CN112741642A - Ct探测器温度均衡装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于CT技术领域，具体涉及CT探测器温度均衡装置。包括若干个探测器、CT机架和若干个风扇；各个探测器均固定安装在CT机架上；各个探测器的两端边缘处均分别设有第一加热条和第二加热条；所述CT机架上设有若干个安装铸件，所述探测器侧壁均紧贴有安装铸件；所述第一加热条和第二加热条均为非均匀分布加热条；所述风扇均放置在探测器侧壁旁边，且与安装铸件分别分列在探测器两侧。本发明根据每个CT探测器模块散热功率的分布，设计出一种非均匀分布的加热装置，使探测器在工作时每个模块的温度能够保持一致，进而提升图像质量，具有简单高效的特点。

Description

CT探测器温度均衡装置
技术领域
本发明属于CT技术领域，具体涉及CT探测器温度均衡装置。
背景技术
CT在临床诊断中的应用已经越来越广泛，良好的CT图像质量是医生诊断的重要依据。获得良好的图像质量需要各方面的协同配合，其中CT探测器的性能是CT图像质量的决定性因素。为获得良好的图像质量，CT探测器需要工作在尽可能理想的条件下，温度尽可能低，且温度尽可能均衡，使所有探测器模块的性能保持一致，因为CT重建的理论模型就是认为CT各模块的性能是一样的。CT的环境温度的高低是由整个***决定的，但是CT探测器模块温度的均衡性可以通过单独控制探测器模块就可实现。
然而在实际使用上，探测器需要安装在CT机架上，而且需要安装风扇来辅助调节温度，导致温度的分布很不均匀。
因此，设计一种CT探测器温度均衡装置，就显得十分必要。
例如，申请号为CN201320410027.9的中国实用新型专利所述的车载方舱CT机探测器温度控制***，包括中央控制单元、加热器、温度传感器、电池单元、功率控制器、缓冲器和循环风扇，其中电池单元分别与中央控制单元以及功率控制器连接，缓冲器与中央控制单元连接，温度传感器和功率控制器分别与缓冲器连接，加热器和循环风扇分别与功率控制器连接，所述CT机探测器外设置有保温罩，温度传感器设置在CT机探测器和保温罩之间。虽然上述车载方舱CT机探测器温度控制***野外适应性强，但是其缺点在于，无法长时间保持CT机探测器各模块的温度处于平衡的状态，CT图像的成像质量较差。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中，由于探测器需要安装在CT机架上，而且需要安装风扇来辅助调节温度，导致探测器温度分布不均匀的问题，提供了一种能够使探测器在工作时每个模块的温度保持一致，且能够提升CT图像质量的CT探测器温度均衡装置。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
CT探测器温度均衡装置，包括若干个探测器、CT机架和若干个风扇；各个探测器均固定安装在CT机架上；各个探测器的两端边缘处均分别设有第一加热条和第二加热条；所述CT机架上设有若干个安装铸件，所述探测器侧壁均紧贴有安装铸件；所述第一加热条和第二加热条均为非均匀分布加热条；所述风扇均放置在探测器侧壁旁边，且与安装铸件分别分列在探测器两侧。
作为优选，所述第一加热条靠近安装铸件；所述第二加热条靠近风扇。
作为优选，所述第一加热条与第二加热条的加热功率密度分布不一致。
作为优选，所述第一加热条的加热功率密度分布为从第一加热条两端开始逐渐向第一加热条中间降低。
作为优选，所述第二加热条的加热功率密度分布为靠近风扇处的加热功率密度高于远离风扇处的加热功率密度。
作为优选，各个风扇等间距的分布在所有探测器的一侧。
作为优选，所述第一加热条和第二加热条的延伸方向与探测器分布排列方向相同。
作为优选，所述第一加热条和第二加热条均包括若干个导热电阻。通过改变各个导热电阻的阻值大小，使得第一加热条和第二加热条上的加热功率密度分布不一致。
本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明根据每个CT探测器模块散热功率的分布，设计出一种非均匀分布的加热装置，使探测器在工作时每个模块的温度能够保持一致，进而提升图像质量；(2)本发明为一种自适应的温度补偿加热装置，具有简单高效的特点。
附图说明
图1为CT探测器温度均衡装置在离线状态下的一种结构示意图；
图2为本发明中CT探测器温度均衡装置的一种结构示意图；
图3为图1中单个探测器纵向温度测试点分布的一种结构示意图；
图4为图3对应的一种纵向温度分布图；
图5为图3对应的一种横向温度分布图；
图6为图2中探测器靠近安装铸件一侧的一种温度分布图；
图7为图2中靠近安装铸件一侧加热条的一种加热功率密度分布图；
图8为图2中探测器靠近风扇一侧的一种温度分布图；
图9为图2中靠近风扇一侧加热条的一种加热功率密度分布图；
图10为本发明中CT探测器温度均衡装置理想状态下的一种纵向温度分布图；
图11为本发明中CT探测器温度均衡装置理想状态下的一种横向温度分布图；
图12为本发明中CT探测器温度均衡装置实际状态下的一种纵向温度分布图；
图13为本发明中CT探测器温度均衡装置实际状态下的一种横向温度分布图。
图中：探测器101、第一加热条102、第二加热条103、安装铸件104、风扇105。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。
实施例1：
如图1和图3所示，首先采集在离线状态下(脱离CT机架)时，各个探测器的温度分布，以确定探测器各处的导热效率。图1中包括有57个探测器101，编号为1-57。
具体如图3所示，设定单一探测器由上至下，纵向温度测试点分别为A、B、C、D、E、F、G。在上述各个温度测试点安装有温度传感器，通过温度传感器来采集各个温度测试点的具体温度数值。得到如图4所示纵向温度分布图。由图4可知，离线状态下，单个探测器的温度呈对称分布。两头的A、G两点温度最高，中间的D点温度最低，温差为0.5℃。
对每一个探测器完成上述过程步骤的纵向温度测试点的温度采集，得到图1中57个探测器离线状态下的横向温度分布图，如图5所示。由图5可知，每个探测器的横向相对位置的温度是一样的。
如图2所示，为本发明中的CT探测器温度均衡装置，包括57个探测器、CT机架和3个风扇105；各个探测器均固定安装在CT机架上；各个探测器的两端边缘处均分别设有第一加热条102和第二加热条103；所述CT机架上设有3个安装铸件，所述探测器侧壁均紧贴有安装铸件104；所述第一加热条和第二加热条均为非均匀分布加热条；所述风扇均放置在探测器侧壁旁边，且与安装铸件分别分列在探测器两侧。
进一步的，所述第一加热条靠近安装铸件；所述第二加热条靠近风扇。
进一步的，所述第一加热条与第二加热条的加热功率密度分布不一致。
进一步的，各个风扇等间距的分布在所有探测器的一侧。
进一步的，所述第一加热条和第二加热条的延伸方向与探测器分布排列方向相同。
进一步的，所述第一加热条和第二加热条均包括若干个导热电阻。通过改变各个导热电阻的阻值大小，使得第一加热条和第二加热条上的加热功率密度分布不一致。导热电阻的阻值大小，可通过改导热电阻自身的粗细大小以及长宽度来进行调节。
基于图2所示的CT探测器温度均衡装置，设定目标温度为37℃，经测试可以得出探测器靠近安装铸件一侧的温度分布如图6所示。图6中各个探测器的温度测试点为图3中所示的A点。
为了保持温度的一致，测试点温度越高，对应该点位置的加热条加热功率密度越低。相应的加热条的加热功率密度分布，与温度分布相反，以中间点的加热功率密度为100，相应设计的第一加热条整体的加热功率密度分布如图7所示。由图7可知，第一加热条的加热功率密度分布为从第一加热条两端开始逐渐向第一加热条中间降低。
另外，探测器靠近风扇一侧因为没有安装铸件散热，主要是风扇的影响导致各个探测器的热分布不均匀，设定图2中3只风扇以2000RPM进行工作，得到探测器靠近风扇一侧的温度分布图如图8所示。图8中各个探测器的温度测试点为图3中所示的G点。
由图8可知，在距离风扇最近的探测器的温度最低，只有35℃，靠近风扇最远的探测器的温度能达到37℃，由于所有探测器总共有3个风扇，因此探测器的温度根据风扇的间隔位置分布如图8中所示。
同样的，为了保持温度的一致，测试点温度越高，对应该点位置的加热条加热功率密度越低。在设计靠近风扇侧的第二加热条时，在靠近风扇的加热条处适当提高加热功率密度，远离风扇的加热条处降低加热功率密度。设定靠近风扇的加热条处的加热功率密度为100，对应设计的第二加热条的加热功率密度分布如图9所示。
将设计好的第一加热条和第二加热条安装在对应的位置后(第一加热条安装在图3中所示的各个探测器的A点，第二加热条安装在图3中所示的各个探测器的G点)，最终得到实际状态下，本发明CT探测器温度均衡装置中，各个探测器(图3中的A点至G点)的纵向温度分布图和横向温度分布图。实际状态下的纵向温度分布图如图12所示，横向温度分布图如图13所示。
而本发明CT探测器温度均衡装置中，各个探测器(图3中的A点至G点)理想状态下的纵向温度分布图和横向温度分布图，分别为图10和图11所示。
由图10可知，理想状态下单一探测器A点至G点的温度均为37℃，而如图12所示，实际状态下，单一探测器A点至G点的最高温度为A点37.05℃，最低温度为D点36.97℃，最大温度差仅为0.08℃，得出在纵向温度分布上，本发明的实际效果模型与理想状态模型接近。
此外，由图11可知，理想状态下各个探测器A点至G点的温度均为37℃，而如图13所示，实际状态下，各个探测器A点至G点的温度，均在一定范围内出现浮动，其中，各点的最高温度值为A点的37.07℃，各点的最低温度值为D点的36.95℃，与理想值37℃的误差范围较仅为-0.05℃至+0.07℃，浮动范围也较小。最终得出在横向温度分布上，本发明的实际效果模型同样与理想状态模型接近。
本发明通过采集分析探测器在离线和集成情况下的温度分布特点，设计一种自适应的温度补偿加热装置，使各个CT探测器模块的温度都保持相同或近似的温度分布，以提高CT的图像质量，具有简单高效的特点。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.CT探测器温度均衡装置，其特征在于，包括若干个探测器、CT机架和若干个风扇；各个探测器均固定安装在CT机架上；各个探测器的两端边缘处均分别设有第一加热条和第二加热条；所述CT机架上设有若干个安装铸件，所述探测器侧壁均紧贴有安装铸件；所述第一加热条和第二加热条均为非均匀分布加热条；所述风扇均放置在探测器侧壁旁边，且与安装铸件分别分列在探测器两侧。
2.根据权利要求1所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，所述第一加热条靠近安装铸件；所述第二加热条靠近风扇。
3.根据权利要求2所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，所述第一加热条与第二加热条的加热功率密度分布不一致。
4.根据权利要求3所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，所述第一加热条的加热功率密度分布为从第一加热条两端开始逐渐向第一加热条中间降低。
5.根据权利要求3所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，所述第二加热条的加热功率密度分布为靠近风扇处的加热功率密度高于远离风扇处的加热功率密度。
6.根据权利要求1所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，各个风扇等间距的分布在所有探测器的一侧。
7.根据权利要求1-6任一项所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，所述第一加热条和第二加热条的延伸方向与探测器分布排列方向相同。
8.根据权利要求1-6任一项所述的CT探测器温度均衡装置，其特征在于，所述第一加热条和第二加热条均包括若干个导热电阻。
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