KR101194361B1

KR101194361B1 - 공업용 ｃｔ장비의 ｘ선 타겟장치

Info

Publication number: KR101194361B1
Application number: KR1020110018822A
Authority: KR
Inventors: 윤중석; 전광희; 오창현
Original assignee: 주식회사 쎄크
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2012-10-25
Also published as: KR20120100131A

Abstract

공업용 CT장비의 X선 타겟장치가 개시된다. 개시된 타겟장치는 전극으로부터 주사되는 가속전자가 충돌하여 X선을 발생시키기 위한 타겟을 포함하며, 상기 타겟과 상이한 재질로 이루어지며 상기 타겟에서 발생하는 열을 흡수하기 위해 높은 열전도율을 갖는 타겟 지지몸체를 포함하는 X선장치의 타겟장치에 있어서, 상기 타겟은 상기 타겟 지지몸체의 결합홈에 삽입되며, 상기 결합홈의 내주면 사이에 부채꼴 단면이 형성되도록 상기 타겟의 외주면이 경사지게 형성되며, 상기 타겟과 결합홈 사이에 형성되는 블레이징 접합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공업용 ＣＴ장비의 Ｘ선 타겟장치{X-RAY TARGET DEVICE OF INDUSTRIAL COMPUTED TOMOGRAPHY EQUIPMENT}

본 발명은 공업용 CT장비의 X선 타겟장치에 관한 것으로, 특히 공업용 CT장비의 전극에서 발산되는 관전류가 충돌하여 X선을 발생시키기 위한 공업용 CT장비의 X선 타겟장치에 관한 것이다.

일반적으로 X선장치는 X선 빔을 사용하여 피검사체(또는 인체)의 수직인 중첩영상을 얻은 반면, CT장비는 X선 빔과 디텍터의 스캔 경로에 대하여 수평, 수직 또는 임의 각도의 단면영상을 얻는다.

상기 CT장비는 획득한 이미지를 슬라이스 과정에서 물질의 밀도와 유효원자번호에 영향을 받는 선형감쇄계수를 가진 물질 및 두께를 보셀(voxel)로 표현한다.

이러한 CT장비는 사람의 인체 내부를 검사하기 위한 의료용 CT장비가 있으며, 의료용 CT장비에 비해 반도체의 접합부위 등 미세한 부분을 고해상도로 관측하기 위해 고배율의 영상을 획득하기 위한 공업용 CT장비로 나누어진다.

상기 CT장비 중 종래의 공업용 CT장비는 고배율의 영상을 획득하기 위해 다음과 같은 조건을 만족해야 한다. 첫째, 전극에서 발산되는 관전류(beam current)가 X선 타겟장치의 타겟(target)에 집속되는 포컬 스폿(focal spot) 사이즈가 작아야 하고, 둘째, 균일한 X선의 선량과, 셋째, 균일한 스폿 포인트가 확보되어야 한다.

한편, 종래의 X선 타겟장치은, 도 1과 같이, 타겟 지지몸체(1)와 타겟 지지몸체(1)의 결합홈(3)에 삽입된 타겟(5)을 포함한다. 이 경우 타겟(5)은 텅스텐(W)으로 이루어지며 가속전자와 반응(충돌)하여 X선을 발생시키는 데, 이때 타겟(5)에는 고열이 발생한다. 타겟 지지몸체(1)는 타겟(5)을 냉각효율을 극대화하기 위해 열전도율이 높은 구리(Cu)로 제작한다.

상기 타겟 지지몸체(1)와 타겟(5)은 상호 접합을 위해 블레이징 공정을 통해 결합홈(3)의 바닥면과 타겟(5)의 저면 간에 블레이징 필러(brazing filler)를 이용하여 블레이징 접합부(7)를 형성한다.

그런데, 상기 타겟 지지몸체(1)는 높은 열전도율을 갖는 것은 물론 높은 열팽창률도 함께 갖고 있기 때문에, 상술한 가속전자에 의해 발생하는 고열로 열팽창 및 수축을 반복하게 된다(도 1의 A방향 및 B방향으로의 팽창 및 A방향의 역방향 및 B방향의 역방향으로의 수축). 이에 따라 블레이징 접합부(7)에 균열이 발생하게 되고 이로 인해 타겟 지지몸체(1)의 열전도 효율이 급격하게 저하됨에 따라 타겟(5)의 수명이 단축되는 문제가 있었다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 타겟 지지몸체의 높은 열팽창 및 수축에 따른 블레이징부의 균열을 방지하고 타겟과 타겟 지지몸체 간의 결합을 더욱 공고히 하기 위한 공업용 CT장비의 X선 타겟장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 전극으로부터 주사되는 가속전자가 충돌하여 X선을 발생시키기 위한 타겟을 포함하며, 상기 타겟과 상이한 재질로 이루어지며 상기 타겟에서 발생하는 열을 흡수하기 위해 높은 열전도율을 갖는 타겟 지지몸체를 포함하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치에 있어서, 상기 타겟은 상기 타겟 지지몸체의 결합홈에 삽입되며, 상기 결합홈의 내주면 사이에 부채꼴 단면이 형성되도록 상기 타겟의 외주면이 경사지게 형성되며, 상기 타겟과 결합홈 사이에 형성되는 블레이징 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치를 제공한다.

상기 타겟의 외주면은 상기 타겟의 저면으로부터 상부로 갈수록 상기 타겟 내측으로 경사지게 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 타겟의 외주면은 상기 타겟의 저면으로부터 45도?80도의 경사각도로 설정될 수 있다.

상기 블레이징 접합부는 상기 타겟의 외주면 하부와 상기 결합홈의 내주면 하부 사이에 형성될 수 있다. 이 경우 상기 블레이징 접합부는 상기 타겟의 저면과 상기 결합홈의 바닥면 사이에 더 형성되는 것이 바람직하다.

상기 타겟은 텅스텐(W)으로 이루어지며, 상기 타겟 지지몸체는 구리(Cu)로 이루어질 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 있어서는 타겟의 외주면을 경사 형성하고, 타겟 지지몸체의 결합홈의 내주면과 타겟의 외주면 사이에 블레이징 접합부를 형성함에 따라, 타겟과 타겟 지지몸체 간의 결합을 더욱 공고히 함으로써 타겟 지지몸체의 높은 열팽창 및 수축에 따른 블레이징부의 균열에 의한 열전도율 저하를 근본적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 공업용 CT장비의 X선 타겟장치를 나타내는 종단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공업용 CT장비의 X선 타겟장치를 나타내는 사시도,
도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 나타내는 종단면도,
도 4는 도 3에 표시한 Ⅳ부분을 나타내는 확대도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공업용 CT장비의 X선 타겟장치의 구성을 설명한다.

도 2 및 도 3을 참고하면, 본 발명의 타겟장치는 타겟 지지몸체(10) 및 타겟(15)을 포함한다.

타겟 지지몸체(10)는 상단에 타겟(15)이 삽입되는 결합홈(13)이 형성된다. 이 경우 결합홈(13)은 바닥면(13a)이 평평하게 이루어지며, 내주면(13b)이 상기 바닥면(13a)에 대하여 대략 직각을 이룬다. 상기 타겟 지지몸체(10)는 타겟(15)으로부터 열을 효과적으로 흡수하기 위해 열전달율이 높은 Cu(구리)로 제작한다.

타겟(15)은 타겟 지지몸체(10)의 결합홈(13)에 삽입되며, 저면(15a)이 결합홈(13)의 바닥면(13a)에 안착된다. 이 경우 타겟(15)의 저면(15a)은 결합홈(13)의 바닥면(13a)과 대략 대응하도록 소정의 면적을 갖는다. 상기 타겟(15)은 통상 열변형율이 낮은 텅스텐(W)으로 이루어진다.

또한 타겟(15)은 외주면(15b)이 저면(15a)에 대하여 소정의 경사각도(θ)를 갖도록 형성된다. 상기 타겟(15)의 외주면(15b)의 경사각도(θ)는 타겟(15)의 가속전자 충돌면(15c)의 면적, 타겟 지지몸체(10)와 타겟(15) 간의 접합정도 및 블레이징 공정의 용이성 등을 함께 고려하여 대략 45도?80도로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 타겟(15)은 블레이징 공정을 통해 외주면(15b)의 하부가 타겟 지지몸체(10)와 접합된다.

블레이징 접합부(17)는 상기 블레이징 공정에 의해 결합홈(13)의 바닥면(13a)과 타겟(15)의 저면(15a)이 형성되고, 타겟(15)의 외주면(15b) 하부와 결합홈(13)의 내주면 하부(13b) 사이에 형성된다. 이 경우 타겟(15)의 외주면(15b)에 접하는 접합부(17)는 단면이 대략 부채꼴로 이루어진다.

상기 블레이징 접합부(17)는 전극으로부터 발사된 가속전자가 타겟(15)에 충돌할 때 발생하는 고열이 타겟(15)에서 타겟 지지몸체(10)로 전달됨에 따라 타겟 지지몸체(10)가 열팽창하는 경우, 도 4와 같이, 타겟(15)과 관련하여 A방향 및 B방향으로 팽창하는 타겟 지지몸체(10)에 의해 블레이징 접합부(17)는 C방향 즉, 타겟(15)의 외주면(15b)에 대하여 대략 직각방향으로 타겟(15)을 가압한다.

이에 따라 타겟(15)은 상기 C방향으로 가해지는 힘에 의해 타겟(15)이 D방향으로 눌린다. 즉, 타겟(15)의 저면(15a)이 결합홈(13)의 바닥면(13a)에 가압된다. 이 경우 D방향의 힘은 타겟 지지몸체(10)의 A방향으로 팽창하는 힘과 대응하게 된다.

결국, 블레이징 접합부(17)는 타겟(15)의 하단부와 결합홈(13)의 내주면(13b) 사이에서 쐐기역할을 함에 따라 타겟(15)은 타겟 지지몸체(10)와 더욱 강한 결합을 이루게 된다.

따라서 상기 본 발명에 있어서는 타겟(15)의 외주면(15b)을 경사 형성하고, 결합홈(13)의 내주면(13b)과 타겟(15)의 외주면(15b) 사이에 블레이징 접합부(17)를 형성함에 따라, 종래와 같이 타겟 지지몸체(10)의 높은 열팽창 및 수축에 따른 블레이징부의 균열에 의한 열전도율 저하를 근본적으로 차단할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

10: 타겟 지지몸체 13: 결합홈
13a: 바닥면 13b: 내주면
15: 타겟 15a: 저면
15b: 외주면 15c: 가속전자 충돌면
17: 블레이징 접합부

Claims

전극으로부터 주사되는 가속전자가 충돌하여 X선을 발생시키기 위한 타겟을 포함하며, 상기 타겟과 상이한 재질로 이루어지며 상기 타겟에서 발생하는 열을 흡수하기 위해 열전도율을 갖는 타겟 지지몸체를 포함하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치에 있어서,
상기 타겟은 상기 타겟 지지몸체의 결합홈에 삽입되며, 상기 결합홈의 내주면 사이에 부채꼴 단면이 형성되도록 상기 타겟의 외주면이 경사지게 형성되며,
상기 타겟과 결합홈 사이에 형성되는 블레이징 접합부를 포함하고,
상기 타겟의 외주면은 상기 타겟의 저면으로부터 상부로 갈수록 상기 타겟 내측으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 타겟의 외주면은 상기 타겟의 저면으로부터 45도?80도의 경사각도로 설정되는 것을 특징으로 하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치.
제1항에 있어서, 상기 블레이징 접합부는 상기 타겟의 외주면 하부와 상기 결합홈의 내주면 하부 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치.
제4항에 있어서, 상기 블레이징 접합부는 상기 타겟의 저면과 상기 결합홈의 바닥면 사이에 더 형성되는 것을 특징으로 하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치.
제1항에 있어서, 상기 타겟은 텅스텐(W)으로 이루어지며, 상기 타겟 지지몸체는 구리(Cu)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공업용 CT장비의 X선 타겟장치.