X射線管運行狀態檢測系統及方法
2023-06-27 00:02:21 2
X射線管運行狀態檢測系統及方法
【專利摘要】本發明提供了一種X射線管運行狀態檢測系統及方法。該方法包括在控制平臺輸入控制指令，並發送控制指令至協調子板；協調子板的數據分析模塊接收控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊定時發送控制指令到X射線管；採集模塊採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊進行分析，並根據分析結果對應發送至狀態機模塊和控制平臺的數據接收模塊，狀態機模塊根據接收的數據進行協調子板的狀態修正，數據接收模塊接收協調子板傳輸的數據信息，並傳輸至數據處理模塊進行處理；數據記錄模塊記錄數據處理模塊處理後的數據信息；圖像顯示模塊顯示數據記錄模塊記錄的數據信息。本發明採用協調子板來提高系統兼容性，且系統整體結構簡單，使用方便。
【專利說明】X射線管運行狀態檢測系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數據檢測領域，尤其涉及一種X射線管運行狀態檢測系統及方法。
【背景技術】
[0002]X射線管通常工作於高壓、高功率的狀態，且釋放對人體有害的電離輻射，正常使用過程中又受到多種因素的影響，萬一發生故障，無法進行人工現場排查或者進行故障排查，將使得X射線管的人力和維修成本增加，操作不當甚至導致對X射線管的更大損害。
[0003]而且，目前針對X射線管的性能測試及故障檢測基本依賴人工手動控制，通過人工對曝光參數和曝光模式進行設置和控制工作，若需採集曝光過程中的重要參數及錯誤狀態，需要藉助其他手段。且未做到曝光序列的自動化執行和記錄，對於特定曝光序列故障的排查具有一定的局限性，並且，具備該功能的專用儀器價格昂貴，使用複雜。
[0004]申請號為CN201120562564.6的專利申請提出了一種控制球管曝光及自動劑量控制的方法，如果用於X射線管故障性能測試和故障排查，該系統具有一定的局限性。
【發明內容】
[0005]本發明解決的技術問題在於提供一種X射線管運行狀態檢測系統及方法，其採用協調子板來提高系統兼容性，且保證被測X射線管的安全性，並可以適用於不同的被測X射線管。
[0006]為了解決以上技術問題，本發明提供了一種X射線管運行狀態檢測系統，包括控制平臺、協調子板以及連接控制平臺、協調子板和X射線管的鏈路；
[0007]所述控制平臺包括輸入模塊、數據處理模塊、指令發送模塊、數據接收模塊、數據記錄模塊以及圖像顯示模塊；
[0008]所述輸入模塊用於輸入控制指令；
[0009]所述數據處理模塊用於將輸入的控制指令進行解析，並調用指令發送模塊進行控制指令發送；
[0010]所述指令發送模塊發送控制指令至協調子板；
[0011]所述數據接收模塊用於接收協調子板傳輸的數據信息，並傳輸至數據處理模塊進行處理；
[0012]所述數據記錄模塊用於記錄數據處理模塊處理後的數據信息；
[0013]所述圖像顯示模塊用於顯示數據記錄模塊記錄的數據信息；
[0014]所述協調子板包括數據分析模塊、數據協調模塊、採集模塊以及狀態機模塊；
[0015]所述數據分析模塊接收所述指令發送模塊發送的控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊發送控制指令到X射線管；
[0016]所述數據協調模塊用於選擇控制指令發送至X射線管的時間；
[0017]所述採集模塊用於採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊進行數據分析；[0018]所述狀態機模塊用於記錄當前協調子板所處的運行階段，並根據部分分析後數據對協調子板的運行狀態進行調整，所述數據協調模塊對其餘分析後數據進行準確性確認，並將確認後數據發送至控制平臺的數據接收模塊。
[0019]優選的，所述協調子板的數據分析模塊設有預設數據，該預設數據包括協調子板採集數據的流量、子板狀態機的反饋信息，以及X射線管正常工作的運行數據。
[0020]優選的，所述數據分析模塊對所述預設數據進行分析，並通過控制指令及數據協調模塊選擇控制指令發送至X射線管的時間。
[0021]優選的，所述控制指令包括配置指令、X射線管啟動指令、X射線管停止指令以及自動曝光序列指令。
[0022]為了解決以上技術問題，本發明還提供了一種X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟:
[0023]S1、在控制平臺輸入控制指令，並對控制指令進行解析；
[0024]S2、調用指令發送模塊發送控制指令至協調子板；
[0025]S3、協調子板的數據分析模塊接收控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊定時發送控制指令到X射線管；
[0026]S4、採集模塊採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊進行分析，並根據分析結果對應發送至狀態機模塊和控制平臺的數據接收模塊，所述狀態機模塊根據接收的數據進行協調子板的狀態修正，所述數據接收模塊接收協調子板傳輸的數據信息，並傳輸至數據處理模塊進行處理；
[0027]S5、數據記錄模塊記錄數據處理模塊處理後的數據信息；
[0028]S6、圖像顯示模塊顯示數據記錄模塊記錄的數據信息。
[0029]優選的，在步驟SI中，所述控制指令包括配置指令、X射線管啟動指令、X射線管停止指令以及自動曝光序列指令。
[0030]優選的，在步驟S3中，所述協調子板的數據分析模塊設有預設數據，該預設數據包括協調子板採集數據的流量、子板狀態機的反饋信息，以及X射線管正常工作的運行數據。
[0031 ] 優選的，在步驟S4中，採集模塊通過不斷的採集，分別獲取X射線管的狀態數據、運行時數據、錯誤數據，將該三類數據封裝後，發送至數據分析模塊；所述數據分析模塊從封裝數據包中提取狀態數據，並送入狀態機模塊，所述狀態機模塊依據狀態數據修正協調子板的運行模式；所述數據分析模塊從封裝數據包中提取分析數據，所述數據協調模塊確定分析數據的準確性，若出現違規數據，協調子板直接停止控制及數據流過程，並將相關信息發送至控制平臺，若數據無誤，則將數據流進行封裝打包後發送至控制平臺。
[0032]優選的，在步驟S4中，數據接收模塊將數據包進行解包處理，若數據包中攜帶錯誤信息，則發送數據記錄模塊進行記錄，若數據包無錯誤信息，則數據流進入數據分析模塊，該模塊從中解析得出X射線管的熱容量信息以及被監測量是否在合理的範圍內，若無異常，則將數據發送至數據記錄模塊。
[0033]優選的，所述違規數據為X射線管的管電流、管電壓數據中一種或多種。
[0034]優選的，所述錯誤信息為陽極過壓、陽極過流、陰極過流、保護地斷開、陽極過熱中的信息的一種或多種。[0035]本發明提供了一種X射線管運行狀態檢測系統及方法，本檢測系統使用控制數據一體化鏈路完成控制指令的發送和被測目標的數據採集，採用協調子板來提高系統兼容性，以保證被測目標的安全，並可以適用於不同的被測X射線管。所述協調子板帶有數據協調功能，且通過狀態機來控制數據流，控制流的共同作用來是協調功能模塊正常工作。所述系統還可以根據被測目標出現故障的可能曝光序列，通過編制腳本文件完成被測目標的自動曝光，並在曝光過程中實時採集曝光相關的重要參數，並記錄系統出錯的類型及時刻，全過程實現精確控制。此外，所述系統採用熱容量跟蹤算法，實時跟蹤X射線管所消耗的熱容量，用於所檢測目標的保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]圖1為本發明X射線管運行狀態檢測系統的示意圖；
[0037]圖2為本發明X射線管運行狀態檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將結合附圖以及具體實施例來對本發明作進一步詳細說明。
[0039]請參考圖1，本發明提供了一種X射線管運行狀態檢測系統100，包括控制平臺20、協調子板30以及連接控制平臺20、協調子板30和X射線管的鏈路。所述鏈路為集合控制、數據採集的一體化線路，其接口線路不局限於有線。
[0040]所述控制平臺20包括輸入模塊21、數據處理模塊22、指令發送模塊23、數據接收模塊24、數據記錄模塊25以及圖像顯示模塊26。
[0041]所述輸入模塊21用於輸入控制指令，所述控制指令包括配置指令、X射線管啟動指令、X射線管停止指令以及自動曝光序列指令等。所述配置指令包括管電流、管電壓、燈絲電流、曝光時間、工作模式，且針對不同的X射線管可選擇配置:可變電流模式、柵壓(模式1、模式2)、飛焦點電壓配置(模式1、模式2)等。
[0042]所述數據處理模塊22用於將輸入的控制指令進行解析，並調用指令發送模塊23進行控制指令發送。
[0043]所述指令發送模塊23發送控制指令至協調子板30。
[0044]所述數據接收模塊24用於接收協調子板30傳輸的數據信息,並傳輸至數據處理模塊22進行處理。
[0045]所述數據記錄模塊25用於記錄數據處理模塊22處理後的數據信息。
[0046]所述圖像顯示模塊26用於顯示數據記錄模塊25記錄的數據信息。
[0047]所述協調子板30包括數據分析模塊31、數據協調模塊32、採集模塊33以及狀態機模塊34。
[0048]所述數據分析模塊31接收所述指令發送模塊23發送的控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊32發送控制指令到X射線管。所述協調子板30的數據分析模塊31設有預設數據，該預設數據包括協調子板30採集數據的流量、子板狀態機的反饋信息，以及X射線管正常工作的運行數據。所述數據分析模塊31對所述預設數據進行分析，並通過控制指令及數據協調模塊32選擇控制指令發送至X射線管的時間。需要說明的是，所述分析是判斷是否符合預設數據；所述發送時間是通過前一指令發送到被測X射線管後的反饋情況而定的，判斷是否發送本次指令，在哪個時間段可以發送。
[0049]所述數據協調模塊32用於選擇控制指令發送至X射線管的時間。
[0050]所述採集模塊33用於採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊31進行數據分析。
[0051]所述狀態機模塊34用於記錄當前協調子板30所處的運行階段，並根據部分分析後數據對協調子板30的運行狀態進行調整，所述數據協調模塊32對其餘分析後數據進行準確性確認，並將確認後數據發送至控制平臺20的數據接收模塊24。需要進行解釋的是，所述狀態機是表示有限個狀態以及在這些狀態之間的轉移和動作等行為的數學模型，對於本案來說，在這裡來說是一段運行於協調子板上的程序，來標定協調子板的運行階段。
[0052]請參考圖2，本發明提供了一種X射線管運行狀態檢測方法，其包括以下步驟:
[0053]S1、在控制平臺輸入控制指令，並對控制指令進行解析；
[0054]在步驟SI中，所述控制指令包括配置指令、X射線管啟動指令、X射線管停止指令以及自動曝光序列指令。所述控制指令是根據不同的工作模式發出，控制平臺通過輸入模塊接收到控制指令後，將採用數據處理模塊對控制指令進行解析，並將解析後的控制指令分解成不同的操作指令。
[0055]S2、調用指令發送模塊發送控制指令至協調子板；
[0056]在步驟S2中，控制平臺調用指令發送模塊中不同的指令發送器，將相關的指令動作發送至協調子板。
[0057]S3、協調子板的數據分析模塊接收控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊定時發送控制指令到X射線管；
[0058]在步驟S3中，所述協調子板的數據分析模塊設有預設數據，該預設數據包括協調子板採集數據的流量、子板狀態機的反饋信息，以及X射線管正常工作的運行數據。所述協調子板對控制指令進行處理，並根據當前預設數據的綜合分析結果，通過控制指令及數據協調單元確定控制指令的發送時間，並在適合的時機，如在數據鏈路不擁堵，子板狀態機正常，被測X射線管無異常等情況下將控制指令發送至被測X射線管。
[0059]S4、採集模塊採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊進行分析，並根據分析結果對應發送至狀態機模塊和控制平臺的數據接收模塊，所述狀態機模塊根據接收的數據進行協調子板的狀態修正，所述數據接收模塊接收協調子板傳輸的數據信息，並傳輸至數據處理模塊進行處理；
[0060]在步驟S4中，X射線管在運行過程中，採集模塊通過不斷的採集和查詢，分別獲取X射線管的狀態數據、運行時數據、錯誤數據，將該三類數據封裝後，發送至數據分析模塊。所述數據分析模塊從封裝數據包中提取狀態數據，送入狀態機模塊，狀態機模塊依據輸入的狀態數據，修正協調子板的運行模式；所述數據分析模塊從封裝數據包中提取分析數據，所述數據協調模塊確定分析數據的準確性，若出現違規數據，協調子板直接停止控制及數據流過程，並將相關信息發送至控制平臺，舉例來說，可以是發送X射線管停止曝光指令，使X射線管停止工作，若數據無誤，則將數據流進行封裝打包後發送至控制平臺。所述違規數據為X射線管的管電流、管電壓數據中一種或多種。在步驟S4中，數據接收模塊將數據包進行解包處理，若數據包中攜帶錯誤信息，則發送數據記錄模塊進行記錄，若數據包無錯誤信息，則數據流進入數據分析模塊，該模塊從中解析得出X射線管的熱容量信息以及被監測量是否在合理的範圍內，若無異常，則將數據發送至數據記錄模塊。所述錯誤信息為陽極過壓、陽極過流、陰極過流、保護地斷開、陽極過熱中的信息一種或多種。需要解釋的是，所述保護地斷開是指:x射線管曝光會在球管表面積累電荷，如果不釋放掉會對球管造成損害，所以需要一根線將球管表面的電釋放掉，即要將球管表面通過導線與地相接，這根導線就叫做保護地。球管正常工作時這根導線是要可靠接地的，如果這根線沒有可靠接地，球管會報告保護地斷開的錯誤。
[0061]S5、數據記錄模塊記錄數據處理模塊處理後的數據信息；
[0062]在步驟S5中，數據記錄模塊記錄的數據信息主要包括被測X射線管的運行數據和測試過程數據等。
[0063]S6、圖像顯示模塊顯示數據記錄模塊記錄的數據信息。
[0064]在步驟S6中，圖像顯示模塊會將目標信息以圖形的方式顯示在用戶界面上，使用戶實時的了解到被測X射線管的關鍵數據，如管電壓、管電流、燈絲電流等運行狀態。根據圖像顯示情況，若存在故障等情況，用戶就可以針對被測X射線管進行手工修正操作。
[0065]下面簡單舉例說明，根據以上X射線管運行狀態檢測系統及方法，在被測X射線管安全的前提下，對目標X射線管的曝光參數進行性能分析及故障測試:
[0066]一、單次曝光質量及故障測試:
[0067]將本發明系統按照圖1進行連結，被測X射線管接裝電源，開啟控制平臺，進行設備連結。通過控制平臺的操作界面，打開檢測系統，通過鏈路發送參數配置指令至協調子板，協調子板通過接口線路，將相關參數配置到被測X射線管，配置完成後，由協調子板通過鏈路發送配置結果至控制平臺，依據配置結果，控制平臺選擇執行曝光指令，控制X射線管曝光，開始曝光後，系統開始計算X射線管熱容量的消耗，若此時熱容量不滿足要求，則系統會自動停止曝光，若被測X射線管發生故障，則故障會被控制平臺記錄下來。若未發生任何意外，控制平臺會將曝光過程中管電流和管電壓的數值記錄下來留作分析使用，同時，繪製管電流管電壓的實時曲線圖像。
[0068]二、序列曝光質量及故障測試:
[0069]檢測系統同上，依據需要的測試序列編制曝光腳本文件，打開控制平臺，進入自動測試模式，載入腳本文件，在確認無誤後，系統將按照定製的曝光序列，控制X射線管曝光。曝光過程中，系統會實時計算X射線管消耗的熱容量、管電流、管電壓的數據以及錯誤信息，並將這些數據按照腳本及曝光的先後順序保存在控制平臺中，供質量分析和故障排查使用。
[0070]根據以上，本發明提供了一種X射線管運行狀態檢測系統及方法，本檢測系統使用控制數據一體化鏈路完成控制指令的發送和被測目標的數據採集，採用協調子板來提高系統兼容性，以保證被測目標的安全，並可以適用於不同的被測X射線管。所述協調子板帶有數據協調功能，且通過狀態機來控制數據流，控制流的共同作用來是協調功能模塊正常工作。所述系統還可以根據被測目標出現故障的可能曝光序列，通過編制腳本文件完成被測目標的自動曝光，並在曝光過程中實時採集曝光相關的重要參數，並記錄系統出錯的類型及時刻，全過程實現精確控制。此外，所述系統採用熱容量跟蹤算法，實時跟蹤X射線管所消耗的熱容量，用於所檢測目標的保護。
[0071]可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種X射線管運行狀態檢測系統，其特徵在於，包括控制平臺、協調子板以及連接控制平臺、協調子板和X射線管的鏈路； 所述控制平臺包括輸入模塊、數據處理模塊、指令發送模塊、數據接收模塊、數據記錄模塊以及圖像顯示模塊； 所述輸入模塊用於輸入控制指令； 所述數據處理模塊用於將輸入的控制指令進行解析，並調用指令發送模塊進行控制指令發送； 所述指令發送模塊發送控制指令至協調子板； 所述數據接收模塊用於接收協調子板傳輸的數據信息，並傳輸至數據處理模塊進行處理； 所述數據記錄模塊用於記錄數據處理模塊處理後的數據信息； 所述圖像顯示模塊用於顯示數據記錄模塊記錄的數據信息； 所述協調子板包括數據分析模塊、數據協調模塊、採集模塊以及狀態機模塊； 所述數據分析模塊接收所述指令發送模塊發送的控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊發送控制指令到X射線管； 所述數據協調模塊用於選擇控制指令發送至X射線管的時間； 所述採集模塊用於採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊進行數據分析；所述狀態機模塊用於記錄當前協調子板所處的運行階段，並根據部分分析後數據對協調子板的運行狀態進行調整，所述數據協調模塊對其餘分析後數據進行準確性確認，並將確認後數據發送至控制平臺的數據接收模塊。
2.根據權利要求1所述X射線管運行狀態檢測系統，其特徵在於:所述協調子板的數據分析模塊設有預設數據，該預設數據包括協調子板採集數據的流量、子板狀態機的反饋信息，以及X射線管正常工作的運行數據。
3.根據權利要求2所述X射線管運行狀態檢測系統，其特徵在於:所述數據分析模塊對所述預設數據進行分析，並通過控制指令及數據協調模塊選擇控制指令發送至X射線管的時間。
4.根據權利要求1所述X射線管運行狀態檢測系統，其特徵在於:所述控制指令包括配置指令、X射線管啟動指令、X射線管停止指令以及自動曝光序列指令。
5.一種X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，包括以下步驟: S1、在控制平臺輸入控制指令，並對控制指令進行解析； S2、調用指令發送模塊發送控制指令至協調子板； S3、協調子板的數據分析模塊接收控制指令，並通過控制指令和數據協調模塊定時發送控制指令到X射線管； S4、採集模塊採集X射線管的運行數據，並送入數據分析模塊進行分析，並根據分析結果對應發送至狀態機模塊和控制平臺的數據接收模塊，所述狀態機模塊根據接收的數據進行協調子板的狀態修正，所述數據接收模塊接收協調子板傳輸的數據信息，並傳輸至數據處理模塊進行處理； S5、數據記錄模塊記錄數據處理模塊處理後的數據信息； S6、圖像顯示模塊顯示數據記錄模塊記錄的數據信息。
6.根據權利要求5所述X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，在步驟SI中，所述控制指令包括配置指令、X射線管啟動指令、X射線管停止指令以及自動曝光序列指令。
7.根據權利要求5所述X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，在步驟S3中，所述協調子板的數據分析模塊設有預設數據，該預設數據包括協調子板採集數據的流量、子板狀態機的反饋信息，以及X射線管正常工作的運行數據。
8.根據權利要求5所述X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，在步驟S4中，採集模塊通過不斷的採集，分別獲取X射線管的狀態數據、運行時數據、錯誤數據，將該三類數據封裝後，發送至數據分析模塊；所述數據分析模塊從封裝數據包中提取狀態數據，並送入狀態機模塊，所述狀態機模塊依據狀態數據修正協調子板的運行模式；所述數據分析模塊從封裝數據包中提取分析數據，所述數據協調模塊確定分析數據的準確性，若出現違規數據，協調子板直接停止控制及數據流過程，並將相關信息發送至控制平臺，若數據無誤，則將數據流進行封裝打包後發送至控制平臺。
9.根據權利要求8所述X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，在步驟S4中，數據接收模塊將數據包進行解包處理，若數據包中攜帶錯誤信息，則發送數據記錄模塊進行記錄，若數據包無錯誤信息，則數據流進入數據分析模塊，該模塊從中解析得出X射線管的熱容量信息以及被監測量是否在合理的範圍內，若無異常，則將數據發送至數據記錄模塊。
10.根據權利要求8所述X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，所述違規數據為X射線管的管電流、管電壓數據中一種或多種。
11.根據權利要求9所述X射線管運行狀態檢測方法，其特徵在於，所述錯誤信息為陽極過壓、陽極過流、陰極過 流、保護地斷開、陽極過熱中的信息的一種或多種。
【文檔編號】G01M11/00GK103713215SQ201310722965
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】陳奭, 周哲 申請人:中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所