CN101647708B - 一种数字放射摄影系统编码器校准装置 - Google Patents

一种数字放射摄影系统编码器校准装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种数字放射摄影系统编码器校准装置，包括编码器、与所述编码器同轴的齿轮，其特征在于：还包括挡光片和槽式光电开关，所述挡光片安装在所述齿轮的边缘处，所述槽式光电开关安装在固定板上，所述挡光片与所述槽式光电开关的相对位置使所述挡光片在旋转时划过所述槽式光电开关的凹槽，还包括控制模块，所述控制模块分别与所述槽式光电开关、所述编码器相连，所述控制模块存储编码器相对原点脉冲数和编码器当前脉冲数，当所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。

Description

一种数字放射摄影系统编码器校准装置
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种数字放射摄影系统编码器校准装置。
背景技术
图1所示是悬吊架结构数字放射摄影系统。该悬吊架结构数字放射摄影系统工作时，病人躺在摄影床上(卧位)，调整探测器与球管束光器组件之间的相对位置，使病人处于球管焦点与探测器中心垂直线上，或者病人站在摄影床与球管束光器组件之间(立位)，调整探测器与球管束光器组件之间的相对位置，使病人处于球管焦点与探测器中心垂直线上即胸透位，这样从球管射出的X光射线经束光器调节光束后，穿过病人病灶部位，打在探测器接收板上，经处理后在工作站上生成病灶部位的图像，从而医生可给出一个诊断结果。其中在卧位与立位之间转换时，探测器需要有0°～90°的转动，该转动运动的实现是由立柱上的旋转机构来实现的，该旋转机构如图2所示。
该旋转机构包括旋转齿轮1、旋转齿轮2、皮带3、电机4、蜗轮蜗杆减速箱5、探测器安装盘6和探测器转轴7。电机4经皮带3传动与蜗轮蜗杆减速箱5的输入轴连在一起，旋转齿轮1与蜗轮蜗杆减速箱5的输出轴安装固定在一起，旋转齿轮1与旋转齿轮2啮合，旋转齿轮2与探测器转轴7安装固定在一起，而探测器安装盘6则与探测器转轴7安装在一起。电机4经皮带3传动减速后，再经蜗轮蜗杆减速箱5减速带动旋转齿轮1转动，旋转齿轮1又带动旋转齿轮2转动，从而实现探测器转轴6的转动，而探测器又通过探测器安装盘6与探测器转轴7安装在一起，所以就实现了探测器的转动。
进行摄影时，探测器旋转运动的角度控制是影响图像质量的关键因素，悬吊架结构数字放射摄影系统的反馈元件采用增量式旋转编码器8，与传统的电位器比较，增量式旋转编码器8输出为差分数字脉冲信号，抗干扰能力较强，传输距离较远，但增量式旋转编码器原点是不固定的，只是在开机时用软件来设定一个相对的原点，而由于振动，增量式旋转编码器8往往会产生误脉冲，因此经过一段运行时间后由软件设定的原点因为累积误差的原因会产生偏移，这样就影响了对探测器旋转运动角度控制的精确性，从而影响图像的质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数字放射摄影系统编码器校准装置，克服现有技术数字放射摄影系统编码器的原点因累积误差而产生偏移的缺陷。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种数字放射摄影系统编码器校准装置，包括编码器、与所述编码器同轴的齿轮，还包括挡光片和槽式光电开关，所述挡光片安装在所述齿轮的边缘处，所述槽式光电开关安装在固定板上，所述挡光片与所述槽式光电开关的相对位置使所述挡光片在旋转时划过所述槽式光电开关的凹槽，还包括控制模块，所述控制模块分别与所述槽式光电开关、所述编码器相连，所述控制模块存储编码器相对原点脉冲数和编码器当前脉冲数，当所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述控制模块对所述编码器的旋转方向进行判断，当所述编码器逆时针旋转时，所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述控制模块对所述编码器的旋转方向进行判断，当所述编码器顺时针旋转时，所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述控制模块设为可编程逻辑控制器PLC。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述控制模块设为单片机。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述控制模块设为数字信号处理器DSP。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述控制模块设为ARM芯片。
所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其中所述可编程逻辑控制器PLC以中断方式对所述编码器当前脉冲数进行重置。
本发明的有益效果：本发明数字放射摄影系统编码器校准装置通过挡光片和槽式光电开关的配合工作，不断使用编码器相对原点脉冲数对编码器当前脉冲数进行重置，因此编码器的脉冲计数不会产生积累误差，因此对探测器旋转运动的角度控制更加精确，从而保证了图像的质量。
附图说明
本发明包括如下附图：
图1为现有技术悬吊架结构数字放射摄影系统示意图；
图2为现有技术探测器旋转机构示意图；
图3为本发明数字放射摄影系统编码器校准装置的挡光片和槽式光电开关位置示意图；
图4为本发明实施例中控制模块与其它模块连接的示意图；
图5为本发明实施例中挡光片和槽式光电开关位置示意图；
图6为本发明实施例中控制模块流程图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
如图3、图4、图5和图6所示，本发明数字放射摄影系统编码器校准装置包括编码器31、与编码器31同轴的齿轮32，还包括挡光片33和槽式光电开关35，挡光片33安装在齿轮32的边缘处，槽式光电开关35安装在固定板34上，挡光片33与槽式光电开关35的相对位置使挡光片33在旋转时划过槽式光电开关35的凹槽，还包括控制模块，控制模块分别与槽式光电开关35、编码器31相连，控制模块存储编码器相对原点脉冲数和编码器当前脉冲数，当控制模块收到槽式光电开关35的信号后，使用编码器相对原点脉冲数对编码器当前脉冲数进行重置。
在本发明数字放射摄影系统编码器校准装置的实施例中增量式旋转编码器选用光洋公司的增量式旋转编码器(TRD-2000BF)、槽式光电开关选用的欧姆龙公司槽式光电开关EE-SX672P、控制模块选用西门子公司的可编程逻辑控制器PLC(CPU226DC/DC/DC)，也可以选用单片机、数字信号处理器DSP、ARM芯片。增量式旋转编码器(TRD-2000BF)输出相位差为90°的两相脉冲信号与PLC的信号输入端BI00和BI01(地址为I0.0I0.1外部中断输入)相连。变频器为日立公司的SJ200-004NFEF，PLC的输出信号BQ00BQ01(地址为Q0.0和Q0.1)分别控制变频器的正反转。交流三相电机选用GGM公司的ZD400，它接收来自变频器输出的三相变频信号，通过减速箱后带动探测器的旋转。
PLC不断扫描寄存器的内容，如果扫描到寄存器地址Q0.1的值(端口BQ01)为1，则判定探测器(也包括编码器)反转运动。槽式光电开关输出一个24V的高电平信号给到PLC的BI02端(地址为I0.2)，BI02端口检测到24V高电平后会立刻停止当前的扫描程序来处理这个中断。如果这两个条件同时满足则会调用中断程序，中断程序把通过触摸屏设定好并存储在PLC中的9000(编码器相对原点脉冲数)的值赋给PLC存储的编码器当前脉冲值。
将在触摸屏中设定好的9000赋值给槽式光电开关动作的那一瞬间的位置，这里假设为45°，其它的位置对应的数值也就确定下来：
VD100：0°对应的编码器脉冲值
VD104：90°对应的编码器脉冲值
VD108：每度对应的脉冲数
假设在45°的时候为9000脉冲，则
VD108＝9000/45＝200脉冲/度
则VD100＝0°*200＝0脉冲
VD104＝90°*200＝18000脉冲
可编程逻辑控制器PLC采用外部中断输入来检测槽式光电开关的动作，因为中断输入不受程序扫描周期影响，如果采用普通的输入点来检测槽式光电开关的动作，就有可能出现信号的延迟，从而导致9000的赋值不能对应到当前槽式光电开关的那个机械位置，从而影响角度的控制。同样，在可编程逻辑控制器PLC中设定只在探测器旋转的同一旋转方向响应中断，因为探测器反转和正转的时候槽式光电开关的响应时间是不同的，因此采用单方向工作方式更加精确。
本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变形方案实现本发明，以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (8)

1.一种数字放射摄影系统编码器校准装置，包括编码器、与所述编码器同轴的齿轮，其特征在于：还包括挡光片和槽式光电开关，所述挡光片安装在所述齿轮的边缘处，所述槽式光电开关安装在固定板上，所述挡光片与所述槽式光电开关的相对位置使所述挡光片在旋转时划过所述槽式光电开关的凹槽，还包括控制模块，所述控制模块分别与所述槽式光电开关、所述编码器相连，所述控制模块存储编码器相对原点脉冲数和编码器当前脉冲数，当所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。
2.根据权利要求1所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述控制模块对所述编码器的旋转方向进行判断，当所述编码器逆时针旋转时，所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。
3.根据权利要求1所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述控制模块对所述编码器的旋转方向进行判断，当所述编码器顺时针旋转时，所述控制模块收到所述槽式光电开关的信号后，使用所述编码器相对原点脉冲数对所述编码器当前脉冲数进行重置。
4.根据权利要求2或3所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述控制模块设为可编程逻辑控制器PLC。
5.根据权利要求2或3所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述控制模块设为单片机。
6.根据权利要求2或3所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述控制模块设为数字信号处理器DSP。
7.根据权利要求2或3所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述控制模块设为ARM芯片。
8.根据权利要求4所述的数字放射摄影系统编码器校准装置，其特征在于：所述可编程逻辑控制器PLC以中断方式对所述编码器当前脉冲数进行重置。
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