanical aperture channels.

Zur computertomografischen Messung von Objekten werden z. B. Röntgenstrahlenquellen eingesetzt. Eine hohe Abbildungsqualität ergibt sich dabei beim Vorliegen eines möglichst kleinen Röntgenstrahlen abgebenden Brennflecks. Der Brennfleck wird erzeugt, indem Elektronen, die von einer Kathode abgegeben werden, durch ein elektrisches Feld in Richtung einer Anode beschleunigt werden und auf ein so genanntes Target-Material treffen, wodurch beim Auftreffen der Elektronen im Bereich des so genannten Brennflecks Röntgenstrahlung abgegeben wird.For computer tomographic measurement of objects z. B. X-ray sources used. A high imaging quality results in the presence of the smallest possible X-ray emitting focal spot. The focal spot is produced by accelerating electrons emitted by a cathode through an electric field towards an anode and striking a so-called target material, whereby X-rays are emitted when the electrons hit the so-called focal spot.

Besonders kleine Brennflecke im Bereich weniger Mikrometer lassen sich durch Ausführung der Kathode in Nadelform erreichen. Zusätzlich werden für sogenannte Transmissions-Targets dabei noch Gitter zur Fokussierung der Strahlung und rohrförmige Hohlkörper eingesetzt, um kleine Brennflecken zu erreichen. Nachteilig hierbei ist der Verschleiß der nadelförmigen Kathode bei höheren Strahlleistungen. Diese werden daher nur in so genannten offenen Röhrensystemen eingesetzt, bei denen das Filament, also der nadelförmige Teil der Elektrode, leicht ausgetauscht werden kann. Eine weitere Notwendigkeit für kleine Brennfleckgrößen ist die geringe Größe, insbesondere die geringe Dicke des Targets. Diese ist bei so genannten Transmissionstargets besonders gering. Diese weisen jedoch den Nachteil auf, dass auf Grund der kleinen Abmessungen nur geringe Röntgenstrahlleistungen erzeugt werden können, da ansonsten das Target durch die Bestrahlung mit Elektronen schmilzt. Es können also keine kleinen Brennfleckgrößen bei hohen Strahlleistungen erreicht werden.Particularly small focal spots in the range of a few microns can be achieved by the execution of the cathode in needle shape. In addition, gratings for focusing the radiation and tubular hollow bodies are used for so-called transmission targets in order to achieve small focal spots. The disadvantage here is the wear of the needle-shaped cathode at higher beam powers. These are therefore used only in so-called open tube systems in which the filament, so the needle-shaped part of the electrode, can be easily replaced. Another need for small focal spot sizes is the small size, especially the small thickness of the target. This is particularly low with so-called transmission targets. However, these have the disadvantage that only small X-ray powers can be generated due to the small dimensions, since otherwise the target melts by the irradiation with electrons. So it can not be achieved small focal spot sizes at high beam powers.

In geschlossenen Röntgenröhren müssen bauartbedingt verschleißfreie oder verschleißarme Kathoden, beispielsweise in Wendelform eingesetzt werden. Die hierbei großflächig austretenden Elektronenstrahlen erzeugen dabei grundsätzlich größere Brennflecken als bei nadelförmigen Elektroden. Die kleinsten erreichbaren Brennfleckgrößen liegen im Bereich von ca. 80 bis 100 μm. Durch die massive Bauweise der hier eingesetzten Reflexions-Targets sind jedoch höhere Strahlleistungen möglich, da die Wärme besser abgeführt werden kann.In closed X-ray tubes wear-free or low-wear cathodes must be used, for example in helical form due to the design. In this case, the electron beams which exit over a large area generally produce larger focal spots than with needle-shaped electrodes. The smallest achievable focal spot sizes are in the range of about 80 to 100 microns. Due to the massive construction of the reflection targets used here, however, higher beam powers are possible because the heat can be better dissipated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, insbesondere auch für geschlossene Röntgenröhren und insbesondere für hohe Strahlleistungen kleine Brennfleckdurchmesser zu erreichen. Auf eine aufwendige elektrische oder elektromagnetische Fokussierung des Röntgenstrahls soll dabei verzichtet werden.Object of the present invention is to avoid the disadvantages of the prior art, especially for closed X-ray tubes and in particular for high beam performance to achieve small focal spot diameter. A complex electrical or electromagnetic focusing of the X-ray beam should be dispensed with.

Die Aufgabe löst die vorliegende Erfindung im Wesentliche durch den Einsatz eines Blendenkörpers, der mechanische Blendenkanäle enthält, die die wirksame Größe des Brennflecks begrenzt. Das Trägermaterials ist dabei typischerweise aus Kupfer und gegebenenfalls der Bereich um die Austrittsöffnung der Blendenkanäle aus Wolfram.The object is achieved by the present invention essentially by the use of a diaphragm body containing mechanical diaphragm channels, which limits the effective size of the focal spot. The carrier material is typically made of copper and possibly the area around the outlet opening of the aperture channels made of tungsten.

Durch einen ersten Blendenkanal, welcher zwischen Kathode und Target angeordnet ist, werden die von der Kathode abgegebenen Elektronenstrahlen in ihrer Ausbreitung begrenzt und auf das Target geleitet. Ein zweiter Blendenkanal kann zwischen dem Brennfleck auf dem Target und dem bestrahlten Objekt angeordnet werden, um auch die Ausbreitungsrichtung der Röntgenstrahlen zu begrenzen. Der Bereich um den Blendenkanal, welcher die Elektronenstrahlen begrenzt, muss möglichst massiv ausgeführt werden, um die durch die Absorption der Elektronen entstehende Wärme abzuführen. Zusätzlich kann dieser Bereich gekühlt werden, beispielsweise mit einer Wasserkühlung. Wird der Bereich um den Blendenkanal zur Begrenzung der Elektronenstrahlen aus einem Material, wie beispielsweise Wolfram, welches zur Erzeugung von Röntgenstrahlen geeignet ist, ausgeführt, so kann dieser Bereich als gesonderter Brennfleck betrachtet werden und zur Bestrahlung eines Objektes genutzt werden. Hierzu ist dieser Bereich zur Elektronenstrahlrichtung vorzugsweise 45° geneigt, um die Röntgenstrahlung seitlich zum Objekt zu führen. Der Blendenkörper kann zusammen mit dem Grundkörper als eine Einheit ausgeführt werden. Hierdurch werden eine gemeinsame Kühlung und das Abführen der Ladungen gewährleistet. Wird der Blendenkörper getrennt von dem Grundkörper ausgeführt, muss dieser separat gekühlt werden und elektrische Verbindungen müssen vorgesehen werden, um die Ladungen abzuführen.Through a first aperture channel, which is arranged between the cathode and the target, the electron beams emitted by the cathode are limited in their propagation and conducted onto the target. A second aperture channel can be between the focal spot on the target and the irradiated object are arranged in order to limit the propagation direction of the X-rays. The area around the aperture channel, which limits the electron beams, must be made as solid as possible in order to dissipate the heat resulting from the absorption of the electrons. In addition, this area can be cooled, for example, with a water cooling. If the area around the aperture channel for limiting the electron beams from a material, such as tungsten, which is suitable for generating X-rays, executed, this area can be regarded as a separate focal spot and used to irradiate an object. For this purpose, this region is preferably inclined at 45 ° to the electron beam direction in order to guide the X-ray radiation laterally to the object. The visor body can be carried out together with the body as a unit. As a result, a common cooling and the discharge of the charges are guaranteed. If the visor body is carried out separately from the body, it must be cooled separately and electrical connections must be provided to dissipate the charges.

Damit Brennflecken im Bereich weniger Mikrometer Durchmesser, wie beispielsweise 10 μm oder 3 μm erreichbar sind, müssen die entsprechenden Blendenkanäle zumindest bereichsweise einen kleinsten Durchmesser in diesem Bereich aufweisen. Bei Tiefen der Kanäle von mehreren Millimetern von ca. 1 bis 20 mm, um ausreichend Volumen für die Abführung der Wärme zu gewährleisten, ist die Ausführung einer weniger Mikrometer Durchmesser messenden Öffnung äußerst schwierig. Daher wird der Blendenkanal vorzugsweise mit gestuften Durchmessern bzw. Breiten ausgeführt. Dies hat den Vorteil, dass der kleinste Durchmesser nur in einer geringen Tiefe gefertigt werden muss.So that focal spots in the range of a few micrometers in diameter, such as 10 microns or 3 microns can be achieved, the corresponding aperture channels must at least partially have a smallest diameter in this area. At depths of the channels of several millimeters from about 1 to 20 mm, in order to ensure sufficient volume for the dissipation of heat, the execution of a less micrometer-diameter opening is extremely difficult. Therefore, the aperture channel is preferably made with stepped diameters or widths. This has the advantage that the smallest diameter must be made only in a small depth.

Das Target wird vorzugsweise zur Elektronenstrahlrichtung so angeordnet, dass die entstehenden Röntgenstrahlen seitlich abgestrahlt werden, damit das Target massiv ausgeführt werden und die Wärme abgeführt werden kann.The target is preferably arranged to the electron beam direction so that the resulting X-rays are emitted laterally, so that the target can be massively performed and the heat can be dissipated.

Um entweder den ersten Brennfleck, direkt an dem Grundkörper, oder den zweiten Brennfleck, gebildet aus dem Bereich um die Öffnung des Blendenkanals, auf das zu messende Objekt zu richten, ist die gesamte Vorrichtung der Röntgenröhre dreh- oder verschiebbar.In order to direct either the first focal spot, directly on the main body, or the second focal spot, formed from the area around the aperture of the aperture channel, on the object to be measured, the entire device of the X-ray tube is rotatable or displaceable.

Alternativ werden im Blendenkörper mehrere Blendenkanäle, vorzugsweise unterschiedlichen Durchmessers vorgesehen. Diese sind auf unterschiedliche Targets des Grundkörpers ausgerichtet und sollen getrennt voneinander betrieben werden. Dies wird beispielsweise durch mechanisches Verschieben des Blendenkörpers oder durch abwechselndes Abdecken zumindest eines der Blendenkanäle mit einem absorbierenden oder reflektierenden Material erreicht.Alternatively, a plurality of diaphragm channels, preferably of different diameters, are provided in the diaphragm body. These are aligned to different targets of the body and are to be operated separately. This is achieved, for example, by mechanically displacing the visor body or by alternately covering at least one of the visor channels with an absorbing or reflecting material.

Mit der vorliegenden Vorrichtung ist es insbesondere möglich, Röntgensspannungen größer oder gleich 190 kV bzw. größer oder gleich 225 kV bei Brennfleckgrößen von ca. 100 μm als auch Brennfleckgrößen von kleiner oder gleich 10 μm zu erzeugen.With the present device, it is possible, in particular, to generate x-ray voltages greater than or equal to 190 kV or greater than or equal to 225 kV for focal spot sizes of approximately 100 μm as well as focal spot sizes of less than or equal to 10 μm.

Gelöst wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe im Wesentlichen durch eine Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Röntgenstrahlen abgebenden ersten Brennflecks, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, zumindest einem ein erstes Target tragenden Grundkörper, auf dem sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen ein Röntgenstrahlen erzeugender erster Brennfleck bildet, und einem geschlossenen Gehäuse, die sich dadurch auszeichnet, dass die Größe des ersten wirksamen Brennflecks durch Begrenzung der Elektronenstrahlen und/oder der Röntgenstrahlen durch einen Blendenkörper, welcher zumindest einen mechanischen Blendenkanal aufweist, einstellbar ist.The problem underlying the invention is solved essentially by a device for generating at least one X-ray emitting first focal spot, at least consisting of a cathode body emitting electron beams, an anode, at least one base body carrying a first target, upon which X-rays are irradiated when irradiated with electron beams generating the first focal spot, and a closed housing, which is characterized in that the size of the first effective focal spot is adjustable by limiting the electron beams and / or X-rays through a diaphragm body having at least one mechanical diaphragm channel.

Insbesondre schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung von zumindest zwei Röntgenstrahlen abgebender Brennflecken, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, zwei Targets, auf denen sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen zumindest zwei Röntgenstrahlen erzeugende Brennflecke bilden, und einem geschlossenen Gehäuse vor, die sich dadurch auszeichnet, dass ein zweiter Brennfleck sich auf einen zweiten Target bildet, welches eine Öffnung besitzt und mit einem anschließenden Blendenkanal verbunden ist, der einen Teil der Elektronenstrahlen passieren lässt, der anschließend auf ein erstes Target trifft und einen ersten Brennfleck bildet, wobei die wirksame Größe des ersten Brennflecks eingestellt wird durch die Größe der Öffnung und/oder des Blendenkanals und vorzugsweise zusätzlich durch die Größe einer Blende, die in Ausbreitungsrichtung der durch den zweiten Brennfleck abgegebenen Röntgenstrahlung angeordnet ist.In particular, the invention proposes a device for generating at least two X-ray emitting focal spots, at least consisting of an electron beam emitting cathode body, an anode, two targets on which form at least two X-ray generating focal spots upon irradiation with electron beams, and a closed housing, the characterized in that a second focal spot is formed on a second target, which has an opening and is connected to a subsequent aperture channel, which passes a portion of the electron beams, which then encounters a first target and forms a first focal spot, said effective size of the first focal spot is set by the size of the opening and / or the aperture channel and preferably additionally by the size of a diaphragm, which is arranged in the propagation direction of the emitted by the second focal spot X-ray ,

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das Target so angeordnet ist, dass Elektronenstrahlen und zumindest erste Röntgenstrahlen unterschiedliche Ausbreitungsrichtungen besitzen, vorzugsweise Targetfläche hierzu um einen Winkel von 6° bis 45°, besonders bevorzugt von 11° bis 25° oder von 40°, zur Ausbreitungsrichtung der Elektronenstrahlen gekippt angeordnet ist. Abhängig von der gewünschten, mit dem Röntgenstrahl zu erzielenden Vergrößerung bei einer computertomografischen Messung von Objekten (gebildet aus dem Verhältnis der Distanzen „Detektor-Brennfleck” zu „Bauteil-Brennfleck”) werden allgemein kleine Kippwinkel von 6° bis 11° oder große Winkel bis 45° eingesetzt. Grundlegend verschieden ist dabei die vom Elektronenstrahl bestrahlte Fläche. Diese steigt mit steigendem Kippwinkel und ermöglicht größere Leistungen, da die Wärme auf großen Flächen besser abgeführt werden kann, welche eher für geringe Vergrößerungen sinnvoll sind. Bei hohen Vergrößerungen werden kleine Brennflecken und damit geringe Leistungen benötigt, wodurch geringe Kippwinkel verwendet werden können.Preferably, it is provided that the target is arranged so that electron beams and at least first X-rays have different propagation directions, preferably target surface thereto by an angle of 6 ° to 45 °, more preferably from 11 ° to 25 ° or 40 °, to the propagation direction of Arranged electron beam is tilted. Depending on the desired magnification to be achieved with the X-ray in a computer tomographic measurement of Objects (formed by the ratio of the distances "detector focal spot" to "component focal spot") are generally used small tilt angles of 6 ° to 11 ° or large angles of up to 45 °. Fundamentally different is the area irradiated by the electron beam. This increases with increasing tilt angle and allows greater performance, since the heat can be better dissipated on large areas, which are more appropriate for low magnifications. At high magnifications small focal spots and thus low power levels are needed, which means that low tilt angles can be used.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Blendenkörper aus zumindest einem Blendenkanal und ein den oder die Blendenkanäle umgebenden Körper, vorzugsweise Kupferkörper, besteht, der ausgebildet ist, um gekühlt zu werden, vorzugsweise Volumen besitzt, in dem Kühlkanäle integrierbar sind oder an das sich ein Kühlkörper anschließt, vorzugsweise indem das mathematische Verhältnis aus Länge des Blendenkanals in Millimetern und von Elektronenstrahlen bestrahlter Fläche des Blendenkörpers in Quadratmillimetern mindestens 50, bevorzugt mindestens 100, besonders bevorzugt mindestens 150, beträgt und/oder das mathematische Verhältnis aus Volumen des Blendenkörpers in Kubikmillimetern und von Elektronenstrahlen bestrahlter Fläche des Blendenkörpers in Quadratmillimetern mindestens 1000, bevorzugt mindestens 10.000, besonders bevorzugt mindestens 30.000, beträgt.In particular, the invention is characterized in that the visor body of at least one aperture channel and a surrounding the orifices channels body, preferably copper body, which is designed to be cooled, preferably has volume, can be integrated in the cooling channels or to the a heat sink connects, preferably by the mathematical ratio of the length of the aperture channel in millimeters and electron beam irradiated surface of the diaphragm body in Quadratmillimetern at least 50, preferably at least 100, more preferably at least 150, and / or the mathematical ratio of volume of the diaphragm body in cubic millimeters and of electron beam irradiated surface of the diaphragm body in square millimeters at least 1000, preferably at least 10,000, particularly preferably at least 30,000.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der Blendenkörper aus dem das zumindest eine Target tragenden Grundkörper gebildet ist oder mit diesem eine Einheit bildet.Preferably, the invention provides that the visor body is formed from the at least one target bearing base body or forms a unit with this.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass der Blendenkörper und/oder der Grundkörper mit einer Kühlflüssigkeit, vorzugsweise mit Wasser, kühlbar ist, vorzugsweise durch in den Blendenkörper und/oder Grundkörper eingebrachte und/oder um diesen herum angeordnete Kühlkanäle.It should also be emphasized that the visor body and / or the base body can be cooled with a cooling liquid, preferably with water, preferably by cooling channels introduced into and / or around the visor body and / or base body.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das zweite Target und gegebenenfalls das erste Target jeweils aus einem Material der Gruppe Wolfram, Rhodium, Molybdän, Chrom, Eisen, Silber besteht.Preferably, it is provided that the second target and optionally the first target each consist of a material from the group tungsten, rhodium, molybdenum, chromium, iron, silver.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der Blendenkörper zumindest teilweise aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, vorzugsweise mindestens der Wärmeleitfähigkeit von Kupfer, und vorzugsweise ein Target mit hoher Temperaturbeständigkeit trägt, vorzugsweise mindestens der Wärmeleitfähigkeit von Wolfram.The invention is also characterized in that the diaphragm body consists at least partially of a material with high thermal conductivity, preferably at least the thermal conductivity of copper, and preferably carries a target with high temperature resistance, preferably at least the thermal conductivity of tungsten.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass durch den Blendenkörper zumindest ein weiterer, zweiter Brennfleck bildbar ist, vorzugsweise durch ein die Blende direkt umgebendes Target, das mit Elektronenstrahlen bestrahlbar ist.In particular, the invention is characterized in that at least one further, second focal spot can be formed by the diaphragm body, preferably by a target directly surrounding the diaphragm, which can be irradiated with electron beams.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass durch den weiteren Brennfleck Röntgenstrahlen bildbar sind, die in ihrer Strahlrichtung von der der ersten Röntgenstrahlen abweicht, vorzugsweise um mindestens 30°, bevorzugt um mindestens 80°, besonders bevorzugt um 90°.It should also be emphasized that X-rays, which deviate in their beam direction from that of the first X-rays, can be formed by the further focal spot, preferably by at least 30 °, preferably by at least 80 °, particularly preferably by 90 °.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass Mittel zum Drehen und/oder Verschieben der Vorrichtung vorgesehen sind, die die Strahlrichtung der ersten und der weiteren Röntgenstrahlen einstellen.According to a proposal to be particularly emphasized, provision is made for means for rotating and / or displacing the device, which set the beam direction of the first and the further X-rays.

Besonders hervorzuheben ist, dass mindestens jeweils zwei Blendenkanäle zur Begrenzung der Elektronenstrahlen und der Röntgenstrahlen einsetzbar sind und vorzugsweise der Grundkörper zumindest zwei Targets aufweist.Particularly noteworthy is that at least two aperture channels for limiting the electron beams and the X-rays are used and preferably the base body has at least two targets.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Mittel zur mechanischen Verschiebung des Blendenkörpers integriert sind, die die getrennte Bestrahlung der verschiedenen Blendenkanäle mit Elektronenstrahlen bzw. Röntgenstrahlen ermöglichen.Furthermore, the invention is characterized in that means for mechanical displacement of the diaphragm body are integrated, which enable the separate irradiation of the different diaphragm channels with electron beams or X-rays.

In einer besonderen Ausführung werden Mittel zur Veränderung der Einstellung der elektromagnetischen Fokussierung des Elektronenstrahls eingesetzt, wodurch der Durchmesser und/oder die Divergenz der Elektronenstrahlen, vorzugsweise im Bereich der Blende, verringert werden.In a particular embodiment, means are used to change the setting of the electromagnetic focusing of the electron beam, whereby the diameter and / or the divergence of the electron beams, preferably in the region of the diaphragm, are reduced.

Es ist vorgesehen, dass die Mittel zur mechanischen Verschiebung des Grundkörpers und/oder des Blendenkörpers durch elektromagnetische Antriebe gebildet werden, die sich außerhalb des geschlossenen Gehäuses befindet, wobei vorzugsweise in den beiden Endlagen ohne anliegendes magnetisches Feld eine stabile Position des Blendenkörpers vorliegt.It is envisaged that the means for mechanical displacement of the base body and / or the visor body are formed by electromagnetic drives, which is located outside the closed housing, preferably in the two end positions without applied magnetic field, a stable position of the visor body is present.

Hervorzuheben ist insbesondere, dass Mittel zur Abdeckung vor zumindest einen Blendenkanal anordenbar sind, die die Elektronenstrahlen ausreichend schwächen, sodass keine signifikante Röntgenstrahlung vom nun nicht mehr bestrahlten Target ausgeht.It should be emphasized, in particular, that means for covering can be arranged in front of at least one aperture channel, which weaken the electron beams sufficiently, so that no significant X-ray radiation emanates from the now no longer irradiated target.

Somit wird vorgeschlagen, dass Mittel zur Veränderung der Einstellung der elektromagnetischen Fokussierung des Elektronenstrahls einsetzbar sind, wodurch der Durchmesser und/oder die Divergenz der Elektronenstrahlen, vorzugsweise im Bereich der Blende, verringert werden.Thus, it is proposed that means for changing the setting of the electromagnetic focusing of the electron beam can be used, whereby the diameter and / or the Divergence of the electron beams, preferably in the region of the aperture can be reduced.

Die Erfindung sieht auch vor, dass Mittel zur Abdeckung vor zumindest einen Blendenkanal anordbar sind.The invention also provides that means for covering in front of at least one aperture channel can be arranged.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass der Blendenkörper mit dem Grundkörper und/oder der Anode elektrisch verbunden ist oder dass der Blendenkörper mit dem Grundkörper elektrisch nicht verbunden ist und einen elektrischen Anschluss zum Abführen von Ladungen enthält.The invention is also characterized in particular in that the visor body is electrically connected to the base body and / or the anode or that the visor body is not electrically connected to the base body and contains an electrical connection for discharging charges.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Blendenkanal zur Begrenzung der Elektronenstrahlen und/oder der Blendenkanal zur Begrenzung der Röntgenstrahlen durch eine Öffnung, vorzugsweise kreisrunde oder elliptische oder quadratische Öffnung, gebildet wird, welche einen konstanten Durchmesser bzw. Durchmesserverhältnis bzw. Breite oder abgestufte Durchmesser bzw. Durchmesserverhältnisse bzw. Breiten oder kontinuierlich veränderten Durchmesser bzw. Durchmesserverhältnis bzw. Breite, wie Kegel- bzw. Pyramidengeometrie, vorzugsweise elliptisch, aufweist.Preferably, it is provided that the aperture channel for limiting the electron beams and / or the aperture channel for limiting the X-rays through an opening, preferably circular or elliptical or square opening, is formed, which has a constant diameter or diameter or width or stepped diameter or Diameter ratios or widths or continuously changed diameter or diameter ratio or width, such as cone or pyramid geometry, preferably elliptical having.

Besonders hervorzuheben ist des Weiteren, dass der kleinste Durchmesser bzw. die kleinste Breite des Blendenkanals < 10 μm, bevorzugt < 3 μm und > 0,5 μm beträgt, und vorzugsweise der größte Durchmesser bzw. die größte Breite < 100 μm, bevorzugt < 50 μm und > 10 μm, beträgt oder der kleinste Durchmesser bzw. die kleinste Breite des Blendenkanals zwischen 10 μm und 150 μm beträgt und vorzugsweise der größte Durchmesser bzw. die größte Breite zwischen 150 μm und 5 mm beträgt.Particularly noteworthy is further that the smallest diameter or the smallest width of the aperture channel is <10 microns, preferably <3 microns and> 0.5 microns, and preferably the largest diameter or the largest width <100 microns, preferably <50 μm and> 10 μm, or the smallest diameter or the smallest width of the aperture channel is between 10 μm and 150 μm, and preferably the largest diameter or the largest width is between 150 μm and 5 mm.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der Durchmesser bzw. die Breite des weiteren Brennflecks, gebildet durch das die Blende bzw. Öffnung des Blendenkörpers direkt umgebende Target, < 100 μm, bevorzugt < 80 μm, und > 10 μm, beträgt.Preferably, the invention provides that the diameter or the width of the further focal spot, formed by the target directly surrounding the aperture or opening of the diaphragm body, is <100 μm, preferably <80 μm, and> 10 μm.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass zumindest ein Blendenkanal zur Begrenzung der Röntgenstrahlen auf einen Brennfleck ausgerichtet ist.In particular, the invention provides that at least one aperture channel for limiting the X-rays is aligned with a focal spot.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenkörper zumindest einen Blendenkanal zur Begrenzung der Elektronenstrahlen und zumindest einen Blendenkanal zur Begrenzung der Röntgenstrahlen enthält.The invention is characterized in that the diaphragm body contains at least one diaphragm channel for limiting the electron beams and at least one diaphragm channel for limiting the X-rays.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass Röntgenspannungen ≥ 190 kV bis 450 kV, bevorzugt ≥ 225 kV bis 450 kV vorgesehen sind.Preferably, it is provided that x-ray voltages ≥ 190 kV to 450 kV, preferably ≥ 225 kV to 450 kV are provided.

Vorgesehen ist insbesondere, dass die Vorrichtung in ein Koordinatenmessgerät integriert ist.It is provided in particular that the device is integrated in a coordinate measuring machine.

Ein Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Röntgenstrahlen abgebenden ersten Brennflecks mit einer Vorrichtung zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, zumindest einem ersten Target tragenden Grundkörper, auf dem sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen ein Röntgenstrahlen erzeugender erster Brennfleck bildet und einem geschlossenen Gehäuse zeichnet sich dadurch aus, dass die Größe des ersten wirksamen Brennflecks durch Begrenzung der Elektronenstrahlen und/oder der Röntgenstrahlen durch einen Blendenkörper, welcher zumindest einen mechanischen Blendenkanal aufweist, eingestellt wird.A method for generating at least one X-ray emitting first focal spot with a device at least consisting of a cathode body emitting an electron beam, an anode, at least a first target supporting body on which forms a first focal spot producing X-rays upon irradiation with electron beams and a closed housing is characterized in that the size of the first effective focal spot is adjusted by limiting the electron beams and / or the X-rays through a diaphragm body which has at least one mechanical diaphragm channel.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Erzeugung von zumindest zwei Röntgenstrahlen abgebender Brennflecken mit einer Vorrichtung, zumindest bestehend aus einem Elektronenstrahlen abgebenden Kathodenkörper, einer Anode, einem zumindest zwei Targets tragenden Grundkörper, auf dem sich bei Bestrahlung mit Elektronenstrahlen zumindest zwei Röntgenstrahlen erzeugende Brennflecke bilden, und einem geschlossenen Gehäuse, das sich dadurch auszeichnet, dass ein zweiter Brennfleck sich auf einem zweiten Target bildet, welches eine Öffnung besitzt und mit einem anschließenden Blendenkanal verbunden ist, der einen Teil der Elektronenstrahlen passieren lässt, der anschließend auf ein erstes Target trifft und einen erstten Brennfleck bildet, wobei die wirksame Größe des ersten Brennflecks eingestellt wird durch die Größe der Öffnung und/oder des Blendenkanals und vorzugsweise zusätzlich durch die Größe einer Blende, die in Ausbreitungsrichtung der durch den ersten Brennfleck abgegebenen Röntgenstrahlung angeordnet ist.Furthermore, the invention relates to a method for producing at least two X-ray emitting focal spots with a device, at least consisting of a cathode body emitting electron beams, an anode, a base body carrying at least two targets on which at least two X-ray producing focal spots are irradiated upon irradiation with electron beams and a closed housing, characterized in that a second focal spot is formed on a second target having an opening and connected to a subsequent aperture channel which allows a portion of the electron beams to pass, which subsequently encounters a first target and forming a first focal spot, wherein the effective size of the first focal spot is adjusted by the size of the aperture and / or the aperture channel, and preferably additionally by the size of an aperture in the direction of propagation through the first Focal spot emitted X-radiation is arranged.

Insbesondere ist vorgesehen, dass durch Drehen und/oder Verschieben der Vorrichtung die Strahlrichtung der ersten und der weiteren Röntgenstrahlen eingestellt wird.In particular, it is provided that the beam direction of the first and the further X-rays is adjusted by rotating and / or moving the device.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass durch mechanische Verschiebung des Blendenkörpers die getrennte Bestrahlung der verschiedenen Blendenkanäle mit Elektronenstrahlen bzw. Röntgenstrahlen erfolgt.The invention is also distinguished by the fact that the irradiation of the different diaphragm channels with electron beams or X-rays is effected by mechanical displacement of the diaphragm body.

Insbesondere ist die Erfindung auch dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der elektromagnetischen Fokussierung der Elektronenstrahlen verändert wird, um die verschiedenen Blendenkanäle mit Elektronenstrahlen bzw. Röntgenstrahlen getrennt zu bestrahlen.In particular, the invention is also characterized in that the adjustment of the electromagnetic focusing of the electron beams is changed in order to irradiate the different aperture channels separately with electron beams or X-rays.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zumindest ein Blendenkanal abgedeckt wird. Furthermore, the invention is characterized in that at least one aperture channel is covered.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass zur Verschiebung des Blendenkörpers ein elektromagnetischer Antriebe eingesetzt wird, der sich außerhalb der geschlossenen Röhre befindet, der den Blendenkörper vorzugsweise in die erste oder zweite Endlage verschiebt, in der der Blendenkörper ohne anliegendes magnetisches Feld eine stabile Position einnimmt und nach Erreichen einer Endlage abgeschaltet wird.The invention is also characterized in that the displacement of the visor body, an electromagnetic drives is used, which is located outside the closed tube, which preferably shifts the visor body in the first or second end position in which the visor body without applied magnetic field a stable position occupies and is switched off after reaching an end position.

Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass erste und/oder zweite Röntgenstrahlen zur computertomographischen Messung eines Bauteils eingesetzt werden.Furthermore, the invention provides that first and / or second X-rays are used for computer tomographic measurement of a component.

Gekennzeichnet ist die Erfindung auch dadurch, dass erste und/oder zweite Röntgenstrahlen zur computertomographischen Bestimmung von Messpunkten, vorzugsweise 3D Messpunkten, an einem Bauteil eingesetzt werden.The invention is also characterized in that first and / or second X-rays are used for computer tomographic determination of measuring points, preferably 3D measuring points, on a component.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmale – für sich und/oder in Kombination – sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken from them - alone and / or in combination - but also from the following description of the drawing to be taken preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine Röntgenröhre mit einem Reflexionstarget und einem nadelförmigen Filament nach dem Stand der Technik, 1 an X-ray tube with a reflection target and a needle-shaped filament according to the prior art,

2 eine Röntgenröhre mit geschlossenem Gehäuse und wendelförmigen Filament nach dem Stand der Technik, 2 an X-ray tube with closed housing and helical filament according to the prior art,

3 eine erste erfinderische Ausgestaltung in Erweiterung des in 2 gezeigten Standes der Technik für ein geschlossenes Röntgenröhrengehäuse, 3 a first inventive embodiment in extension of in 2 Prior art shown for a closed X-ray tube housing,

4 eine weitere erfinderische Ausgestaltung, wobei der Blendenkörper in das Target integriert ist, 4 a further inventive embodiment, wherein the visor body is integrated in the target,

5 eine erste alternative Lösung, bei der die Röntgenstrahlen die Röntgenröhre in der gleichen Richtung verlassen, 5 a first alternative solution in which the x-rays leave the x-ray tube in the same direction,

6 eine zweite alternative Lösung, bei der die Röntgenstrahlen die Röntgenröhre in der gleichen Richtung verlassen, 6 a second alternative solution in which the x-rays leave the x-ray tube in the same direction,

7 eine erste alternative Ausgestaltungsmöglichkeiten des Blendenkanals und 7 a first alternative design possibilities of the aperture channel and

8 eine zweite alternative Ausgestaltungsmöglichkeiten des Blendenkanals. 8th a second alternative design possibilities of the aperture channel.

Die 1 und 2 zeigen Röntgenröhren mit einem Reflexionstarget 5 nach dem Stand der Technik. 1 zeigt einen Aufbau mit einem nadelförmigen Filament 3. Von diesem Filament 3, welches Teil der Kathode 2 ist, gehen Elektronenstrahlen 4 aus, die in Richtung einer Anode 11 beschleunigt werden. Nach dem Durchlaufen von diversen Zentrier- und Ablenkspulen 8 treffen diese auf das Target 5, welches seinerseits Röntgenstrahlung 9 durch eine für Röntgenstrahlen durchlässige Öffnung 10 eines evakuierten Gehäuses 1 abgibt. Das Target 5 befindet sich auf einem Grundkörper 6, welcher mit Hilfe einer Kühlvorrichtung 7 gekühlt wird. Da das nadelförmige Filament 3 hohem Verschleiß unterliegt, muss das Gehäuse 1 für Wartungszwecke und Austausch des Filaments 3 geöffnet werden können.The 1 and 2 show x-ray tubes with a reflection target 5 According to the state of the art. 1 shows a structure with a needle-shaped filament 3 , From this filament 3 which part of the cathode 2 is, go electron beams 4 out towards an anode 11 be accelerated. After passing through various centering and deflection coils 8th hit them on the target 5 , which in turn is X-ray 9 through an X-ray transparent opening 10 an evacuated housing 1 emits. The target 5 is located on a base body 6 , which with the help of a cooling device 7 is cooled. Because the needle-shaped filament 3 subject to high wear, the housing must 1 for maintenance purposes and replacement of the filament 3 can be opened.

Im Gegensatz hierzu wird in 2 eine Röntgenröhre mit geschlossenem Gehäuse 12 dargestellt. Hierbei werden jedoch weniger verschleißanfällige wendelförmige Filamente 13 der Kathode 2 eingesetzt. Der sich dabei ergebende Brennfleck auf dem Target 5 ist im Gegensatz zu nadelförmigen Filamenten 3 deutlich größer, z. B. mindestens 80 bis 100 μm.In contrast, in 2 an X-ray tube with a closed housing 12 shown. In this case, however, less susceptible helical filaments 13 the cathode 2 used. The resulting focal spot on the target 5 is unlike acicular filaments 3 significantly larger, z. B. at least 80 to 100 microns.

Das Target 5 besteht zumeist aus Wolfram. Es sind jedoch auch andere Materialien, wie Rhodium, Molybdän, Chrom, Eisen oder Silber möglich.The target 5 consists mostly of tungsten. However, other materials such as rhodium, molybdenum, chromium, iron or silver are possible.

Da beim Auftreffen des Elektronenstrahls 4 bzw. der Elektronen auf das Target 5, abhängig von der Beschleunigungsspannung und der Leistung, hohe Wärmemengen entstehen, muss diese vom Target 5 abgeführt werden. Hierfür ist das Target mit einem Grundkörper 6 verbunden, der vorzugsweise aus Kupfer besteht und eine Kühlung, z. B. Flüssigkeitskühlung wie Wasserkühlung 7, enthält.Because when the electron beam hits 4 or the electrons on the target 5 , depending on the acceleration voltage and the power, high amounts of heat arise, this must be from the target 5 be dissipated. This is the target with a basic body 6 connected, which preferably consists of copper and a cooling, for. B. liquid cooling such as water cooling 7 , contains.

3 zeigt eine erste erfinderische Ausgestaltung in Erweiterung des in 2 gezeigten Standes der Technik für ein geschlossenes Röntgenröhrengehäuse 12. Hierbei wird ein Blendenkörper 14 mit einem Blendenkanal 15 und vorzugsweise einem weiteren Blendekanal 17 integriert. Durch den geringen Durchmesser des Blendenkanals 15 werden die Elektronenstrahlen 4 begrenzt und nur ein kleiner Teil dieser fällt auf das Target 5 und bildet die Röntgenstrahlung 9. Vorzugsweise zusätzlich wird die Röntgenstrahlung 9 durch den weiteren Blendenkanal 17 im Blendenkörper 14 begrenzt. 3 shows a first inventive embodiment in extension of in 2 Prior art shown for a closed X-ray tube housing 12 , This is an aperture body 14 with a blind channel 15 and preferably a further blend channel 17 integrated. Due to the small diameter of the aperture channel 15 become the electron beams 4 limited and only a small part of this falls on the target 5 and forms the X-ray radiation 9 , Preferably, in addition, the X-radiation 9 through the wider aperture channel 17 in the visor body 14 limited.

Nach einen weiteren erfinderischen Vorschlag wird im Blendenkörper 14 zusätzlich ein Target 18 integriert, welches vom größten Teil der Elektronenstrahlen 4 bestrahlt wird und eine weitere Röntgenstrahlung 16 durch ein weiteres Fenster 19 des Gehäuses 12 abgibt. Der auf dem Target 18 gebildete Brennfleck ist dabei deutlich größer als der besonders kleine Brennfleck auf dem Target 5. Zur Abführung der auf dem Target 18 beim Auftreffen der Elektronenstrahlen 4 entstehenden Wärme ist dieses durch eine Kühlung 19 gekühlt.According to another inventive proposal is in the visor body 14 in addition target 18 integrated, which of most of the electron beams 4 is irradiated and another X-ray 16 through another window 19 of the housing 12 emits. The one on the target 18 formed focal spot is significantly larger than the particularly small focal spot on the target 5 , To dissipate the on the target 18 upon impact of the electron beams 4 this heat is generated by cooling 19 cooled.

In 4 ist eine Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der der Blendenkörper 14 mit dem Grundkörper 6 eine Einheit bildet. Insbesondere kann es sich hierbei um den gleichen Körper handeln. In diesem Fall kann die Kühlung 7 und die Kühlung 19 ebenfalls eine gemeinsame Kühlung sein.In 4 an embodiment of the invention is shown in which the visor body 14 with the main body 6 forms a unity. In particular, this may be the same body. In this case, the cooling can 7 and the cooling 19 also be a common cooling.

In den 3 und 4 verlässt, ohne Beschränkung der Allgemeinheit, der von dem zusätzlichen (zweiten) Target 18 ausgehende Röntgenstrahl 16 das geschlossene Gehäuse 12 in entgegen gesetzter Richtung zur von dem (ersten) Target 5 ausgehenden Röntgenstrahlung 9. Durch entsprechend veränderte Neigung des zweiten Targets 18 sind jedoch auch sämtliche verschiedene Austrittsrichtungen für den Röntgenstrahl 16 möglich. Um entweder den Röntgenstrahl 9 oder den weiteren Röntgenstrahl 16 auf ein zu messendes Objekt zu richten, wird die gesamte Vorrichtung 12 an einer mechanischen Drehachse befestigt und kann je nach Bedarf so ausgerichtet werden, dass entweder die Röntgenstrahlung 9 oder die weitere Röntgenstrahlung 16 das Messobjekt trifft.In the 3 and 4 leaves, without limitation of generality, that of the additional (second) target 18 outgoing X-ray 16 the closed housing 12 in the opposite direction to the (first) target 5 outgoing X-rays 9 , By correspondingly changed inclination of the second target 18 However, all the different exit directions for the X-ray beam are 16 possible. To either the x-ray 9 or the other X-ray 16 to judge an object to be measured becomes the entire device 12 attached to a mechanical axis of rotation and can be aligned as needed so that either the X-rays 9 or the other X-rays 16 the measurement object hits.

Alternative Lösungen sind in den 5 und 6 dargestellt, wobei die Röntgenstrahlen 9 und 16 bzw. 9a und 9b in der gleichen Richtung die Röntgenröhre verlassen. In 5 wird hierzu der Grundkörper 6 und der Blendenkörper 14 bzw. die Einheit aus beiden in Richtung des Pfeils 26 bezüglich der Elektronenstrahlen 4 (4a bzw. 4b) verschoben. In der gezeichneten Grundstellung wird das Target 5a von den Elektronenstrahlen 4 (in dieser Stellung gekennzeichnet durch die Elektronenstrahlen 4a) bestrahlt, wodurch die Röntgenstrahlung 9a abgegeben wird. Hierzu ist im Blendenkörper 14 der Blendenkanal 15a integriert. Mit Hilfe von sich außerhalb des Gehäuses 12 befindlichen Antrieben 20, vorzugsweise elektromagnetischen Antrieben, wird ein mit dem Grundkörper 6 verbundener Träger 21 in der Richtung 26 zum Beispiel nach oben verschoben. Hierdurch wird ein Bolzen 23, welcher mit einer Feder 22 gegen die Öffnung 24 des Teils in der Grundstellung gedrückt wird, aus dieser Lage herausbewegt und kommt in der Lage 25 zum liegen. Anschließend kann das elektromagnetische Feld der Antriebe 20 abgeschaltet werden, um keine störenden elektromagnetischen Felder in der Röhre zu erzeugen. In dieser zweiten Lage wird nun das Target 5b entlang des Blendenkanals 15b durch die Elektronenstrahlen 4 (in dieser Lage mit 4b bezeichnet) bestrahlt und der Röntgenstrahl 9b wird in der gleichen Richtung wie zuvor der Röntgenstrahl 9a abgegeben.Alternative solutions are in the 5 and 6 shown, where the x-rays 9 and 16 respectively. 9a and 9b leave the X-ray tube in the same direction. In 5 this is the basic body 6 and the visor body 14 or the unit of both in the direction of the arrow 26 with respect to the electron beams 4 ( 4a respectively. 4b ) postponed. In the drawn basic position, the target 5a from the electron beams 4 (In this position characterized by the electron beams 4a ), whereby the X-radiation 9a is delivered. This is in the visor body 14 the aperture channel 15a integrated. With the help of himself outside the case 12 located drives 20 , preferably electromagnetic drives, becomes one with the main body 6 connected carrier 21 in that direction 26 for example, moved up. This will be a bolt 23 , which with a spring 22 against the opening 24 pressed the part in the basic position, moved out of this position and comes in the situation 25 to lie down. Subsequently, the electromagnetic field of the drives 20 be turned off to generate any interfering electromagnetic fields in the tube. In this second position will now be the target 5b along the aperture channel 15b through the electron beams 4 (in this situation with 4b irradiated) and the X-ray beam 9b will be in the same direction as before the x-ray beam 9a issued.

Die Lösung in 6 erzeugt permanent die beiden Röntgenstrahlen 9 und 16, entsprechend der 4, wobei jedoch nun die Richtung des Röntgenstrahls 16 im Vergleich zur 4 umgekehrt ist, indem die Neigung des Targets 18 geändert wurde. In der dargestellten ersten Stellung verlassen jedoch nur die Röntgenstrahlen 9 das geschlossen Gehäuse 12 der Röntgenröhre, da die Röntgenstrahlen 16 mit einer Abdeckung 28 nahezu komplett abgeschwächt werden. Wird mit Hilfe des Antriebs 20 nun die Abdeckung 28 nach links entlang der Richtung des Pfeils 27 verschoben, rastet der Bolzen 23 in der Stellung 25 ein und der Antrieb 20 kann abgeschaltet werden. Die Abdeckung 28 verdeckt nun die Röntgenstrahlen 9 und lässt gleichzeitig durch die Öffnung 29 die Röntgenstrahlen 16 in Richtung des Messobjektes passieren.The solution in 6 permanently generates the two X-rays 9 and 16 , according to the 4 but now the direction of the X-ray beam 16 in comparison to 4 is reversed by the inclination of the target 18 was changed. In the first position shown, however, only the X-rays leave 9 the closed case 12 the X-ray tube, because the X-rays 16 with a cover 28 almost completely weakened. Will with the help of the drive 20 now the cover 28 to the left along the direction of the arrow 27 shifted, the bolt snaps 23 in the position 25 one and the drive 20 can be switched off. The cover 28 now cover the X-rays 9 while leaving through the opening 29 the X-rays 16 pass in the direction of the measured object.

Die 7 und 8 zeigen alternative Ausgestaltungsmöglichkeiten des Blendenkanals 15.The 7 and 8th show alternative design options of the aperture channel 15 ,

In 7 ist der Blendenkanal 15 in Bereiche unterschiedlicher Breite bzw. unterschiedlichen Durchmessers aufgeteilt. Nur im Bereich 30a wird der notwendige minimale Durchmesser von z. B. 10 μm gefertigt, damit dieser geringe Durchmesser in nur geringer Tiefe gefertigt werden muss. Die dahinter angeordneten Bereiche 30b und 30c können mit höherem Durchmesser gefertigt werde, bis hin zu z. B. 100 μm. Im gezeigten Beispiel sind drei verschiedene Durchmesser dargestellt, jedoch sind auch mehrere Stufungen oder auch weniger Stufen möglich. Die Länge der Bereiche 30a, 30b und 30c wird entsprechend der thermischen Belastbarkeit des eingesetzten Materials und der vorliegenden Elektronenstrahlleistung dimensioniert. Zudem muss beachtet werden, dass die Länge des Bereiches 30a die nach der Blende verbleibende Strahldivergenz und damit im Zusammenhang mit dem Abstand zum Target die Größe des Brennflecks beeinflusst. Der Bereich 30a wird beispielsweise mit einer Länge zwischen kleiner einem Millimeter, zum Beispiel 100 μm und wenigen Millimetern, zum Beispiel fünf Millimetern gewählt. Zudem wird der Blendenquerschnitt vorzugsweise elliptisch ausgeführt, um nach der Reflexion am Target ein kegelförmiges Röntgenstrahlprofil zu erzeugen. Die elliptische Ausführung ist dabei abhängig vom Winkel des Reflexionstargets zum Elektronenstrahl.In 7 is the aperture channel 15 divided into areas of different widths or different diameters. Only in the area 30a is the necessary minimum diameter of z. B. 10 microns, so this small diameter must be made in only shallow depth. The areas behind it 30b and 30c can be made with a larger diameter, up to z. B. 100 microns. In the example shown, three different diameters are shown, but also several steps or fewer steps are possible. The length of the areas 30a . 30b and 30c is dimensioned according to the thermal load capacity of the material used and the present electron beam power. In addition, it must be noted that the length of the range 30a the remaining after the aperture beam divergence and thus in connection with the distance to the target affects the size of the focal spot. The area 30a is selected, for example, with a length between less than one millimeter, for example 100 microns and a few millimeters, for example, five millimeters. In addition, the diaphragm cross-section is preferably elliptical in order to produce a conical X-ray profile after the reflection at the target. The elliptical design is dependent on the angle of the reflection target to the electron beam.

Ebenso kann die Stufung in umgekehrter Reihenfolge stattfinden, so dass der Abschnitt 30c der Abschnitt des geringsten Durchmessers ist und in Richtung 30b, 30a der Durchmesser ansteigt.Likewise, the grading can take place in reverse order, leaving the section 30c the section of the smallest diameter is and towards 30b . 30a the diameter increases.

8 zeigt einen kegelförmigen Verlauf des Blendekanals 15. Auch hier wird der geringste Durchmesser von < 10 μm nur im rechten Bereich, im Bereich 30a erreicht, im Bereich 30c ist der Durchmesser deutlich größer z. B. 100 μm. Auch hier können die Bereiche 30a und 30c, also der Kegel andersherum angeordnet sein, so dass der geringste Durchmesser auf der linken Seite und der größte Durchmesser auf der rechten Seite erreicht wird. 8th shows a conical shape of the blend channel 15 , Again, the smallest diameter of <10 microns only in the right area, in the area 30a reached, in the area 30c is the diameter significantly larger z. B. 100 microns. Again, the areas can 30a and 30c Thus, the cone can be arranged the other way round, so that the smallest diameter is reached on the left side and the largest diameter on the right side.

Claims

Device for generating at least one X-ray ( 9 ) issuing first focal spot, at least consisting of an electron beam ( 4 ) emitting cathode body ( 2 ), an anode ( 11 ), at least one a first target ( 5 ) supporting body ( 6 ), on which forms a X-ray-generating first focal spot when irradiated with electron beams, and a closed housing ( 12 ), characterized in that the size of the first effective focal spot by limiting the electron beams ( 4 ) and / or X-rays ( 9 ) through a diaphragm body ( 14 ), which at least one mechanical aperture channel ( 15 ), is adjustable.

Device for generating at least two x-rays ( 9 . 16 ) emitting focal spot, at least consisting of an electron beam emitting cathode body ( 2 ), an anode ( 11 ), two targets ( 5 . 18 ), on which, when irradiated with electron beams ( 4 ) at least two x-rays ( 9 . 16 forming generating focal spots, and a closed housing ( 12 ), characterized in that a second focal spot is located on a second target ( 18 ), which has an opening and with a subsequent aperture channel ( 15 ), which is a part of the electron beams ( 4 ), which then passes to a first target ( 5 ) and forms a first focal spot, wherein the effective size of the first focal spot is adjusted by the size of the opening and / or the aperture channel and preferably additionally by the size of a diaphragm ( 17 ), which in the direction of propagation of the emitted by the second focal spot X-ray radiation ( 9 ) is arranged.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second target ( 5 . 18 ) are arranged so that electron beams ( 4 ) and respectively generated X-rays ( 9 . 16 ) have different propagation directions, preferably one or both target surfaces for this purpose by an angle of 6 ° to 45 °, more preferably from 11 ° to 25 ° or 40 °, tilted to the propagation direction of the electron beams.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm body ( 14 ) from at least one aperture channel ( 15 ) and a body surrounding the orifices, preferably copper body, which is designed to be cooled, preferably has volume, in which cooling channels ( 19 ) can be integrated or to which a heat sink connects, preferably by the mathematical ratio of the length of the aperture channel in millimeters and electron beam irradiated surface of the diaphragm body in Quadratmillimetern at least 50, preferably at least 100, more preferably at least 150, and / or the mathematical ratio from volume of the diaphragm body in cubic millimeters and of electron beam irradiated surface of the diaphragm body in square millimeters at least 1000, preferably at least 10,000, particularly preferably at least 30,000.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm body ( 14 ) from the at least one second target ( 18 ) carrying body ( 6 ) is formed or forms a unit with this.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm body ( 14 ) and / or the basic body ( 6 ) is cooled with a cooling liquid, preferably with water, preferably by introduced into the diaphragm body and / or body and / or arranged around this cooling channels.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second target ( 18 ) and optionally the first target ( 5 ) each consists of a material of the group tungsten, rhodium, molybdenum, chromium, iron, silver.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm body ( 14 ) consists at least partially of a material with high thermal conductivity, preferably at least the thermal conductivity of copper, and preferably carries a target with high temperature resistance, preferably at least the thermal conductivity of tungsten.

Device according to at least claim 1, characterized in that through the diaphragm body ( 14 ) at least one further, second focal spot can be formed, preferably by a target directly surrounding the diaphragm ( 18 ), which is irradiated with electron beams.

Device according to at least claim 1, characterized in that by the other Focal spot X-rays ( 16 ), which deviates in their beam direction from that of the first X-rays, preferably by at least 30 °, preferably by at least 80 °, particularly preferably by 90 °.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that means ( 20 . 21 ) are provided for rotating and / or moving the beam direction of the first and further X-rays ( 9 . 16 ) to adjust.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least two aperture channels each ( 15a . 15b ) for limiting the electron beams ( 4a . 4b ) and the X-rays are used and preferably the base body ( 6 ) has at least two targets.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that means for mechanical displacement of the diaphragm body are integrated, which allow the separate irradiation of the different diaphragm channels with electron beams or X-rays.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the means ( 20 ) for the mechanical displacement of the body ( 6 ) and / or the diaphragm body ( 14 ) are formed by electromagnetic drives which extend outside the closed housing ( 12 ), wherein preferably in the two end positions without applied magnetic field, a stable position of the visor body is present.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that means for varying the setting of the electromagnetic focusing of the electron beam can be used, whereby the diameter and / or the divergence of the electron beams, preferably in the region of the diaphragm, are reduced.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that means ( 28 ) can be arranged to cover before at least one aperture channel.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm body ( 14 ) with the basic body ( 6 ) and / or the anode body ( 11 ) is electrically connected or that the visor body is not electrically connected to the base body and contains an electrical connection for discharging charges.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the aperture channel ( 15 ) for limiting the electron beams and / or the aperture channel ( 17 ) for limiting the X-rays through an opening, preferably a circular or square or elliptical opening, which has a constant diameter or diameter or width or stepped diameter or diameter ratio or width or continuously changed diameter or diameter ratio or width, as cone or pyramid geometry, preferably elliptical.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the smallest diameter or the smallest width of the aperture channel is <10 microns, preferably <3 microns and> 0.5 microns, and preferably the largest diameter or the largest width <100 μm, preferably <50 μm and> 10 μm, or the smallest diameter or the smallest width of the aperture channel is between 10 μm and 150 μm and preferably the largest diameter or the largest width is between 150 μm and 5 mm.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diameter or the width of the further focal spot formed by the target directly surrounding the aperture or opening of the diaphragm body, <100 microns, preferably <80 microns, and> 10 microns, is.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one aperture channel for limiting the X-rays is aligned with a focal spot.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the diaphragm body ( 14 ) at least one aperture channel ( 15 ) for limiting the electron beams and at least one aperture channel ( 17 ) for limiting X-rays.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that x-ray voltages ≥ 190 kV to 450 kV, preferably ≥ 225 kV to 450 kV are provided.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the device is integrated in a coordinate measuring machine.

Method for generating at least one X-ray emitting first focal spot with a device at least consisting of a cathode body emitting electron beams, an anode, at least one base body carrying a first target on which, upon irradiation with electron beams, an X-ray generating first focal spot forms and a closed housing, characterized in that the size of the first effective focal spot by limiting the electron beams and / or the X-rays by a Aperture body, which has at least one mechanical diaphragm channel, is set.

Method for producing at least two X-ray emitting focal spots with a device, at least consisting of a cathode body emitting electron beams, an anode, a base body bearing at least two targets, on which at least two X-ray producing focal spots are formed upon irradiation with electron beams, and a closed housing, characterized in that a second focal spot is formed on a second target having an aperture and connected to a subsequent aperture channel which allows a portion of the electron beams to pass, which subsequently encounters a first target and forms a first focal spot, the effective one Size of the first focal spot is adjusted by the size of the opening and / or the aperture channel and preferably additionally by the size of a diaphragm, the arrange in the direction of propagation of the output by the first focal spot X-ray et is.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the beam direction of the first and the further X-rays is adjusted by rotating and / or displacing the device.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that, by mechanical displacement of the diaphragm body, the separate irradiation of the different diaphragm channels takes place with electron beams or X-rays.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that for the displacement of the diaphragm body, an electromagnetic drive is used, which is outside the closed tube, which preferably shifts the diaphragm body in the first or second end position, in which the diaphragm body without applied magnetic field assumes a stable position and is switched off after reaching an end position.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the adjustment of the electromagnetic focusing of the electron beams is changed in order to irradiate the different aperture channels separately with electron beams.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one aperture channel is covered.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that first and / or second X-rays are used for computer tomographic measurement of a component.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that first and / or second X-rays are used for computer tomographic determination of measuring points, preferably 3D measuring points, on a component.