Brevet FR2393416A1 — publié le 19781229

L'invention concerne un tube de Röntgen, notamment un tube équipé d'une anode rotative. Les tubes de Röntgen équipés dsune anode rotative appartiennent à la technique connue et comportent généralement une anode mise en mouvement par un rotor, ce rotor et l'anode étant montés dans le tube. Grâce à l'emploi de l'anode rotative, l'emploi des tubes de Röntgen en question est intéressant du fait qu'au moins une zone sur l'anode est soumise plus ou moins uniformément à l'influence d'un faisceau électronique qui sert à produire les rayons X. Comme résultat d'une telle exposition uniforme de lvano- de, celle-ci est utilisée plus efficacement, ce qui en d'autres termes veut dire que la moins faible détérioration à laquelle donne lieu le faisceau électronique, permet une plus longue durée de vie du tube et des résultats meilleurs que ceux fournis par les tubes de Röntgen dans lesquels le faisceau électronique frappe plus ou moins le même endroit au cours de leur fonctionnement. Un grand inconvénient des tubes de Röntgen connus à anode rotative est le fait que dans le cas où le fonction nement du rotor ne donne plus satisfaction, il y a lieu de remplacer tout le tube. Par conséquent, la durée de vie du tube ne dépend pas uniquement de l'endurance électrique et mécanique des parties autres que le rotor dans le ~tube, mais également de liendurance du rotor et de la confiance que l'on peut porter à son fonctionnement, ce qui conduit à un plus grand risque de fonctionnement défectueux du tube. Par conséquent, souvent la durée de vie du tube peut être réduite fortement, ce qui augmente les frais à investir. Un autre inconvénient est qugen conséquence du fait que le rotor se trouve dans l'enveloppe du tube de Röntgen, les frais de fabrication sont plus élevés alors que des considérations de conception supplémentaires sont à prendre, alors qugen outre la masse du tube augmente. La présente invention diminue fortement ou évite les inconvénients cités ci-dessus et propres aux tubes connus à anode rotative, l'invention procurant en outre encore d'autres avantages. En bref, la présente invention se rapportant à un tube de Röntgen à anode rotative procure un tube comportant une enveloppe contenant une partie qui est perméable aux rayons X, par exemple une fenêtre, une anode située dans ladite enveloppe, des moyens cathodiques pour produire un faisceau électronique (y compris une cathode située dans ladite enveloppe), des moyens pour orienter le faisceau électronique vers un endroit prédéterminé par rapport à l'anode de fanon que le faisceau électronique frappe une zone de l'anode audit endroit, ainsi que des moyens extérieurs pour faire tourner l'enveloppe et son contenu. Par conséquent, l'anode et le reste du tube sont mis en rotation à lVaide de moyens extérieurs, alors que le trajet de faisceau électronique et son point dtinelden- ce restent pratiquement inchangés par rapport à l'anode. Par conséquent, l'anode ' tourne par rapport au faisceau électronique, de fanon que la zone anodique frappée par le faisceau change constamment lors de la rotation de l'anode. Suivant un mode de réalisation préféré de lin- vention, l'anode comporte une ouverture interne (par exemple centrale) dont les parois sont inclinées par rapport à la direction principale du faisceau électronique de façon qu'une zone anodique plus étendue est présentée au faisceau électronique qui de ce fait est mieux facilement intercepté par l'anode. Au besoin, le faisceau électronique peut être amené à suivre un trajet prédéterminé par rapport à l'anodé, de sorte que le faisceau frappe l'anode le long d'une zone généralement linéaire tout en émettant un faisceau de rayons X à foyer linéaire. Suivant encore un autre mode de réalisation préféré de l'invention, le moyen servant à orienter le faisceau est un dispositif électromagnétique La description suivante, en regard du dessin annexé, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure unique du dessin représente un tube de Röntgen conforme à l'invention. Sur ladite figure unique, le tube de Röntgen 10 à anode rotative comporte une enveloppe 12 qui est le siège d'un degré de vide adéquat et qui contient-une partie perméable aux rayons X, cette partie étant de préférence une fenetre 4, par exemple en béryllium, et comportant par exemple une paroi 15, en verre. L'enveloppe 12 eontient une anode 16, ainsi qu'une cathode 18, placée en face de 19anode de 16.L'enveloppe contient également un moyen de connexion électrique 20 pour fournir l'énergie électrique indispensable à la cathode (ledit moyen 20 étant par exemple une fiche en cuivre qui contient les contacts de filament haute tension 22 pour la cathode) et constituant une partie de l'enveloppe 12 tout en pouvant etre scellé âlaparoi en verre 15 à l'aide d'un matériau connu, ainsi qu'un moyen à l'aide duquel le faisceau électronique 24 provenant de la cathode est orienté vers anode D Ce moyen dsorientation de faisceau est par exemple un élément concentrateur de faisceau 26, par exemple un électro-aimant ou un aimant permanent bien que l'emploi de plaques électrostatiques soit possible également, et peut comporter un élément de déviation de faisceau 28, par exemple une culasse de déviation électromagnétique ou un aimant permanent sous l'in- fluence duquel le faisceau est dévié vers une zone prédéterminée sur l'anode 16, comme précisée ci-dessus. Le tube de Röntgen conforme à l'invention comporte également un moyen qui se trouve à l'extérieur à l'enveloppe et qui sert à imposer le mouvement de rotation à l'enveloppe 12 et à son contenu. Ce moyen est par exemple un collier 30 tournant sur des roulements et s'adaptant autour de l'envelop- pe 12 tout en pénétrant, directement ou non, dans l'enve- loppe 12; ledit collier 30 est muni de dents de sorte qu'il forme un pignon 32.Ainsi, à l'aide d'un engrenage de commande (non représenté) qui engrène ledit pignon 32, il est possible de faire tourner le collier 30, et par conséquent, le tube 10. En guise de l'alternative de l'emploi du collier 30, le tube 10 peut être mis en rotation par exemple a l'aide d'une courroie mise en mouvement par un moteur adéquat, l'emploi d'autres moyens de commande étant toutefois également possible. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le tube est monté sur des roulements 34 qui de préférence entourent l'enveloppe et qui sont situés aux extrémités opposées de celle-ci. Suivant une version préférée de l'invention, le tube de Röntgen comporte une anode 16 munie dune ouverture interne 38 qui traverse lsépaisselr de anode, tandis qu'une partie qui appartient à la paroi anodique 40 et qui définit ladite ouverture est frappée par le faisceau électronique 24 ce qui donne lieu à l'émission de rayons X 42 émanant de anode lorsque les tube 16 tourne, le faisceau électrD- nique qui de préférence est orienté le long d'un trajet déterminé ou qui au moins est amené à suivre mie distance déterminée par rapport à l'anode rotative, frappe un endroit prédéterminé de celle-ci, de sorte que toutes les parties de la paroi anodique participent au mouvement du tube, et dans ce but, l'anode 16 est tournée de fanon que le faisceau frappe différentes parties de la paroi 40. De cette fanon, différentes parties de surface de la paroi anodique 40 sont soumises plus ou moins de la même faon à l'influence du faisceau électronique 42, ce qui conduit aux avantages dont il a ete déjà question ci-dessus Généralement et de préférence, l'axe de l'envelop- pe 12 et l'axe de l'ouverture 38 sont pratiquement paral- le les, tandis que tout spécialement il est désirable que leurs axes principaux coïncident pratiquement. Au besoin, axe de rotation de l'anode et celui de l'enveloppe coïn- cident. Suivant un autre mode de réalisation préféré, l'ou- verture 38 de l'anode du tube de Röentgen est définie par une paroi 40 forment un certain angle avec l'axe principal du tube, ladite paroi 40 étant de préférence conique vers le bas dans la direction de la cathode 18 située en face de l'anode 16, de sorte que la paroi 40 se trouve en face de la cathode. Suivant encore un autre mode de réalisation, l'ano- de 16 est placée entre la cathode 18 et la fenetre 14, tandis que de préférence, l'anode 16 comporte des passages intérieurs 43 pouvant être parcourus par un fluide de refroidis- sement, une autre possibilité étant de prévoir à l'anode 16 d'autres moyens de refroidissement. Lors du fonctionnement du tube 10, le faisceau électronique 24 peut être orienté le long d'un trajet pratiquement invariable par rapport à anode, de sorte que le faisceau frappe par exemple la paroi 40 de l'anode pratiquement suns forme d'un spot lumineux qui se déplace le long de la paroi 40 lorsque l'anode est mise en rotation en même temps que l'enveloppe 12. Une autre possibilité est de mouvoir le faisceau 24 dans un mode oscillatoin le long dtun trajet relativement invariable par rapport à l'anode 16, de sorte que le faisceau 24 frappe sur l'anode par exemple la paroi 40 pratiquement comme une configuration d'impact pratiquement linéaire de façon à donner lieu à un faisceau de Röntgen à foyer linéaire, une autre possibilité étant de façonner le faisceau à laide d'éléments magnétiques, électromagnétiques ou électrostatiques de façon à obtenir un faisceau divergent à faible dimension transversale qui frappe l'anode suivant une configuration linéaire tout en évitant de la sorte donc tout mouvement oscillatoire du faisceau. En coopération avec des éléments électrostatiques ou électromagnétiques, il est possible d'utiliser des moyens de commande et de contrôle d'un genre connu. REVENDICATI0N-S: 1. Tube de Röntgen équipé d'une anode rotative et comportant: (a) une enveloppe munie d'une fenêtre perméable aux rayons X, (b) une anode placée dans ladite enveloppe, (c) des moyens servant à engendrer un faisceau électronique et comportant une cathode, (d) un moyen pour orienter ledit faisceau électronique sur un endroit prédéterminé par rapport à ladite anode et pour frapper sur celle-ci une zone située audit endroit, (e) un moyen de commande qui se trouve à l'extérieur de ladite enveloppe et qui sert à imposer le mouvement de rotation à l'enveloppe ainsi qu'à son contenu, caractérisé en ce que ladite anode est située entre la cathode et la fenêtre et comporte une ouverture interne traversant l'épais- seur de anode et comportant ledit endroit prédéterminé. 2. Tube de Röntgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe principal de l'enveloppe et l'axe principal de l'ouverture sont pratiquement parallèles. 3. Tube de Röntgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe principal de l'enveloppe et celui de l'ouverture coïncident pratiquement. 4. Tube de Rontgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode comporte une paroi qui délimite ladite ouverture, tandis que l'enveloppe comporte un axe, ladite paroi formant un certain angle avec ledit axe. 5. Tube de Röntgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode de ce tube est placée en face de la cathode tandis que l'ouverture de l'anode est conique suivant la-direction s'éloignant de la cathode. 6. Tube de Rontgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que ltouverture d'anode est située sur un certain axe tandis que le moyen de rotation est conçu pour faire tourner ladite enveloppe autour dudit axe. 7. Tube de Röntgen selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode comporte des parties de paroi qui délimitent ltouverture anode et qui se trouvent en face de la cathode. 8. Tube de Röntgen selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit moyen servant à orienter le faisceau comporte un moyen pour faire osciller ce faisceau le long d'un trajet pratiquement invariable de façon que ce faisceau frappe sur l'anode une partie pratiquement linéaire afin de donner lieu à l'obtention d'un faisceau de rayons X à foyer linéaire.