CN105455836B - Ct探测器*** - Google Patents
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Abstract
一种CT探测器***，包括安装壳、探测与采集模组和进风组件；安装壳包括底板和顶盖，顶盖罩设在底板上，顶盖和底板之间形成一个安装腔，顶盖开设有出风口；进风组件安装在顶盖的一侧，进风组件往安装壳内吹风；探测与采集模组安装在顶盖的内壁，探测与采集模组包括紧密排列的探测与采集模块，每个探测与采集模块的数据采集模块和进风组件相向设置。上述CT探测器***，数据采集模块和进风组件相向设置，进风组件引进的空气能够直接对数据采集模块的发热电子器件进行散热，然后气流从顶盖上的出风口流出，从而将CT探测器***内部的热量带出，由于数据采集模块的发热电子器件直接暴露在气流中，散热效率高，并且不需要设计散热风道，机械结构简单。
Description
技术领域
本发明涉及计算机断层扫描成像装置领域，尤其涉及一种CT探测器***。
背景技术
计算机断层扫描成像装置(computed tomography，CT)的结构示意图如图1所示，X射线源1和探测器***2固定在转盘3上，转盘3绕中心旋转，被测人体4位于X射线源1和探测器***2中间。
CT探测器***工作时，数据采集模块上的芯片会产生大量的热，使CT探测器***内部温度不断升高。探测器模块的光电二极管是实现光电转换的重要器件，其温度每升高1摄氏度，其内部的暗电流就增加15％。同时高温也会影响电子器件的使用寿命。CT探测器***作为CT设备中进行数据采集的重要部件，其性能的稳定与否直接影响到重建图像的质量。为了防止因暗电流增大而降低了探测器输出信号的信噪比，延长电子器件的寿命，CT探测器***一般使用风扇散热，控制CT探测器***内部的温度。
传统的CT探测器***，数据采集模块上功耗较大的芯片与探测器模块位于数据采集模块PCB板的同一侧。通常需要在探测器模块这一侧设计散热风道，进风风扇吹入的空气经过散热风道带走电子器件的热量，并从出风风扇处吹出。此外，通常还需要安装辅助散热零件导出热量，实现热量向散热风道处传导。因此，传统的CT探测器***需要在主体结构上设计散热风道，机械结构复杂，制造成本高。
发明内容
鉴于此，有必要提供了一种不需要设计散热风道，机械结构简单，制造成本较低的CT探测器***。
一种CT探测器***，包括安装壳、探测与采集模组和进风组件；
所述安装壳包括底板和顶盖，所述顶盖罩设在所述底板上，所述顶盖和所述底板之间形成一个安装腔，所述顶盖开设有出风口；
所述进风组件安装在所述顶盖的一侧，所述进风组件往所述安装壳内吹风；
所述探测与采集模组安装在所述顶盖的内壁，所述探测与采集模组包括多个紧密排列的处理模块，每个所述探测与采集模块包括连接板、探测器模块和数据采集模块、所述探测器模块和所述数据采集模块分别固定在所述连接板的两侧，所述数据采集模块和所述进风组件相向设置。
在其中一个实施例中，所述顶盖呈台阶状，所述顶盖包括背板和台阶组件，所述台阶组件包括第一平板、出风板、第二平板和竖板，所述第一平板、所述第二平板和所述底板平行，所述出风板和所述背板平行，所述出风板的两端分别与所述第一平板和所述第二平板固定连接，所述竖板的两端分别与所述第二平板和所述底板固定连接，所述出风口开设于所述出风板上，所述探测与采集模组安装在所述背板上。
在其中一个实施例中，所述背板呈弧状结构，所述出风板呈弧状结构。
在其中一个实施例中，所述底板与所述第二平板之间形成第一气流空间，所述出风板与所述背板之间形成第二气流空间，所述底板与所述第二平板形成的第一气流空间的横截面积大于所述出风板与所述背板之间形成的第二气流空间的横截面积。
在其中一个实施例中，所述数据采集模块上的发热电子器件均设置于面向气流流动的一侧。
在其中一个实施例中，所述竖板设有多孔部，所述多孔部和所述背板相向设置，所述进风组件安装于所述多孔部远离所述背板的一侧。
在其中一个实施例中，所述连接板上开设有通孔，所述探测器模块和数据采集模块通过穿过所述通孔的导线电连接。
在其中一个实施例中，所述进风组件包括风扇。
在其中一个实施例中，所述进风组件还包括过滤网，所述过滤网位于所述风扇和所述顶盖之间。
在其中一个实施例中，所述进风组件位于所述顶盖的外侧。
上述CT探测器***，数据采集模块和进风组件相向设置，进风组件引进的空气能够直接对数据采集模块的发热电子器件进行散热，然后气流从顶盖上的出风口流出，从而将CT探测器***内部的热量带出，由于数据采集模块的发热电子器件直接暴露在气流中，因此散热效果较好，散热效率高，并且不需要设计散热风道，机械结构简单，可减少机械零件的制造成本。
附图说明
图1为计算机断层扫描成像装置的结构示意图；
图2为一实施方式的CT探测器***的结构示意图；
图3为图2所示的CT探测器***的安装壳的结构示意图；
图4为图2所示的CT探测器***的探测与采集模块的结构示意图；
图5为图4所示的探测与采集模块的分解结构示意图；
图6为图4所示的探测与采集模块安装在背板上的结构示意图；
图7为多孔部和进风组件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，一实施方式的CT探测器***100，包括安装壳10、探测与采集模组20和进风组件30。
安装壳10包括底板110和顶盖120。顶盖120罩设在底板110上，顶盖120和底板110之间形成一个安装腔。探测与采集模组20设于所述安装腔内。进风模组30设于顶盖120的外侧。
请同时参考图3，顶盖120呈台阶状。顶盖120包括背板124和台阶组件126。背板124呈弧状结构。台阶组件126包括第一平板1262、出风板1264、第二平板1266和竖板1268。第一平板1262、第二平板1266和底板110平行。第一平板1262的两端分别与背板124和出风板1264固定连接。出风板1264呈弧状结构。出风板1264和背板124平行。出风板1264的两端分别与第一平板1262和第二平板1266固定连接。竖板1268的两端分别与第二平板1266和底板110固定连接。出风口122开设于出风板1264上。具体在本实施方式中，出风口122开设于出风板1264远离第二平板1266的一端。此时，进风组件30引进的空气气流能够从下到上和探测与采集模组20进行热交换，热交换后的热空气能够直接从出风口122吹风，难以对后续吹进的空气造成影响，提高换热效率，使散热效果更好。
在将探测与采集模组20安装到背板124上后，探测与采集模组20、第一平板1262、出风板1264、第二平板1266、竖板1268和底板110之间形成一个空气流动空间，进风组件30引进的气流，流经该空气流动空间，带走发热电子器件的热量后，从出风板1264上的出风口吹出。
底板110与第二平板1266之间形成第一气流空间。出风板1264与背板124之间形成第二气流空间。由于背板124和出风板1264均呈弧状结构并平行设置，因此第二气流空间为一个环状气流空间。底板110与第二平板1266形成的第一气流空间的横截面积大于出风板1264与背板124之间形成的第二气流空间的横截面积。此时，气流从地狱气流空间进入第二气流空间后，气流流速得到提升，防止出现紊流等现象，提高散热效率。
竖板1268设有多孔部1269，多孔部1269和背板124相向设置，进风组件30安装于多孔部1269远离背板124的一侧。进风组件30引入的空气通过多孔部1269上的小孔进入安装壳10内。进风组件30安装于多孔部1269远离背板124的一侧，多孔部1269相对于开大口径进风口能够起电磁屏蔽作用。
请同时参考图4和图5，探测与采集模组20安装在背板124上。探测与采集模组20包括多个紧密排列的探测与采集模块22。每个探测与采集模块22包括连接板222、探测器模块224和数据采集模块226。探测器模块224和数据采集模块226分别固定在连接板222的两侧。连接板222上开设有通孔(图未示)，探测器模块224和数据采集模块226通过穿过通孔的连接器连接。探测器模块224主要包括设置在PCB板上的闪烁晶体、光电二极管、电路、连接器等器件。探测器模块224主要功能是将X射线转化为电信号。数据采集模块226可以为焊有发热电子器件227的电路板。发热电子器件227为A/D转换芯片、FPGA芯片、温度传感器等。数据采集模块226上的发热电子器件均设置于面向气流流动的一侧，即背离探测器模块224的一侧。数据采集模块226主要功能是将探测器模块224采集到的模拟量的电信号转化为数字信号以便于输出。数据采集模块226在工作时，容易发热，散发大量热量。每个数据采集模块226到进风组件30的距离大致相等。此时，温度梯度分布大致相同，每个数据采集模块226的温度大致相同，温度一致性好，有助于提高CT图像质量。
请同时参考图1和图6，数据采集模块226和进风组件30相向设置。处理模块22通过连接板222的两端固定到背板124上。当背板124呈弧状结构时，多个处理模块22也呈圆弧状阵列排列，形成圆弧状的探测与采集模组20。圆弧状的探测与采集模组20的圆心为X射线源的焦点。连接板222宽度稍宽于探测器模块224。各连接板222密集排列，仅保留安装需要的距离。连接板222对探测器模块224和数据采集模块226能起到隔离的作用。这样进风组件30引进的气流对数据采集模块226散热，相互紧靠的连接板222能够阻挡气流流向探测器模块224的一侧，减少气流对探测器模块224温度的影响，同时连接板222还能够对探测器模块224进行电磁屏蔽。
请再次参考图2，CT探测器***100还包括控制背板40。控制背板40安装于底板110上。控制背板40主要功能是对数据采集模块226中数据的收集及对CT探测器***100内部环境进行控制。
请参考图7，进风组件30包括风扇32和过滤网34。过滤网34位于风扇32和多孔部1269之间。具体的过滤网34为空气过滤网，起到防灰尘的作用，使进入安装壳10的空气中含的粉尘较少，减少对数据采集模块226的污染。当背板124呈弧状结构时，进风组件30也可以与背板124呈同心圆弧状排列，此时，每个数据采集模块226到进风组件30的距离相差更小，温度一致性更好，有助于提高CT图像质量。
可以理解，进风组件30也可以位于安装腔内。只要能够使进风组件30能够把安装壳10外侧的空气引入安装腔内即可。
CT探测器***100中，将探测器模块224设于连接板222远离数据采集模块226的一侧，连接板能对探测器模块224进行电磁屏蔽。将数据采集模块226的A/D转换芯片、FPGA等发热电子器件227都置于数据采集模块226接触气流的一侧，进风组件30向安装腔内吹风，气流经过控制背板40再流经数据采集模块226的表面到达出风板1264，然后气流从出风板1264上的出风口122流出，从而将CT探测器***100内部热量带出。该CT探测器***100中，数据采集模块226的发热电子器件227能够直接受到进风组件30吹进来的风进行散热，不需要设计散热风道，机械结构简单，占用空间少，可减少机械零件的制造成本。且发热电子器件227直接暴露在气流中，散热效果较好，散热效率高，不会出现因发热电子器件227的位置隐蔽不能接触到气流引起散热效率低而出现局部温度过高的现象，提高CT探测器***100的使用寿命。
此外，相比于传统的探测器***需要使用辅助散热零件进行散热，散热效率较低，上述CT探测器***100的进出组件30引进来的空气能直接吹到控制背板40和数据采集模块226上，所以空气气流能够同时对CT探测器***100内部所有发热电子器件227进行散热，不需要导热材料，有效提高散热效率，还能减少生产成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种CT探测器***，其特征在于，包括安装壳、探测与采集模组和进风组件；
所述安装壳包括底板和顶盖，所述顶盖罩设在所述底板上，所述顶盖和所述底板之间形成一个安装腔，所述顶盖开设有出风口；
所述进风组件安装在所述顶盖的一侧，所述进风组件往所述安装壳内吹风；
所述探测与采集模组安装在所述顶盖的内壁，所述探测与采集模组包括多个紧密排列的探测与采集模块，每个所述探测与采集模块包括连接板、探测器模块和数据采集模块、所述探测器模块和所述数据采集模块分别固定在所述连接板的两侧，所述数据采集模块和所述进风组件相向设置；
所述顶盖呈台阶状，所述顶盖包括背板和台阶组件，所述台阶组件包括第一平板、出风板、第二平板和竖板，所述第一平板、所述第二平板和所述底板平行，所述出风板和所述背板平行，所述出风板的两端分别与所述第一平板和所述第二平板固定连接，所述竖板的两端分别与所述第二平板和所述底板固定连接，所述出风口开设于所述出风板上，所述探测与采集模组安装在所述背板上。
2.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述背板呈弧状结构，所述出风板呈弧状结构。
3.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述底板与所述第二平板之间形成第一气流空间，所述出风板与所述背板之间形成第二气流空间，所述底板与所述第二平板形成的第一气流空间的横截面积大于所述出风板与所述背板之间形成的第二气流空间的横截面积。
4.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述竖板设有多孔部，所述多孔部和所述背板相向设置，所述进风组件安装于所述多孔部远离所述背板的一侧。
5.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述数据采集模块上的发热电子器件均设置于面向气流流动的一侧。
6.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述连接板上开设有通孔，所述探测器模块和数据采集模块通过穿过所述通孔的连接器连接。
7.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述进风组件包括风扇。
8.如权利要求7所述的CT探测器***，其特征在于，所述进风组件还包括过滤网，所述过滤网位于所述风扇和所述顶盖之间。
9.如权利要求1所述的CT探测器***，其特征在于，所述进风组件位于所述顶盖的外侧。
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