闭环实施的精确控制CT探测器温度的装置及方法

摘要

本发明涉及闭环实施的精确控制CT探测器温度的装置及方法。其装置包括封闭腔体、CT探测器、温度传感器、控制器、加热装置及其热源，其中：封闭腔体作为温度调节器；CT探测器、温度传感器置于封闭腔体内；加热装置对封闭腔体进行加热；控制器根据温度传感器的检测结果，通过调节加热装置，对封闭腔体的加热量进行闭环控制，从而控制CT探测器的温度恒定。它便于实施，可以精确控制检测器温度。本发明主要应用在计算机断层扫描系统(CT)的检测器上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种闭环实施的精确控制CT探测器温度的装置及方法。

背景技术

计算机断层扫描系统(CT)使用X光检测器来定量地记录X光透过人体后的衰减情况。由 于检测器所使用的材料的特性对于温度非常敏感，如果使用中温度变化过大，将导致图像质 量的降低，从而影响诊断。

为了降低温度的影响，通常有两种方法：一种是精确的控制检测器的温度，使其在使用 中的温度波动在特定的范围内；另一种是使用温度传感器测量出每个检测器单元的实际温度， 并根据检测器的温度特性曲线进行校正。两种方法各有利弊，在实际使用中都有应用。

发明内容

鉴于上述，本发明将提供一种闭环实施的精确控制CT探测器温度的装置及方法，它便于 实施，可以精确控制检测器温度。

本发明采用的装置包括：封闭腔体、CT探测器、温度传感器、控制器、加热装置及其热 源，其中：

所述封闭腔体作为温度调节器；所述CT探测器、温度传感器置于封闭腔体内；所述加热 装置对封闭腔体进行加热；所述控制器根据温度传感器的检测结果，通过调节加热装置，对 封闭腔体的加热量进行闭环控制，从而控制CT探测器的温度恒定。

进一步地：所述封闭腔体由具有开口的金属壳体和覆盖该开口的碳纤维板构成。

进一步地：所述加热装置是设置在封闭腔体侧面的加热带。

进一步地：所述CT探测器悬挂在封闭腔体之内，并用热阻大的材料与金属壳体连接。

进一步地：所述温度传感器采用大热阻的材料固定在金属壳体之内。

本发明采用的方法包括步骤：

1)使用金属材料构成具有腔体的封闭腔体，作为温度调节器；

2)将CT探测器和温度传感器置于封闭腔体内；

3)对封闭腔体加热，使热量通过空气传导和热辐射传递到CT探测器和温度传感器上；

4)根据温度传感器的检测结果，对封闭腔体加热量进行闭环控制，从而控制CT探测器的 温度恒定。

在所述步骤3)中，在构成封闭腔体的金属材料的外表面连接加热带，通过给该加热带加 热的方式对封闭腔体进行加热，并通过控制调节该加热带的功率来调节传递给封闭腔体的热 量。

本发明通过对检测器单元的闭环温度控制，到达温度的恒定，进而保证X光检测数据的 稳定和线性，从而得到理想的图像。

本发明具有以下优点：

1.可以将检测器的温度精确控制在要求的范围内；

2.结构和控制简单可行；

3.成本低廉，便于推广。

附图说明

图1是检测器温度控制结构图。

具体实施方式

本发明提出了一种便于实施的，可以精确控制检测器温度的闭环控制系统。

本发明采用的装置包括：封闭腔体、CT探测器、温度传感器、控制器、加热装置及其热 源，其中：

封闭腔体作为温度调节器；CT探测器、温度传感器置于封闭腔体内；加热装置对封闭腔 体进行加热；控制器根据温度传感器的检测结果，通过调节加热装置，对封闭腔体的加热量 进行闭环控制，从而控制CT探测器的温度恒定。

进一步地：封闭腔体由具有开口的金属壳体和覆盖该开口的碳纤维板构成。

加热装置是设置在封闭腔体侧面的加热带。

CT探测器悬挂在封闭腔体之内，并用热阻大的材料与金属壳体连接。

温度传感器采用大热阻的材料固定在金属壳体之内。

本发明采用的方法包括步骤：

1)使用金属材料构成具有腔体的封闭腔体，作为温度调节器；

2)将CT探测器和温度传感器置于封闭腔体内；

3)对封闭腔体加热，使热量通过空气传导和热辐射传递到CT探测器和温度传感器上；

4)根据温度传感器的检测结果，对封闭腔体加热量进行闭环控制，从而控制CT探测器的 温度恒定。

在所述步骤3)中，在构成封闭腔体的金属材料的外表面连接加热带，通过给该加热带加 热的方式对封闭腔体进行加热，通过控制调节该加热带的功率来调节传递给封闭腔体的热量。

本发明的创新点主要体现在整体的结构和测量控制方式。

下面结合附图详细说明。

图1所示为本发明的结构设计。由若干金属支架4构成的金属壳体和碳纤维板2形成了 一个具有大热容的封闭腔体3，并且将其它不受控的热源隔离在封闭腔体3之外，从而保证 了封闭腔体3内的温度不被外界影响。在金属壳体侧面的加热带5用于控制封闭腔体3内的 温度，通过控制加热带5的功耗便可以调整在不同的环境温度下的封闭腔体3内的温度。7 为不可控热源，需要将其热量隔离在腔体之外。

由于设计上使用大热容的腔体，使得加热带5的功耗调整将不会使腔体有大的温度波动。 CT探测器6被悬挂在封闭腔体3之内，并且用热阻大的材料与金属壳体连接，这样便可保证 温度不会直接经过低热阻的路径快速传递到CT探测器6，因而进一步降低了由于金属壳体的 温度的变化导致的温度波动。温度传感器1同样采用大热阻的材料固定在封闭腔体3之内， 由于其与被控的CT探测器6采用了同样的热量接收方式，并且安装在相同的恒温腔体之内， 所以其可以真实准确地反映CT探测器6的温度。由此可以通过温度检测的结果来动态地调整 加热带5的功耗，从而达到对CT探测器温度的精准闭环控制。

实现闭环控制需要采用控制器，控制器采用一个ARM处理器，用于控制ADC芯片采集温 度传感器的温度信息，根据实际温度与目标温度的差异控制调节加热带导通占空比来调节加 热带的输出功率，使得封闭腔体的输入热量和散热的量平衡，达到温度稳定。