Brevet FR2234655A1 — publié le 19750117

L'invention concerne une fenêtre de passage pour les rayons X, qui est constituée par un matériau laissant bien passer les rayons X et qui est soudée dans un chassis en métal lourd. Des fenêtres de ce type sont utilisées, d'une façon connue, dans des tubes à rayons X, c est-à-dire dans des tubes à vide poussé, dans lesquels on produit des rayons X qui sont utilisés à I extérieur du tube. Des fenêtres, que les rayons traversent bien, sont nécessaires également dans les tubes dans lesquels des rayons X ou des rayons traversants semblables, par exemple desrayonsgawmadtisotopes, sont convertis en des signaux électriques, optiques etc. Les tubes de ce type peuvent contenir éventuellement des sondes de mesure ou des dispositifs permettant de rendre visible le rayonnement. De tels tubes sont par exemple connus en tant que convertisseurs d'image, tubes de prise de vue de télévision, etc. Les tubes destinés à rendre visibles des images radiographiques et isotopiques doivent posséder des fenêtres d'entrée présentant un grand diamètre afin de pouvoir être utilisées pour les dimensions d T image intervenant dans le radiodiagnostic et le diagnostic utilisant les isotopes. Cependant il est difficile de monter de façon durable et avec étanchéité au vide dans la paroi de l'enceinte, des fenêtres possédant une bonne perméabilité au rayonnement. Suivant une demande de brevet déposée antérieurement la fenêtre doit être constituée par une feuille métallique mince, par exemple en titane, et doit être montée dans un châssis stable, qui est constitué par exemple en acier. Pour cela le bord extérieur de la feuille est soudé au bord extérieur du châssis.D'une part les feuilles métalliques doivent posséder, en tant qu'éléments de la paroi de l'enceinte à vide, une stabilité appropriée et d'autre part doivent pouvoir être soudées à un métal lourd. C'est pourquoi on n'envisage que des tôles minces en métal lourd telles que par exemple le titane. Mais il en résulte que la fenêtre s'incurve vers llintérieur de l'espace de l'enceinte lors de la mise sous vide. On obtient une forme allant à llencontre de la constitution usuelle des éléments amplificateurs d'images et cela conduit à des tubes transducteurs d'images d'une longueur indésirable.Des fenêtres en métal léger possédant une rigidité suffisante ne peuvent pas être soudées, sur leur bord, au métal lourd utilisé pour constituer le chassies du dispositif de l'enceinte, par exemple selon le procédé de soudage par arc dans l'argon. De même des enceintes, qui sont constituées entièrement en aluminium, donc en un métal léger, n'ont pas pu être adaptées étant donné que des passages utilisables de conducteurs électriques nlont pas pu être jusqu'à présent réalisés à travers la paroi en aluminium. L'invention a pour but de fournir un montage pour des fenêtres de passage du rayonnement dont les plaques sont constituées par un métal léger et peuvent être soudées dans des chts- sis en métal lourd. Ce problème est résolu conformément à l'invention gracie au fant que le bord de la fenêtre, qui est en un métal léger, est constitué par un matérieu pouvant être soudé sur le châssis en métal lourd. Dans le cas d'une telle forme de réalisation de la fenêtre, il est également possible d'utiliser des fenêtres cintrées vers l'extérieur étant donné qu'on peut obtenir des formes suffisamment stables par suite de la bonne perméabilité du métal léger au rayonnement. On conserve en outre les avantages du chassies en métal lourd, qui peut constituer l'élément de jonction avec une enceinteen verre ou en métal lourd. Dans une forme de réalisation de l'invention, la fenêtre est réalisée en utilisant un matériau à deux couches, dont l'une est constituée par le métal léger, tandis que l'autre couche est constituée par le métal lourd. Dans la zone de traversée de la fenêtre, le métal lourd et, sur le bord, le métal léger, sont enlevés de telle manière qu'au niveau de la jonction avec le bord le matériau à deux couches est conservé. Un matériau stratifié utilisable, contenant de l'aluminium comme métal léger et du cuivre comme matériau soudable, est le matériau pouvant être obtenu dans le commerce en Allemagne sous le nom de '1Kupal". L'épaisseur des couches doit être choisie en fonction de la taille de la fenêtre et de la rigidité nécessaire. Pour un amplificateur d'image de 17cm, c'est-à-dire pour une fenêtre qui possède une surface d'entrée ayant un diamètre de 17cm, un matériau stest avéré intéressant, dans lequel le métal léger est de l'aluminium possédant une épaisseur de 1,3mm tandis que le matériau, soudé à l'acier, du bord est du cuivre possédant une épaisseur de 0,5mm. Le soudage est réalisé avantageusement selon le procédé de soudage à l'arc dans une atmosphère d'argon. Le matériau soudable peut être enlevé au centre de la fenêtre par exemple par enlèvement au tour, de même que le matériau perméable sur le bord. Cependant on peut également utiliser d'autres méthodes permettant d'enlever une couche de matériau. Ce peut être par exemple un procédé mécanique tel qu'un polissage ou un rodage, etc ou bien un procédé chimique tel qu'un enlèvement par attaque chimique, un enlèvement par chauffage, etc. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé plusieurs formes de réalisation du dispositif suivant l'invention. La figure 1 représente une coupe transversale schématique d'un amplificateur d'image radiographique, dans lequel la fenêtre est montée conformément à l'invention. La figure 2 représente une partie de la figure 1 montrant le soudage de la fenêtre sur le bord de la surface d'entrée du rayonnement. En figure 1 la référence 1 désigne l'enceinte en acier de l'amplificateur d'image dont la fenêtre 2 d'entrée du rayonnement est constituée par une t81e d'aluminium possédant une épaisseur de 1,3mm. Derrière la fenêtre 2 est situé un ensemble cathodique qui est formé par la calotte 3 en aluminium, la couche luminescente 4 et la couche de photocathode 5. Sur la cathode sont ensuite disposées successivement, vers l'intérieur de l'enceinte 1, les électrodes 6, 7, 8 et 9. La référence 9 désigne l'anode dont la face, tournée à l'opposé de la photocathode constituée par les parties 3 à 5, est fermée par l'écran luminescent 10 qui est parallèle à la paroi d'extrémité 11 de l'enceinte 1. La paroi d'extrémité Il est fabriquée en verre et transparente de sorte que l'image apparaissant sur l'écran 11 peut être observée.L'amplificateur d'image est mis en fonctionnement de façon connue par application de tensions auxconducteurs 12 à 16, qui sont guidés en étant isolés à travers la paroi de l'enceinte 1, de manière que lors de la pénétration de rayons X par la fenêtre 2 dans le dispositif cathodique 3 à 5, des électrons sont déclenchés et leur image est formée à l'aide des électrodes 6 à 9 sur l'écran 10 si bien qu'il apparait sur ce dernier une image lumineuse qui peut être observée à travers la fenêtre Il. En figure 2 on a représenté une coupe partielle à plus grande échelle du bord de la fenêtre 2. On voit qu'une couche 17 en cuivre, possédant une épaisseur e 0,5mm, est située entre la tole d'aluminium 19, possédant une épaisseur de 1,3mm, de la fenêtre de passage proprement dite 2 et la paroi de ltenceinte 1. Cette couche 17 est soudée d'une façon étanche au vide, sur son bord libre, au bord de l'enceinte 1 suivant le cordon de soudure 18. Des rainures de diamètre réduit menagées dans la paroi latérale fournissent, comme dans le cas présent le rebord einzlldre 20, une butée permettant le maintient sur de la fenêtre 2 pour son montage et son soudage. Pour réaliser la fenêtre 2 on a utilisé un matériau à deux couches, qui comporte la t81e d'aluminium 19, possédant une épaisseur de 1,3mm, de la fenêtre 2 et la couche de cuivre 17 possédant une épaisseur de 0,5mm. Pour obtenir la fenêtre 2 utilisée dans le montage représenté sur la figure, ce matériau est enfoncé sous pression dans l'organe en forme de calotte utilisé et dont le bord est recourbé en direction du c8té cintré. Le diamètre extérieur, qui est mesuré sur la paroi extérieure de la couche de cuivre 17, est adapté au diamètre intérieur de l'enceinte 1.Ensuite sur la face concave de la fenêtre 2 et jusqu'à lOmm apres la partie recourbée, on enleve le cuivre autour et, sur la paroi intérieure de la partie recourbée et à partir du bord, on enlève au tour r l'alu- minium sur environ une largeur de 2mm. On obtient ainsi une partie de la couche 17 en cuivre, susceptible drêtre soudée sur le bord de l'enceinte 1 au niveau du cordon de soudure 18, et au centre, la surface constituée par la tôle d'aluminium 19 et pouvant être traversée avec seulement de faiblies pertes par le rayonnement X. Au lieu de la fenêtre représentée comportant un bord recourbé, pour laquelle les parois latérales sont légèrement prolongées par rapport à l'enceinte connue, le raccord de la fenêtre peut également être réalisé sur un bord plat s'étendant latéralement (collerette plane). Onn'aalors pas besoin d'un prolongement de l'enceinte étant donné que le soudage vient, non pas au niveau de la surface frontale, mais sur le bord latéral de l'en- ceinte. A-l'opposé de la forme de réalisation représentée de l'invention, la pièce de forme constituant la fenêtre n'a pas besoin de se terminer directement au niveau de la jonction latérale avec la paroi longitudinale de l'enceinte 1. I1 peut au contraire être également avantageux de constituer la pièce de forme sous la forme d'un chapeau dans lequel une partie de la paroi latérale de l'enceinte est insérée de telle manière que la soudure est située, non pas au niveau du cordon 18, mais par exemple latéralement par rapport à l'électrode 7 au niveau de la jonction des parties de grand diamètre et de petit diamètre de l'enceinte 1. Le revêtement avec un matériau soudable a seulement besoin, dans le cas de l'utilisation d'un matériau stratifié, d'être éliminé de la zone proprement dite de la fenêtre devant être traversée par le rayonnement et situes en avant du dispositif cathodique 3 à 5, tandis que le métal léger a seulement besoin d'être éliminé dans la zone devant être soudée. Eventuellement pour constituer la calotte 3 on peut utiliser la zone indiquée précédemment de la fenêtre, d'une facon connue en soi dans le cas des enceintes de tubes d'amplifi- cateurs d'image. RVENDICATI0NS 1. Fenêtre de passage du rayonnement, constituée par un matériau laissant bien passer le rayonnement X et soudée dans un châssis constitué en un métal lourd, caractérisée par 13 fait que le bord de la fenêtre formé en un métal léger est constitué par un matériau pouvant être soudé sur le châssis en métal lourd. 2. Fenêtre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie centrale est constituée par une tôle d'aluminium tandis que le bord est constitué par une couche de cuivre. 3. Fenêtre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une pièce de forme réalisée en un matériau à deux couches d'aluminium et de cuivre et dans laquelle la couche de cuivre est enlevée dans la partie traversée par le rayonnement tandis que la couche d'aluminium est enlevée au niveau du bord. 4. Fenêtre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le châssis est en acier et constitue une partie de 1T enceinte à vide dTun tube d'amplificateur d'image. 5. Fenêtre suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le bord est recourbé vers l'extérieur, est emboité dans le châssis et est monté éventuellement contre une butée ménagée dans ledit châssis, tandis que les bords de la partie recourbée et du châssis sont soudés entre eux. 6. Fenêtre suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que la zone de ladite fenêtre, devant être traversée par le rayonnement, est contenue dans une pièce déforme qui englobe une partie de la paroi latérale de ltenceinte entre la région indiquée et le bord susceptible d'être soudé.