CN117939863B - 用于医疗影像设备的低噪音控温装置和方法及医疗影像设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供用于医疗影像设备的低噪音控温装置、方法和医疗影像设备。低噪音控温装置包括：将设备机架的空间划分为前腔和后腔的界面板，具有多个开口；覆盖在界面板上的转子板，在与转子组件的电子部件相应的位置设置通风开口；布置在前腔中的内壳组件，与转子支架共同限定规则环形旋转空间；布置在前腔的底部的送风风扇和布置在后腔的顶部的排风风扇，送风风扇朝向环形旋转空间送风；使气流朝向电子部件流动的散热风扇；送风方向与转子组件的旋转方向至少部分地相切，气流被转子组件裹带旋转，通过散热风扇吸取至电子部件，通过通风开口和界面板开口从前腔流入后腔，通过排风风扇排走。低噪音控温装置动态控制噪音并且具有良好的散热效果。

Description

用于医疗影像设备的低噪音控温装置和方法及医疗影像设备

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，具体地，涉及医疗影像设备的控温及降噪技术。

背景技术

医疗影像设备，例如CT（Computed Tomography）设备，在现代医学中已经广泛地用于疾病的筛查和诊断。传统的CT设备由扫描架（内部容纳可旋转的X射线源和X射线探测器）、检测人支架（包括可水平运动的用于支撑检测人的床板）、操作控制台（提供用户操作界面，接收保存扫描数据、重建和显示CT断层图像）、及一些辅助***组成。在扫描过程中，扫描架在固定位置旋转，检测人水平躺在患者支架上，检测人支架的床板支撑着检测人进行水平运动。

CT设备的扫描架通常包括定子组件和转子组件，其中转子组件上安装多个电子部件，包括用于产生X射线的球管、球管散热器、用于球管供电的高压发生器和接收X射线的探测器。这些部件在运行过程中将会产生大量热量，如果不能将热量及时散出将会影响电子部件性能，严重地还会影响成像质量甚至造成停机。在CT设备性能逐步提高的过程中，CT设备中需散热的电子部件也逐渐增多，因此散热功率消耗将越来越大。CT设备内部的散热效果直接影响CT设备的成像质量。目前CT设备整机多采用简单可靠的风冷方式进行散热，所选风机多为轴流式风机，其布置于设备前侧发热部件的上方，实现对CT整机设备的散热功能。为了提高散热效果，通常采用提高风机转速或增加风机数量的方法，此方式会增大设备噪音。

因此，需要提供一种低噪音并且散热效果更好的用于CT设备的散热装置。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于医疗影像设备的低噪音控温方案，其提供良好的散热效果，可动态控制设备内部的噪音，从而提高设备整机性能，提升使用者和检测人的体验度。

为了实现上述目的，本申请的第一方面，提出了一种用于医疗影像设备的低噪音控温装置，包括：界面板，在医疗影像设备的设备机架内竖向地布置以将设备机架界定的空间划分为前腔和后腔，界面板上具有覆盖其整个区域的多个开口；转子板，在前腔内围绕用于承载医疗影像设备的转子组件的转子支架覆盖在界面板上，并且在与转子组件的电子部件相应的位置设置通风开口；内壳组件，在转子板的前方围绕转子支架布置在前腔中，与转子支架共同限定规则环形旋转空间；送风风扇和排风风扇，送风风扇布置在前腔的底部并且朝向环形旋转空间送风，排风风扇布置在后腔的顶部；散热风扇，在电子部件的附近布置为使气流朝向电子部件流动；其中，送风风扇的送风方向与转子组件的旋转方向至少部分地相切，送入的气流被转子组件裹带旋转并且通过散热风扇吸取至电子部件，流经电子部件后通过转子板上的通风开口和界面板上的开口从前腔流入后腔，通过排风风扇经由可选的与排风风扇相通的排风构件排走。

可选地，低噪音控温装置还包括测控装置，测控装置包括彼此通信连接的前腔温度传感器、后腔温度传感器、变频器和控制器，其中，前腔温度传感器和后腔温度传感器各自感测前腔温度P1和后腔温度P2，控制器根据前腔温度和后腔温度通过变频器改变送风风扇和排风风扇的工作频率以控制风扇噪声，其中，前腔温度传感器感测医疗影像设备的探测器的散热单元的入风口位置的温度并且将散热单元的入风口的温度作为前腔温度P1。

可选地，控制器存储预设的低温阈值t1、高温阈值t2和温差阈值t0，并且设置第一边界条件δ≥t0和t1≤P1≤t2，其中δ=P2-P1，在符合第一边界条件的情况中，控制器将工作频率设置为公称频率f。

可选地，控制器进一步设置第二边界条件δ<t0以及：

第三边界条件，

第四边界条件，和

第五边界条件；

在符合第二边界条件时，

如果符合第三边界条件，则控制器将工作频率设置为 ，

如果符合第四边界条件，则控制器将工作频率设置为 ，

如果符合第五边界条件，则控制器将工作频率设置为 。

可选地，内壳组件由多个弧形板、多个直板、或其组合构成，以构成基本上圆形的轴对称或中心对称结构。

可选地，内壳组件包括：顶部弧形板、上侧弧形板、下侧弧形板、侧部直板以及可选的底部弧形板或直板，以限定相对于竖向方向轴对称的环形旋转空间，其中，右侧的下侧弧形板上形成有格栅或网板样式的送风口。

可选地，界面板构造为格栅样式，其包括固定至设备机架20的基板以及基板上的多个周向肋板和多个径向肋板，周向肋板和径向肋板在基板中界定用于形成开口的多个区域；以及转子板由多个子转子板构成，至少一部分子转子板中具有通风开口，转子板的外侧边缘的构型与内壳组件的内侧面的构型相符。

可选地，送风风扇布置在内壳组件的***，位于内壳组件底部的独立腔室中，独立腔室相对于内壳组件的内部空间封闭同时具有侧面进风口。

根据本申请的第二方面，提供了一种使用根据本申请的第一方面的低噪音控温装置的低噪音控温方法。

根据本申请的第三方面，提供了一种医疗影像设备，其包括根据本申请第一方面的低噪音控温装置，该医疗影像设备构造为CT设备、PET设备或MRI设备，其中，转子组件构造为具有与内壳组件限定的环形旋转空间相符的外侧边界。

本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：内壳组件界定的旋转空间限定规则的气流运动空间和流动路线，减少不规则流动的紊流以及减少转子组件对气流的切割，因此减少噪音；界面板将设备机架划分为前腔（高温区）和后腔（低温区），使冷气流在前腔与电子部件全面地热交换以后进入后腔，可完全地利用冷气流的冷量；界面板、转子板、内壳组件、送风和排风风扇的设计和布置提供从前腔底部沿切向送入、在内壳组件的环形旋转空间中沿周向方向旋转后、通过散热风扇沿纵向方向进入后腔、通过顶部排风风扇排走的定向的稳定气流路线；前腔的气流在围绕转子组件完成换热后集中在电子部件的位置排入后腔，全部冷气流都经由电子部件流入后腔，可提供最优的散热效果；送入前腔的气流方向由与转子组件裹带旋转方向相切，可减少转子组件对气流的切割并且，因此减少噪音。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为配备了根据本发明的实施方式的低噪音控温装置的医疗影像设备的内部结构示意图；

图2为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的移除了顶部固定架的内部结构图；

图3为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的移除了转子组件的固位架的内部结构示意图；

图4为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的转子组件的局部示意图；

图5为根据本发明的实施方式的低噪音控温装置的构成示意图；

图6为根据本发明的实施方式的低噪音控温装置的内壳组件的结构示意图；

图7为根据本发明的实施方式的内壳组件围绕转子支架布置的示意图；

图8为根据本发明的实施方式的内壳组件和界面板安装至设备机架的示意图；

图9为根据本发明的实施方式的内壳组件内侧安装转子板的示意图；

图10为根据本发明的实施方式的内壳组件内侧安装用于转子组件的支架部件的示意图;

图11为根据本发明的实施方式的低噪音控温装置的测控装置的构成示意图；

图12为根据本发明的实施方式的低噪音控温方法的流程图；

图13为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的风扇频率与噪音的曲线图；

图14为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的前腔中的结构的示意图；

图15为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的转子组件的结构示意图；

图16为根据本发明的实施方式的医疗影像设备的后腔中的结构的示意图；以及

图17为根据本发明的实施方式的低噪音控温装置的送风风扇的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图描述根据本发明的具体实施方式。

本发明意在提供一种用于医疗影像设备的低噪音且噪音可控的通风散热装置，其通过改进医疗影像设备内部的结构和空间布置，配置分区域的定向气流路线，并且根据散热情况动态地改变风扇工作频率（风扇转速），来实现散热效率好、噪音低、并且噪音实时可控的散热方案。

首先参考图1，其中示出了配备根据本发明的实施方式的低噪音控温装置的医疗影像设备的内部结构，包括低噪音控温装置10、设备机架20、和转子组件30。低噪音控温装置10（后文简称为“控温装置10”）和转子组件30安装至设备机架20，转子组件30位于设备机架20的前侧部分中。设备机架20总体上为方形结构，控温装置10和转子组件30相对于设备机架20可居中或偏置布置，控温装置10的构成部件固定地安装，转子组件30可旋转地安装。

图2和图3示出了医疗影像设备的不同安装阶段的内部结构图。图2的结构图中，移除了用于将设备机架20与设备壳体（未示出）固定的顶部固定架20F，并且示出了在转子组件30的顶部安装的球管35。图3的结构图中，移除了用于将转子支架31固定至设备机架20的固位架34，其安装在与转子支架31固定连接的定位框33的外侧。图2和图3中示出了组装完成的转子组件30，图4示出了转子组件30的局部细部图，其中示出的电子部件36以及图2和图3中的球管35为医疗影像设备的产热部件。医疗影像设备的其他构成部分将在后文中继续描述。

图5示出了控温装置10的构成示意图，包括：用于提供流动气流的送风风扇11A和排风风扇11B，用于界定气流运动空间的内壳组件13，用于划分不同温度区域的界面板17以及限定气流流动至界面板17的位置的转子板18。用于为转子组件30散热的散热风扇12A、12B、12C、12D以及散热器在图3中示出。

界面板17竖向地布置在设备机架20内以将设备机架20划分为前腔21和后腔22，本申请的设备机架20中安装了转子组件30（旋转体）的一侧为前侧，前腔21位于该前侧区域中。内壳组件13、转子板18和转子组件30布置在前腔21中。因转子组件30产生的热量，前腔21为高温区，后腔22提供排风空间，为低温区。为了提供热空气从前腔21至后腔22的流动通道，界面板17上具有多个开口17E、17F（请参考图8）。在设备工作时，转子组件30旋转因此相对于界面板17的位置实时变化，为了使得在每个实时位置来自转子组件30的气流都快速地穿过界面板17流入后腔22，多个开口17E和17F覆盖界面板17的整个区域。

转子板（隔离板）18在前腔21内覆盖在界面板17上，围绕转子支架31安装在转子支架31与内壳组件13之间，构成用于安装转子组件30的部件的背衬板。转子板18设计为使前腔21的空气只在电子部件36的位置从前向后流动，防止电子部件36产生的热量回流至前腔21。转子板18上选择性地在与电子部件36相应的位置设置通风开口18A、18B、18C、18D（请参考图9），散热风扇12A、12B、12C、12D将热空气导引并且汇聚在电子部件36的位置，在该位置经由通风开口18A-18D以及界面板17上的开口17E、17F流入后腔22。

送风风扇11A和排风风扇11B各自布置在前腔21的底部和后腔22的顶部，以提供如图5中的箭头Aw1、Aw2、Aw31、Aw32和Aw33以及Aw4指示的气流路线。箭头Aw1指示通过进风口25向前腔21中的送风方向，Aw2指示转子组件30的旋转方向以及空气依循转子组件30转动的方向，Aw31、Aw32、Aw33指示气流从前腔21向后腔22的流动方向，Aw4指示通过后腔22顶部的排风构件27的排风方向。在流动过程中，气流依循转子组件30的旋转方向Aw1流经电子部件36以提供冷却。

散热风扇12A、12B、12C、12D布置在电子部件36的附近，例如布置在正后方或正前方，以使气流朝向电子部件36汇聚流动以带走热量，并且限定稳定的定向气流路线，使内壳组件13中气流经由通风开口18A-18D流入后腔。可选用直流风机作为散热风扇12A-12D。电子部件36的附近可以布置附加的散热器，通过热传导为电子部件36散热。参考图4，在散热风扇12B的后方布置了例如导风罩的导风构件19，该导风构件19用于将来自散热风扇12B的气流导向转子板18上的通风开口18B，保证内壳组件13中的基本上全部气流都经由通风开口18A-18D流入后腔。

内壳组件13围绕转子支架31居中地布置在前腔21中，与转子支架31共同限定用于转子组件30的规则的环形旋转空间13I，该环形旋转空间与转子支架31同心以使内壳组件10和转子组件30的组合结构更加规则。内壳组件13一方面将转子组件30围包起来，另一方面使转子组件30在规则的空间内旋转，借此降低高转速时的因紊流以及转子组件30切割空气产生的风噪。如图5中的箭头Aw1所示，转子组件30的的旋转路线为圆环形，因转子组件30上的各个部件的结构不相同并且不完全规则，转子组件30旋转时会不断切割空气产生风噪。当转子组件30的旋转速度超过200rpm时风噪将成为整机噪音的重要原因。内壳组件13的首要作用是降低200rpm以上高转速时转子组件30产生的风噪，通过在设备机架20的前腔21内部限定规则的环形风道，使前腔21内的气流方向稳定并且依循旋转方向Aw2，因此可减少紊流和转子组件30对空气的切割。规则的环形旋转空间可以为圆环形或多边环形，总体上为中心对称或轴对称结构，以提供规则的内部空间。

根据本申请，送风风扇11A提供的气流的方向Aw31与转子组件30的旋转方向Aw2至少部分地相切，以进一步减少转子组件30对空气的切割。在冷却控温过程中，送风风扇11A将扫描室内的较低温度的空气朝向转子组件30送入前腔21，空气被转子组件30裹带在环形旋转空间13I中沿周向方向流动混合并且流经电子部件36，电子部件36上的散热风扇12A、12B、12C和12D使前腔21的低温空气朝向散热风扇12A-12D附近的散热器流动，完成换热的空气通过转子板18上在电子部件36位置的通风开口18A-18D和界面板17上的开口17E、17F沿纵向方向流入后腔22，最后经由排风风扇11B通过后腔22顶部的排风构件27排走。

根据本发明的上述低噪音控温装置10提供了以下的有利技术效果：通过内壳组件13、转子板18、以及送风风扇11A和出风风扇11B以及散热风扇12A-12D的布置，保持设备机架20的腔体内的气流方向稳定可控，使气流的换热路线与转子组件30的旋转方向Aw2和线速度方向以及与电子部件36的位置相符，即：送风风扇11A将气流从前腔21底部依循转子组件30的旋转方向送入，气流依循转子组件30的周边在内壳组件13内侧沿旋转组件30的线速度方向流动，并且在环形旋转空间内混合，由散热风扇12A-12D汇聚在电子部件36位置并且流向后腔22，再由排风风扇11B从设备机架20的顶部排走，实现有效地散热；内壳组件13提供包绕转子组件30的规则旋转空间，为气流限定规则的流动线路，减小因气流混合产生的紊流，可有效减小转子组件30高转速时设备内部的气流噪音；散热风扇12A-12D和通风开口18A-18D的位置使气流全部汇聚在电子部件36的位置流向后腔22，不浪费冷量，实现更优的散热效率。

下面继续参考附图描述根据本申请的其他方面和优点。

根据本申请的内壳组件13可以由6块或8块钣金或塑料的板构件制成，板构件可为弧形板、直板或其组合，以构成规则的轴对称或中心对称的基本上圆形的内侧面。在减少气流在连接位置滞留和集中的方面，弧形板比直板更有利。应理解，弧形板和直板的多种组合都可实现减小风噪的技术效果，只要构成的内壳组件13具有规则的几何形状。

图6和图7示出了根据一个实施方式的内壳组件13的结构和布置示意图。该内壳组件13包括：顶部弧形板13A、上侧的两个弧形板13B和13C、侧部直板13D和13E、下侧弧形板13F和13G。该结构还可以配置可选的底部弧形板或直板13J，在下侧弧形板13F和13G与设备机架20的底板20A较贴近的情况中，可不使用底部弧形板或直板13J。该内壳组件13限定了相对于竖向方向（设备机架20的竖向方向）轴对称的旋转空间，由于只在左侧和右侧对称地布置直板13D和13E，因此限定的旋转空间基本上还保持为圆形。在与送风风扇11A的位置相应的位置，右侧的下侧弧形板13G上形成有送风口28，送风口28构造为格栅或网板样式，来帮助控制送风方向，提供与旋转方向Aw2至少部分相切的气流。送风口28的整体构型与弧形板13G的弧形内壁相符，可帮助气流在较少被切割的情况中依循转子组件30的旋转方向流动，形成切向气流。多个板构件13A-13G之间通过接合边13H彼此连接，在图6的示例中，接合边13H构造为折边，以方便安装附加的固定件，例如用于将内壳组件13固定至设备机架20和/或界面板17的固定件13K。应理解，接合边13H不限于图中所示的样式，可根据设计要求使用其他合适样式的结构。

图7示出了内壳组件13相对于转子支架31同心地布置。内壳组件13通过多个固定架13K与设备机架20中的固定结构连接（请参考图1和图8），内壳组件13组装后形成一个与转子支架31以及转子组件30同心的圆环，将转子组件30包围。设备工作时，安装在转子支架31以及滑环37***的转子组件30在环形旋转空间13I内旋转，带动空气一起旋转，内壳组件13将气流限定在环形旋转空间13I内，气流沿循内壳组件13的内壁只在环形旋转空间13I内流动，防止因气流在不规则的敞开式空间内流动产生的大量紊流，减少紊流噪音以及因紊流被切割产生的噪音。

图8示出了内壳组件13和界面板17安装至设备机架20的示意图，图9和图10示出了在图8结构的基础上安装转子板18以及转子支架31、用于转子组件30的定位框33和固位架34的示意图。

如图8所示，界面板17通过设备支架20固定，界面板17的外侧几何形状与设备支架20中的主固定构件20D相符。界面板17构造为格栅样式，其包括：固定至主固定构件20D的基板17A、形成在基板17A上的第一周向肋板17B和第二周向肋板17C、和多个径向肋板（腹板）17D。基板17A提供与主固定构件20D相符的外侧几何形状，第一周向肋板17B的几何形状与内壳组件13的内侧形状相符并且有利地相贴合，以使气流在内壳组件17内部的旋转空间13I内沿周向方向流动。周向肋板17B、17C和径向肋板17D在基板17A上界定用于形成多个开口17E和17F的区域。通过上述结构形成多个开口分布在同心的周向环形区域中，允许气流在界面板17上自由地通过。

图8中还示出了内壳组件13通过固定架13K安装至设备机架20的具体方式。借助连接边13H，内壳组件13在顶部通过固定架13K固定至设备机架20的主固定构件20D，在侧部通过固定架13K固定至固定构件20C，并且还可与其他部件（未图示）固定连接。固定构件20C包括立柱20C1、斜梁20C2和横梁20C3，该结构构成稳定的支架，并且可根据安装要求增加附加的固定或连接结构。

如图9的正视图和图10的立体图所示，转子板18包括彼此相接的多个子转子板，子转子板可构造为镶板，其各自的外侧边缘共同构成转子板18的外侧边缘，该外侧边缘与界面板17的第一周向肋板17B的内侧几何形状相符。多个子转子板覆盖在界面板17的上，构成的完整转子板18用于安装转子组件30的各个构成部件。根据转子组件30的电子部件36的布置，转子板18的子转子板中的至少一部分中形成上述的通风开口18A、18B、18C和18D。如图4的示例所示，通风开口18B与散热风扇12B的位置相应，附加的导风构件19设置在通风开口18B与通风风扇12B之间，以将散热风扇12B的气流导向通风开口18B。通风开口18A、18C和18D的布置方式与通风开口18B相近。转子板18下侧还设置弧形通风开口18E，用于探测器（未图示）的通风散热。

继续参考图5，根据本申请的低噪声控温装置10包括用于实时测温降噪的装置，后文称为“测控装置”。该测控装置包括前腔温度传感器15A、后腔温度传感器15B、变频器16和控制器14，它们彼此通信连接。在上文所述的结构和布置的基础上，该测控装置实现对噪音和温度的实时监测和控制。前腔温度传感器15A和后腔温度传感器15B各自布置在设备机架20的前腔21和后腔22中，用于感测探测器的散热单元（例如，散热单元的入风口位置）的温度P1和医疗影像设备的工作环境温度P2，后文将温度P1和P2称为前腔温度和后腔温度。温度传感器15A和15B例如为热电阻温度传感器。控制器14和变频器16布置在设备机架20内的合适位置，具体将在后文描述。变频器16用于改变送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率，借此改变风扇转速，控制器14根据前腔温度P1和后腔温度P2通过变频器16改变送风风扇11A和排放风扇11B的风扇转速，以控制风扇工作时产生的噪音。风扇噪音与风扇转速正相关，因此，通过减小风扇转速可减少风扇噪音。

图11示出了根据一个实施方式的测控装置的构成示意图。控制器14可构造为单片机，包括彼此通信的FPGA、ARM和数模转换器14A。前腔温度传感器15A和后腔温度传感器15B将前腔温度P1和后腔温度P2发送至数模转换器14A转换为温度数据，数模转换器14A与FPGA和ARM之间执行数据交互确定如何改变送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率，将相应指令发送至变频器16以改变工作频率和风扇转速。

基于本申请的上述测控装置，提供了相应的低噪音控温方法。图12示出了根据本申请的低噪音控温方法的工作流程图。

首先在控制器14中存储预设的第一温度阈值t1、第二温度阈值t2和第三温度阈值t0。t0为前腔温度P1与后腔温度P2的温差δ的阈值，δ=P1-P2，例如设置为15℃；t1为后腔温度P2（医疗影像设备工作的环境温度）的下限（低温阈值），设备工作环境温度通常要求为20-26℃，t1可设置为20℃；t2为前腔温度P1（探测器的散热单元入风口的温度）的上限（高温阈值），高于这个温度时，探测器的散热单元将无法正常工作（尽管其他电子部件36还可继续工作），散热能力不足将使探测器的温度不可处于合理的范围内，t2可设置为30℃。

控制器14还存储用于确定工作频率的多个边界条件，包括：

第一边界条件：δ≥t0和t1≤p1≤t2，

第二边界条件：δ<t0，

第三边界条件： ，

第四边界条件： ，和

第五边界条件：。

控制器14根据上述的边界条件控制送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率，具体方式参考图12描述。

在符合第一边界条件时，表示影像设备各部件正常发热，设备散热良好，可有效地将发热部件产生的热量导出设备机架20。该情况中控制器14将送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率设置为公称频率f。

在符合第二边界条件时，表示影像设备的散热量大于设备中产热部件的发热量。该情况中控制器14对送风风扇11A和排风风扇11B进行变频控制，以减小风扇噪音。具体地：

在符合第三边界条件时，控制器14通过变频器16将风扇11A和11B的工作频率设置为 ；

在符合第四边界条件时，控制器14将风扇11A和11B的工作频率设置为 ；

在符合第五边界条件时，如果影像设备中的其他大部件未出现报错情况，则表示产热部件的发热量较少或者未工作，控制器14将风扇11A和11B的工作频率设置为 ，送风风扇11A和排风风扇11B以低转速工作，风扇噪音明显减小。

上文所述以及图12中示出的边界条件仅为示例，可根据设计要求适当地修改该边界条件和相应的工作频率。例如，在符合第二边界条件的情况中，可将送风风扇11A和排风风扇11B在公称频率f与 之间的工作的边界条件更细化，以更精细地控制高转速时的噪音。或者，可为送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率设置各自的边界条件，以独立控制送风风扇11A和排风风扇11B的转速，该方式适应前腔21和后腔22不同的内部结构对空气流速的影响，并且允许风扇的数量和位置的更多配置方式。

图13的曲线示出了使用本申请的测控装置实现控温降噪的效果。如图13中所示，在减小送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率的情况中，风扇噪音不高于50dBA，该级别的噪音对于工作人员和检测人都是令人舒适的。在以 f的工作频率工作时，噪音约为35dBA，约为使用公称频率f工作时噪音的1/2，不仅明显减小噪音，还减少了设备的功耗。

上述过程是动态、实时的控制过程：在影像设备工作强度高、发热量大时，前腔温度P1和后腔温度P2的温差δ将增大，可增大送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率，使风扇转速增加，风扇噪音也相应增加；设备工作强度降低、发热量减小时，前腔温度P1和后腔温度P2的差值δ减小，可减小送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率，使风扇转速降低，风扇噪音也相应的减小。因此，整个控制过程是优先保证影像设备腔体内的温度符合探测器的工作要求，基于此保证***良好的散热能力，在这个基础上动态地减小风扇噪音。

另外，如果P1＞t2，则表示设备工作异常，例如送风风扇11A和出风风扇11B以及***空调异常引起热量累积；如果P1<t1，则表示设备的***空调异常，使得环境温度低于设备的工作温度。在上述情况中，***主控装置报错提示工作人员检修设备。

本申请还提供了配备了上述低噪音控温装置10的医疗影像设备，继续参考图1-图3、并且参考图14-图17描述本申请的医疗影像设备的构成。

如上文所述，低噪音控温装置10安装在设备机架20的前腔21中，转子组件30通过转子支架31和转子板18安装，位于内壳组件13内部。转子组件30的各个部件布置在转子板18与定位框33之间，整体可围绕转子之间31旋转。如图14和图15所示，转子组件30的各个部件在转子板18上以规则的环形布局布置，与内壳组件13内部的环形旋转空间13I的几何形状匹配，该布局进一步减小转子组件30旋转过程中因不规则几何形状引起的紊流和空气切割。图14示出转子组件30的定位框33整体为环形结构，通过顶部开口33A和下部左侧和右侧的分支部33B划分为周向长度基本上相同的三个部分，基于该结构的转子组件30的布置具有更好的平衡度。

图9、图10和图14示出了转子支架31的安装方式和构造。通过连接杆34A与转子支架31固定连接的固位架34将转子支架31固定地连接至设备机架20的侧固定板20B和主固定构件20D，借此转子支架31承载转子组件30并且允许转子组件30围绕其旋转。转子支架31的后部和前部设置多个位置相应的连接杆31A和连接杆31D，作为转子组件13的各个构成部件的分隔架，该分隔架划分的区域中设置用于安装转子组件30的构成部件的安装架31B、31C和31E。

图16示出了设备机架20的后腔22中的结构，其中显示了滑环固位架32的安装方式。滑环固位架32与转子支架31共同限定用于滑环35的旋转轨道并且将滑环35保持在旋转轨道中。界面板17上沿周向方向设置弧形固定件17F1，滑环固位架32通过连接件17F2和17F3连接至弧形固定件17F1，借此固定至界面板17。图16进一步示出了界面板17的与设备机架20的多边形主体结构相符的外部几何形状，该外部几何形状允许界面板17嵌套在多边形主体结构中，并且设备机架20底部布置固定板20F用于将界面板17的后侧与设备机架20固定连接。

图14和图16示出了送风风扇11A和排风风扇11B的布置方式。送风风扇11A安装在前腔21底部右侧的独立腔室21A中，通过内壳组件13右下侧的板构件13G，腔室21A相对于内壳组件13界定的内部空间以及后腔22封闭。也就是，气流不在腔室21A与内壳组件13和后腔22内部的空间之间流通。如图6和图7所示，腔室21A的右盖板21C上设置进风口25，后侧通过后盖板21D封闭，上方的板构件13G上的送风口28只用于送风风扇11A向内壳组件13内部送入空气。虽然腔室21A相对于内壳组件13的内部空间封闭，但是腔室21A对影像设备的其他区域为敞开的，如图16所示。

排风风扇11B通过设备机架20顶部的固定杆20E和安装板20F安装在后腔22顶部的左侧和右侧，如图16所示。固定杆20E和安装板20F在设备机架20的多边形主体结构上附加地布置，基本上位于界面板17的后侧或与之齐平。排风构件27套装在排风风扇11B的排风口的位置，排风构件27的向上开口，侧部的导风壁27A和27B构造为将气流导向预定的区域。如图16所示，设备机架20顶部右侧的排风构件27的导风壁27A为弧形结构，用于将气流朝向设备的左上方导引，顶部左侧的排风构件27的导风壁27B为平直结构，将气流朝向上方导引，从排风风扇11B排出的气流在设备的左上方区域汇聚后从医疗影像设备排走。

图17示出了送风风扇11A的一个示例，选用涡流离心风机作为送风风扇11A，空气被从进气口11A1吸入送风风扇11A，经旋转增压增速后从排气口11A2送出。排风风扇11B可具有相同的配置。涡流离心风机的优点在于可通过风机的方位控制送风方向，当然，通过设计合适的排风构件27，轴流风机同样适用于本申请。

测控装置的控制器14可在设备机架20的左上方安装在侧板20B与内壳组件13之间的区域中，可在该区域中设置用于安装控制器1的安装架，如图1所示。变频器16安装在前腔21底部左侧的独立腔室21B中，通过内壳组件13左下侧的板构件13F，腔室21B相对于内壳组件13界定的内部空间封闭，气流不在腔室21B与内壳组件13内部的空间之间流通。与腔室21A相近，腔室21B对于影像设备的其他区域为敞开的，如图16所示。并且，如图1和图14所示，腔室21B前面板上设置通风口24和风扇26以促进空气流动。

总体上，内壳组件13限定规则的环形旋转空间13I，医疗影像设备的转子组件30（旋转部分）布置在旋转空间13I内部，并且转子组件30具有基本上规则的环形的布局，以适应旋转空间13I的构型。低噪音控温装置的测控装置（固定部分）布置在内壳组件13的***，其中，控制器14和变频器16的位置如上文所述，前腔温度传感器15A布置在内壳组件13界定的区域前方，可位于探测器的散热单元入风口附近，后腔温度传感器15B布置在界面板17的后方，前腔温度传感器15A和后腔温度传感器15B的示例位置如图5中所示。

以上描述了根据本申请的医疗影像设备中与低噪音控温装置相关的部分，其他部件的布置方式不在本文中详述。

综上所述，在本申请中，通过送风风扇11A和排风风扇11B、内壳组件13、转子板18、界面板17限定了稳定的定向气流路线，实现良好的散热效果；内壳组件13界定的规则旋转空间13I以及转子组件30的规则环形布局显著减少转子组件30旋转尤其是高速旋转时产生的噪音；通过测控装置动态地变换送风风扇11A和排风风扇11B的工作频率，可实时控制送风风扇11A和排风风扇11B的噪音。本申请通过改变医疗影像设备的内部结构布局提供与旋转部分的运动路线相适应的散热路线并且因此减小气流噪音，同时使用变频装置根据工作情况动态地改变风扇转速来实时地控制风扇噪音同时保持电子部件36要求的温度范围。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于医疗影像设备的低噪音控温装置（10），其特征在于，包括：

界面板（17），在所述医疗影像设备的设备机架（20）内竖向地布置以将所述设备机架界定的空间划分为前腔（21）和后腔（22），所述界面板上具有覆盖其整个区域的多个开口（17E、17F）；

转子板（18），在所述前腔内围绕用于承载所述医疗影像设备的转子组件（30）的转子支架（31）覆盖在所述界面板上，并且在与所述转子组件的电子部件（36）相应的位置设置通风开口（18A、18B、18C、18D）；

内壳组件（13），在所述转子板的前方围绕所述转子支架布置在所述前腔中，与所述转子支架共同限定规则环形旋转空间（13I）；

送风风扇（11A）和排风风扇（11B），所述送风风扇布置在所述前腔的底部并且朝向所述环形旋转空间送风，所述排风风扇布置在所述后腔的顶部；

散热风扇（12A-12D），在所述电子部件的附近布置为使气流朝向所述电子部件流动；

其中，所述送风风扇的送风方向与所述转子组件的旋转方向（Aw2）至少部分地相切，送入的气流被所述转子组件裹带旋转并且通过所述散热风扇吸取至所述电子部件，流经所述电子部件后通过所述转子板上的所述通风开口和所述界面板上的所述开口从所述前腔流入所述后腔，通过所述排风风扇经由可选的与所述排风风扇相通的排风构件（27）排走；

测控装置包括彼此通信连接的前腔温度传感器（15A）、后腔温度传感器（15B）、变频器（16）和控制器（14），其中，所述前腔温度传感器和所述后腔温度传感器各自感测前腔温度P1和后腔温度P2，所述控制器根据所述前腔温度和所述后腔温度通过所述变频器改变所述送风风扇和所述排风风扇的工作频率以控制风扇噪声。

2.根据权利要求1所述的低噪音控温装置，其特征在于，所述前腔温度传感器感测所述医疗影像设备的探测器的散热单元的入风口位置的温度并且将所述散热单元的所述入风口的温度作为所述前腔温度P1。

3.根据权利要求2所述的低噪音控温装置，其特征在于，所述控制器存储预设的低温阈值t1、高温阈值t2和温差阈值t0，并且设置第一边界条件δ≥t0和t1≤P1≤t2，其中δ=P2-P1，在符合所述第一边界条件的情况中，所述控制器将所述工作频率设置为公称频率f。

4.根据权利要求3所述的低噪音控温装置，其特征在于，所述控制器进一步设置第二边界条件δ<t0以及：

第三边界条件： ，

第四边界条件：，和

第五边界条件：；

在符合所述第二边界条件时，

如果符合所述第三边界条件，则所述控制器将所述工作频率设置为，

如果符合所述第四边界条件，则所述控制器将所述工作频率设置为，

如果符合所述第五边界条件，则所述控制器将所述工作频率设置为。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的低噪音控温装置，其特征在于，所述内壳组件由多个弧形板、多个直板、或其组合构成，以构成基本上圆形的轴对称或中心对称结构。

6.根据权利要求5所述的低噪音控温装置，其特征在于，所述内壳组件包括：顶部弧形板（13A）、上侧弧形板（13B、13C）、下侧弧形板（13F、13G）、侧部直板（13D、13E）以及可选的底部弧形板或直板（13J），以限定相对于竖向方向轴对称的所述环形旋转空间，其中，右侧的所述下侧弧形板（13G）上形成有格栅或网板样式的送风口（28）。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的低噪音控温装置，其特征在于，

所述界面板构造为格栅样式，其包括固定至所述设备机架（20）的基板（17A）以及所述基板上的多个周向肋板（17B、17C）和多个径向肋板（17D），所述周向肋板和所述径向肋板在所述基板中界定用于形成所述开口的多个区域；以及

所述转子板由多个子转子板构成，至少一部分所述子转子板中具有所述通风开口，所述转子板的外侧边缘的构型与所述内壳组件的内侧面的构型相符。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的低噪音控温装置，其特征在于，所述送风风扇布置在所述内壳组件的***，位于所述内壳组件底部的独立腔室（21A）中，所述独立腔室相对于所述内壳组件的内部空间封闭并且具有侧面进风口（25）。

9.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的低噪音控温装置的低噪音控温方法，其特征在于，包括以下步骤：

在所述控制器中存储预设的低温阈值t1、高温阈值t2和温差阈值t0以及用于确定所述送风风扇和所述排风风扇的工作频率的多个边界条件，所述多个边界条件包括：

第一边界条件：δ≥t0和t1≤P1≤t2，其中δ=P2-P1，

第二边界条件：δ < t0，

第三边界条件：，

第四边界条件：，和

第五边界条件：；

所述前腔传感器和所述后腔温度传感器将各自感测的所述前腔温度P1和所述后腔温度P2传送至所述控制器；

所述控制器根据所述前腔温度P1和所述后腔温度P2以及所述多个边界条件通过所述变频器控制所述送风风扇和所述排风风扇的所述工作频率，其中：

在符合所述第一边界条件时，所述控制器将所述工作频率设置为公称频率f；

在符合所述第二边界条件时，所述控制器改变所述工作频率，其中：

如果符合所述第三边界条件，所述控制器将所述工作频率设置为；

如果符合所述第四边界条件，所述控制器将所述工作频率设置为；

如果符合所述第五边界条件，所述控制器将所述工作频率设置为。

10.一种医疗影像设备，其特征在于，包括根据权利要求1至8中任一项所述的低噪音控温装置，所述医疗影像设备构造为CT设备、PET设备或MRI设备，其中，所述转子组件构造为具有与所述内壳组件限定的所述环形旋转空间相符的外侧边界。