提高组合式X射线源有效热容的方法与流程

提高组合式x射线源有效热容的方法
技术领域
1.本技术涉及x射线领域，具体涉及一种提高组合式x射线源有效热容的方法。


背景技术：

2.组合式x射线源广泛应用在口腔ct、小c、便携式dr以及骨密度仪等医疗产品上，组合式x射线源具有体积小、重量轻、针对性强等优点，针对指定位置可以输出更好的图像，且在同等测量效果的基础上，病人接受到的无效剂量更少。
3.组合式x射线源也同样存在弊端，其相对于高压发生器热容更小，导致连续曝光次数较少。球管位于油箱内部，曝光过程中，球管的阴极电子打在球管的阳极上产生x射线，绝大部分的能量转换成热能，外加主变压器的磁损和铁损，球管灯丝的发热和其他部件的损耗以及待机过程中，球管灯丝持续加载带来的热量，使得油箱的热容很容易就达到上限，导致无法曝光。


技术实现要素：

4.因此，本技术要解决因油箱体积小，热容量小，使得油箱允许曝光次数少的技术问题，从而提供一种提高组合式x射线源有效热容的方法，所述组合式x射线源包括油箱，所述油箱内装有油体，所述油箱内设置有油泵；所述方法包括：
5.组合式x射线源曝光后，实时计算所述油箱内油温的变化率；
6.在所述变化率大于零的情况下，驱动所述油泵搅动油箱内的油体；
7.油泵搅动油箱内的油体后，且在所述变化率小于或等于零的情况下，停止驱动所述油泵搅动油箱内的油体。
8.可选地，所述方法还包括：所述组合式x射线源曝光后，计算本次曝光产生的热量；
9.基于本次曝光产生的热量和所述油箱的散热功率，得到驱动所述油泵搅动油箱内油体的工作时长；
10.获取油泵搅动油箱内油体的搅动时长，如果所述搅动时长达到工作时长，则停止驱动所述油泵搅动油箱内的油体。
11.可选地，通过第一数学模型计算本次曝光产生的热量，所述第一数学模型为：
12.q1＝(p1 p
2-p3)*t113.式中，所述q1表示本次曝光产生的热量，所述p1表示组合式x射线管曝光的功率，所述p2表示曝光时灯丝工作的功率，所述p3表示油箱的散热功率，所述t1表示曝光时长。
14.可选地，在所述组合式x射线源曝光后，计算本次曝光产生的热量之后，所述方法还包括：计算本次曝光产生的温升；
15.基于本次曝光产生的热量、温升及油箱的耗散功率，判断下次曝光温度是否符合曝光要求；
16.如果符合曝光要求，则控制所述组合式x射线源进行曝光；
17.如果不符合曝光要求，则在显示界面显示警报，并暂停后续曝光。
18.可选地，通过第二数学模型计算本次曝光产生的温升，所述第二数学模型为：
[0019][0020]
式中，所述q1表示本次曝光产生的热量，所述q2表示本次曝光后球管灯丝待机产生的热量，所述c1表示油箱材质的比热容，所述m1表示油箱材质的质量，所述c2表示油箱内油的比热容，所述m2表示油箱内油的质量。
[0021]
可选地，还包括lcc主回路电路，所述方法还包括：计算lcc主回路电路中变压器匝比和中心谐振频率；
[0022]
利用所述变压器匝比和中心谐振频率，调整所述lcc主回路电路。
[0023]
可选地，通过第三数学模型计算变压器匝比，所述第三数学模型为：
[0024][0025]
式中，所述n表示变压器匝比，所述e
in
表示lcc主回路电路中输入母线的电压，所述e0表示lcc主回路电路输出的电压，所述vf表示倍压整流电路中高压二极管前向压降；和/或
[0026]
通过第四数学模型计算中心谐振频率，所述第四数学模型为：
[0027][0028]
式中，所述w0表示中心谐振频率，所述lr表示lcc主回路电路的谐振电感，所述c
eq
表示lcc主回路电路的中心电容。
[0029]
可选地，所述方法还包括：所述组合式x射线源曝光后，间隔预设时间关闭球管灯丝的待机电流。
[0030]
本发明还提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行上述的提高组合式x射线源有效热容的方法。
[0031]
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行上述的提高组合式x射线源有效热容的方法。
[0032]
还一方面，本技术提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机设备上运行时，用于实现上述的提高组合式x射线源有效热容的方法。
[0033]
本技术技术方案，具有如下优点：
[0034]
1.本技术提供的提高组合式x射线源有效热容的方法，利用油箱内油温的变化率判断曝光后热量对油箱有效热容的影响，在变化率大于零的情况下，利用油泵搅动油箱内的油体，从而加速油体的对流，提高组合式x射线源的有效热容，进而提高组合式x射线源的曝光次数。在变化率小于或等于零的情况下，停止搅动油箱内的油体，降低油泵自身损耗带来的热量，可利用组合式x射线源进行曝光处理。
[0035]
2.通过曝光后一定时间关闭灯丝，使灯丝进入休眠状态，降低油箱内部发热源数量，从而提高油箱对曝光产生热量的耗散速度，提高有效热容的利用率，提高曝光次数。
[0036]
3.通过计算与实际调试得出最优lcc谐振参数，使开关频率与谐振效率达到最优
状态，降低了油箱内部二极管的开关损耗产生的热量，降低了油箱内部变压器的铜损与铁损所产生的热量。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]
图1为本技术实施例1提高组合式x射线源有效热容的方法的流程图；
[0039]
图2为本技术实施例1中油箱内部结构示意图；
[0040]
图3为本技术实施例2计算机设备的原理框图。
具体实施方式
[0041]
下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0042]
在本技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0043]
组合式x射线源在油箱质量及油箱内油体的质量等确定后，组合式x射线源的最大热容相应也确定。在曝光后，x射线会油箱内产生大量的热量，从而减少剩余热容的量，进而影响后续曝光的次数。
[0044]
实施例1
[0045]
本实施例提供了一种提高组合式x射线源有效热容的方法，图1是说明根据本技术某些实施例，对组合式x射线源进行处理，提高组合式x射线源有效热容，从而提高曝光次数的流程图。虽然下文描述的过程包括以特定的顺序出现的多个操作，但是应该清楚地了解到，这些过程也可以包括更多或者更少的操作，这些操作可以顺序执行或者并行执行(例如使用并行处理器或者多线程环境)。
[0046]
本实施例提供了一种提高组合式x射线源有效热容的方法，如图2所示，组合式x射线源包括油箱10、油泵104、灯丝变压器103和油体(未示出)，油泵104设置在油箱10内，且油箱10内装有油体。灯丝变压器103为球管101内的灯丝(未示出)提供工作电压，进而使得球管阴极灯丝产生电子云，再通过主变压器102与倍压整流模块105输出的电压加在球管101两端，使得阴极电子打在阳极靶面折射，从而产生x射线。如图1所示，所述方法包括：
[0047]
s101、组合式x射线源曝光后，实时计算油箱内油温的变化率。
[0048]
组合式x射线产生x射线的过程中，绝大多数能量在油箱10内转换成热能，油箱内的油温随着热量的增加快速升温。可实时测量油箱内油体的温度，根据测量过程中的时间差及温度差计算油温的变化率。例如，x射线源曝光后，第一次测量到油箱内油温为a，经过时间t后，第二次测量到油箱内油温为b，则油箱内油温的变化率为
[0049]
s102、在变化率大于零的情况下，驱动油泵搅动油箱内的油体。
[0050]
如图2所示，组合式x射线源内部发热源固定，分别是球管101的阳极、球管灯丝(未示出)、主变压器102及高压二极管(未示出)等，所以油箱10内产生热量的位置固定，相对较为集中，从而导致油箱内部绝缘油的温度梯度分布不均匀，且温度梯度较大，从而影响有效热容的利用，降低x射线管允许曝光次数。
[0051]
油箱内油温的变化率大于零时，说明油箱内油体的温度处于上升的状态，此时曝光产生的热量还在增加油箱的热容。驱动油泵搅动油箱内的油体，可加快油体之间热量的对流，从而减少油箱的热量，提高组合式x射线源有效热容的利用。需要说明的是，油泵在油箱内的设置位置，本领域技术人员可根据实际情况进行合理选择，在此不作限定。
[0052]
s103、油泵搅动油箱内的油体后，且在变化率小于或等于零的情况下，停止驱动油泵搅动油箱内的油体。
[0053]
油泵持续搅动油箱内的油体，并实时检测油箱内油体的温度，并根据所检测到的温度计算油箱内油温的变化率。在搅动油箱内油体后，如果变化率小于或等于零，则说明油箱内油体的温度具有下降的趋势，此时曝光产生的热量对油体的有效热容的影响在减小。停止驱动油箱内油泵的转动，降低油泵104自身损耗产生的热量，可利用处理过的x射线源进行后续曝光等操作。
[0054]
综上所述，利用油箱内油温的变化率判断曝光后热量对油箱有效热容的影响，在变化率大于零的情况下，利用油泵搅动油箱内的油体，从而加速油体的对流，提高组合式x射线源的有效热容，进而提高组合式x射线源的曝光次数。在变化率小于或等于零的情况下，停止搅动油箱内的油体，可利用组合式x射线源进行曝光处理。
[0055]
在一个或多个实施例中，该方法还包括如下步骤(s201～s203)。
[0056]
s201、组合式x射线源曝光后，计算本次曝光产生的热量。
[0057]
可通过第一数学模型计算本次曝光产生的热量，第一数学模型为：
[0058]
q1＝(p1 p
2-p3)*t1[0059]
式中，所述q1表示本次曝光产生的热量，所述p1表示组合式x射线管曝光的功率，所述p2表示曝光时灯丝工作的功率，所述p3表示油箱的散热功率，t1表示曝光时长。在一些实施例中，本领域技术人员可根据实际情况对第一数学模型做微调，例如加入产热源的功率和/或散热源的功率等。
[0060]
s202、基于本次曝光产生的热量和油箱的散热功率，得到驱动油泵搅动油箱内油体的工作时长。
[0061]
可通过第五数学模型计算油泵搅动油箱内油体的工作时长，第五数学模型为：
[0062][0063]
式中，所述t2表示油泵的工作时长，所述q1表示本次曝光产生的热量，所述p3表示油箱的散热功率。
[0064]
s203、获取油泵搅动油箱内油体的搅动时长，如果搅动时长达到工作时长，则停止驱动所述油泵搅动油箱内的油体。
[0065]
在油泵持续搅动油箱内油体的搅动时长达到工作时长时，则说明此时本次曝光产生的热量对组合式x射线源的有效热容的影响很小，可停止油泵对油体的搅动。在一些实施
例中，可通过使用定时器定时来控制油泵的工作时长，当定时器的时间达到预设的工作时长时，则停止油泵工作。
[0066]
在一个或多个实施例中，在组合式x射线源曝光后，计算本次曝光产生的热量之后，该方法还包括(s301～s304)。
[0067]
s301、计算本次曝光产生的温升。
[0068]
可根据曝光产生的热量和油箱、油体自身的热容，计算本次曝光产生的温升，即计算由于本次曝光产生的热量导致所升高的温度。可通过第二数学模型计算本次曝光产生的温升，第二数学模型为：
[0069][0070]
式中，所述q1表示本次曝光产生的热量，所述q2表示本次曝光后球管灯丝待机产生的热量，所述c1表示油箱材质的比热容，所述m1表示油箱材质的质量，所述c2表示油箱内油的比热容，所述m2表示油箱内油的质量。
[0071]
需要说明的是，油箱可以采用铝、铜等材质制作，当采用铝制作油箱时，则c1表示铝的比热容，m1表示铝的质量。
[0072]
s302、基于本次曝光产生的热量、温升及油箱的耗散功率，判断下次曝光温度是否符合曝光要求。
[0073]
可在系统中预先设定与曝光相关的参数，例如油箱内油体的温度、热量等参数。如果符合曝光要求，则执行步骤s303；如果不符合曝光要求，则执行步骤s304。
[0074]
s303、控制组合式x射线源进行曝光。
[0075]
s304、则在显示界面显示警报，并暂停后续曝光。例如，可在液晶显示屏上显示报警，以提醒操作人员及时知悉。其中，报警可以通过文字、图片和声音等进行。
[0076]
组合式x射线源连续曝光，直到热容或油箱温度达到一定值后报错并停止工作，而在刚达到限定油温时，在等待的间隔时间下油箱的热耗散能力是可以将油箱温度或油箱热容降低到允许曝光范围内的，如果此时限制曝光输出，很大程度的减少了有效热容的利用率，降低了曝光循环次数。通过间接提高组合式x射线源有效热容，进而提高曝光次数。
[0077]
在一个或多个实施例中，还包括lcc主回路电路和倍压整流输出电路，lcc主回路电路包括lcc谐振电路和变压器升压电路，变压器升压电路输出电压输出给倍压整流输出电路，倍压整流输出电路对电压进行整流增压输出给组合式x射线源。该方法还包括(s401～s402)。
[0078]
s401、计算lcc主回路电路中变压器匝比和中心谐振频率。
[0079]
通过第三数学模型计算变压器匝比，第三数学模型为：
[0080][0081]
式中，所述n表示变压器匝比，所述e
in
表示lcc主回路电路中输入母线的电压，所述e0表示lcc主回路电路输出的电压，所述vf表示倍压整流电路中高压二极管前向压降；和/或
[0082]
通过第四数学模型计算中心谐振频率，所述第四数学模型为：
memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
[0094]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机设备上运行时，实现实施例1中的提高组合式x射线源有效热容的方法。
[0095]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本技术创造的保护范围之中。