CN102397077B - Ct设备以及为ct设备中直流链路放电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CT设备，包括一个X射线管和一个直流链路，所述直流链路通过一高压发生器向所述X射线管提供高压；所述CT设备还包括一耗能装置，所述耗能装置与所述直流链路的输出端相连接；所述耗能装置在需要为所述直流链路放电时运行一时间段，以消耗直流链路的能量。本发明还公开了一种为CT设备中直流链路进行放电的方法。根据本发明的技术方案，能够实现对直流链路的快速放电。

Description

CT设备以及为CT设备中直流链路放电的方法

技术领域

本发明涉及计算机X射线断层扫描(CT)设备领域，尤其涉及为CT设备中直流链路(DC-Link)放电的技术。

背景技术

如今，CT设备得到了越来越广泛的应用。在对CT设备进行检修时，除了需要关闭CT设备的主电源，还需要等待CT设备中电气装置充分放电之后，才能打开CT设备的外壳，以保证维修人员和CT设备的安全。其中，CT设备的旋转部分需要放电的电气装置包括直流链路。

对于低速旋转的CT设备而言，直流链路包括一个继电器，用来对直流链路进行放电。图1显示了低速旋转的CT设备的一种直流链路800。如图1所示，直流链路800包括一个整流电路810、两个储能电容器C、一个高阻值的电阻R、以及一个继电器K。在需要对该直流链路800进行放电时，闭合继电器K，则直流链路800中储能电容器C的能量通过电阻R消耗，从而实现了放电。这种放电耗费的时间与电阻R的阻值大小相关，阻值越大，则耗费的时间越长。

然而，对于高速旋转的CT设备而言，由于旋转部分以很高的速度在旋转，因此，不能在旋转部分设置继电器，因此无法利用上述低速旋转的CT设备的放电技术。通常，在高速旋转的CT设备中，通过直流链路自身的电压监测电路(图中未显示)来消耗直流链路在断电后残留的能量，即由此实现对直流链路的放电。电压监测电路的等效阻值超过50千欧姆(kΩ)，那么这种技术放电耗费的时间至少会超过10分钟。

迄今为止，一些专利申请公开了如何探测CT设备中高压发生器或相关电路发生非期望的放电、或者如何防止放电的技术。但是没有专利申请揭示如何实现快速放电的技术，更没有专利申请提及如何对高速旋转的CT设备中的直流链路进行快速放电的技术。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种CT设备，用以快速地对直流链路放电。本发明还提出了一种为CT设备中直流链路进行放电的方法，用以快速地对直流链路放电。

因此，本发明提供了一种CT设备，包括一个X射线管和一个直流链路，所述直流链路通过一高压发生器向所述X射线管提供高压；

所述CT设备还包括一耗能装置，所述耗能装置与所述直流链路的输出端相连接；所述耗能装置在需要为所述直流链路放电时运行一时间段，以消耗直流链路的能量。

所述耗能装置为CT设备中已有的电气装置。

优选地，所述耗能装置为旋转阳极控制器。

优选地，所述耗能装置为灯丝。

在上述技术方案中，所述CT设备还包括一控制所述耗能装置运行的控制台。

本发明还提供了一种为CT设备中直流链路进行放电的方法，包括如下步骤：

关闭主电源；

启动与所述直流链路的输出端相连接的耗能装置；

在一时间段后，关闭所述耗能装置。

优选地，所述耗能装置为旋转阳极控制器或者灯丝；其中，所述旋转阳极控制器优选地控制X射线管的阳极以60-150圈每秒的速度旋转。

通过一控制台控制所述耗能装置的运行。

较佳地，设置所述时间段为放电时间理想值的2-5倍。

从上述方案中可以看出，由于本发明利用CT设备中已有的电气装置(例如旋转阳极控制器、灯丝等)作为耗能装置，并运行该耗能装置来消耗直流链路的能量，从而能够快速地对直流链路进行放电。并且，由于本发明的技术方案不需要引入新的零部件，因此实现本发明技术方案的成本较低。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为低速旋转的CT设备中的直流链路的示意图。

图2为高速旋转的CT设备中的直流链路的示意图。

图3为根据本发明一实施例的CT设备的结构示意图。

附图中所用的附图标记如下：

100滑环              200直流链路            210整流电路

300逆变器            400高压发生器          500X射线管

600旋转阳极控制器    700灯                  C电容器

R电阻                DC+直流输出正极        DC-直流输出负极

HV+高压输出正极      HV-高压输出负极        L1，L2，L3交流电输入

K2电源继电器         800直流链路            810整流电路

K继电器

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

图2为高速旋转的CT设备中的直流链路的示意图。如图2所示，该直流链路200包括一个整流电路210、两个储能电容器C、以及一个高阻值的电阻R。其中，整流电路210用于将输入的三相交流电转换为直流电，电容器C主要用于储能和滤波，电压监测电路用于监测直流链路输出的直流电压，在图中等效为电阻R，具有很高的阻值。最终，直流链路200在其输出端，即直流输出正负极DC+和DC-，输出直流电压。

从图2可以看出，该直流链路200不具有图1所示直流链路800的继电器K，因而不能利用针对图2所示直流链路800的放电技术来对图2所示直流链路200进行放电。

图3为根据本发明一实施例的CT设备的结构示意图。出于简明的目的，图3中只显示了与放电相关的零部件，本领域技术人员应当明白，CT设备理应还包括其它零部件，例如病床、机架、探测器等等。

如图3所示，CT设备包括静止部分和旋转部分，静止部分和旋转部分通过滑环100传输电流和数据。CT设备的静止部分(滑环100左边)包括交流电输入L1、L2和L3、以及电源继电器K2。CT设备的旋转部分(滑环100)包括直流链路200、逆变器300、高压发生器400、X射线管500、旋转阳极控制器600以及灯丝700。

在CT设备中，三相交流电经过交流电输入线路L1、L2和L3以及电源继电器K2后，传输至滑环100。通过滑环100，交流电从静止部分传输到旋转部分的直流链路200。如图2所示的直流链路200将交流电转换为直流电，在其直流输出正极DC+和负极DC-两端输出直流电。逆变器300将该直流电转换为交流电，并输入高压发生器400。高压发生器400经过变压和整流之后，在其高压输出正极HV+和负极HV-两端输出高压，从而向X射线管500提供高压。

根据本发明的实施例，CT设备还包括一耗能装置(例如图3所示的旋转阳极控制器600或者灯丝700)，耗能装置与直流链路200的输出端相连接。在需要对直流链路200放电时(例如关闭CT设备时)，耗能装置运行，消耗直流链路200所残留的能量，从而实现对直流链路200进行放电。由于该耗能装置运行需要耗费的功率远远大于电压检测电路被动消耗的功率，因此本实施例能够实现快速放电。

另外，本实施例优选使用CT设备中已有的电气装置作为耗能装置，更优选地使用已有的低压电器装置作为耗能装置，例如旋转阳极控制器600、灯丝700等。这样能够避免对CT设备进行大的改动，降低了实施的成本。使用低压电器装置更为安全。

CT设备还包括一控制台(图中未显示)，该控制台用于控制CT设备运作。在本实施例中，控制台用来控制耗能装置的运行。具体而言，控制台向耗能装置发送一控制信号启动耗能装置运行，并且通过一控制信号关闭耗能装置。

以旋转阳极控制器600为例，在需要对直流链路200放电时，可以通过如下步骤实现：

步骤10，通过断开电源继电器K2，关闭CT设备的主电源。

步骤20，通过控制台，向旋转阳极控制器600发送一启动控制信号，启动旋转阳极控制器600。由于旋转阳极控制器600与直流链路200相连接，所以旋转阳极控制器600通过消耗直流链路200的能量来运行。

旋转阳极控制器600控制X射线管的阳极旋转。优选地，本实施例设置X射线管的阳极低速旋转，例如以60～150圈每秒的速度旋转，优选地以120圈每秒的速度旋转，这样既消耗了直流链路的能量，也不会伤害到X射线管的阳极。

步骤30，在一预设的时间段后，通过控制台，向旋转阳极控制器600f发送一关闭控制信号，关闭旋转阳极控制器600。

在本实施例中，例如直流链路的电压U为560V，电容器C的电容为10mF，旋转阳极控制器600的功率P为0.5kW，那么可以计算出放电所耗费的时间t(放电时间理想值)为：

$\frac{1}{2}\×C\×U^2=P\×t$

$t=\frac{C\×U^2}{2P}=3.136s$

可以看出，通过旋转阳极控制器600对直流链路放电，能够在5秒钟之内完成放电，因此，可以将时间段设置为5秒。但是，出于安全的目的，可以设置更长的时间段，例如10秒。通常，可以将时间段设置为放电时间理想值的2-5倍，这样既可以确保充分的放电，又能使得放电时间不会太长。

步骤40，关闭控制电源。

在另一实施例中，可以利用灯丝700来对直流链路200进行放电。在利用灯丝700来对直流链路200进行放电时，由于灯丝700的功率比旋转阳极控制器600低，因此，放电所耗费的时间比利用旋转阳极控制器600放电所耗费的时间长。同样，可以将时间段设置为例用灯丝功率计算得到的放电时间理想值的2-5倍。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种CT设备，包括一个X射线管(500)和一个直流链路(200)，所述直流链路通过一高压发生器(400)向所述X射线管(500)提供高压；

其特征在于，所述CT设备还包括一耗能装置(600，700)，所述耗能装置(600，700)与所述直流链路(200)的输出端(DC+，DC-)相连接；所述耗能装置(600，700)在需要为所述直流链路放电时运行一时间段，以消耗直流链路(200)的能量；所述耗能装置(600，700)为CT设备中已有的电气装置。

2.根据权利要求1所述的CT设备，其特征在于，所述耗能装置(600，700)为旋转阳极控制器(600)或者灯丝(700)。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的CT设备，其特征在于，所述CT设备还包括一控制所述耗能装置(600，700)运行的控制台。

4.一种为CT设备中直流链路(200)进行放电的方法，包括如下步骤：关闭主电源；

启动与所述直流链路(200)的输出端(DC+，DC-)相连接的耗能装置(600，700)，所述耗能装置(600，700)为CT设备中已有的电气装置；

在一时间段后，关闭所述耗能装置(600，700)。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述耗能装置(600，700)为旋转阳极控制器(600)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述旋转阳极控制器(600)控制X射线管的阳极以60-150圈每秒的速度旋转。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述旋转阳极控制器(600)控制X射线管的阳极以120圈每秒的速度旋转。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述耗能装置(600，700)为灯丝(700)。

9.根据权利要求4-8中任一项所述的方法，其特征在于，通过一控制台控制所述耗能装置(600，700)的运行。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，设置所述时间段为放电时间理想值的2-5倍。

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