CN102688055A - 数据采集系统及使用该数据采集系统的ct设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种数据采集系统，包括：主体结构，其中形成腔体，腔体的底部用于安装带有电子器件的电路板；风扇组件，其设置在主体结构上；导流构件，其设置于腔体中，以引导来自风扇组件的气流对电子器件进行散热，导流构件安置在电子器件上方一定距离处，以在导流构件与电子器件之间形成间隙；其中，腔体的侧壁在对应于该间隙处设置有出气口，使得气流流经该间隙并从出气口排出。本发明还提供一种使用该数据采集系统的CT设备。由于在数据采集系统中提供高效率的散热能力，一方面降低电子器件的温度，延长电子器件的使用寿命；另一方面，在电路板上获得更高的温度一致性，在不同的电路板上具有窄的温度分布，从而有助于提供高质量的CT图像。

Description

数据采集系统及使用该数据采集系统的CT设备
技术领域
本发明涉及计算机X射线断层扫描(CT)技术领域，具体而言，涉及一种数据采集系统(DAS)及使用该数据采集系统的CT设备。
背景技术
计算机X射线断层扫描(CT)设备被用来实时观察对象的内部状况。典型地，CT设备包括配置成向例如患者或行李发射X射线的X射线源，而探测器安置于对象的另一侧，并配置成探测透过该对象的X射线。
例如，CT设备根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入计算机，计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。
数据采集系统(DAS)主要用于接受探测器采集的电信号，并将这些信号转换成数字信号用于随后进行处理。当然，数据采集系统的作用并不仅限于此，数据采集系统有时也进行部分的后续处理。在有些设计中，数据采集系统中还直接集成了所述的探测器。
美国专利US7236562B2公开了一种CT探测器电路的组装和热管理方法(Method of assembly and thermal management of CT detectorelectronic circuits)，其中的图1和图2显示了CT设备及其中的DAS的工作方式和原理。该专利以引用的方式全文结合于本文中，以使本发明的描述更加易于理解。
数据采集系统(DAS)包括很多带有电子器件的电路板，现有技术中，要在不同的电路板上具有一致的温度分布，并在每块电路板上具有较低的温度是很困难的。
发明内容
为了解决现有技术数据采集系统的散热问题，本发明提供一种新的数据采集系统及使用该数据采集系统的CT设备，在数据采集系统中提供高效率的散热能力，一方面降低电子器件的温度，延长电子器件的使用寿命；另一方面，在电路板上获得更高的温度一致性，在不同的电路板上具有窄的温度分布，从而有助于提供高质量的CT图像；同时，数据采集系统使用较少的材料而又获得了足够的刚度，适于安装在CT设备的旋转机架上。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供一种数据采集系统，包括：
主体结构，其中形成腔体，该腔体的底部用于安装带有电子器件的电路板；
风扇组件，其设置在该主体结构上；
导流构件，其设置于该腔体中，以引导来自该风扇组件的气流对电子器件进行散热，该导流构件安置在该电子器件上方一定距离处，以在该导流构件与该电子器件之间形成间隙；
其中，该腔体的侧壁在对应于该间隙处设置有出气口，使得气流流经该间隙并从该出气口排出。
作为示范性的实施例，该导流构件成形为使气流通道的截面在从该风扇组件到电子器件的方向上渐缩。
作为示范性的实施例，该导流构件贴靠带有该出气口的该侧壁安置，并形成为楔形形状。
作为示范性的实施例，在该主体结构和该风扇组件之间还设置有过滤组件，对进气进行过滤。
作为示范性的实施例，在该主体结构和该风扇组件之间还设置有电磁干扰(EMI)防护件。
作为示范性的实施例，在该主体结构和该风扇组件之间设置有集成了电磁干扰防护件的过滤组件，集成的过滤组件由夹持在前、后网板之间的空气过滤泡沫板和抗电磁干扰蜂窝板组成。
作为示范性的实施例，该主体结构大致呈弧形，并在其中形成大致弧形的腔体。
作为示范性的实施例，该主体结构的大致弧形的腔体包括：
径向内壁；
径向外壁，在其上沿周向形成该出气口，并在该径向外壁上间隔开地设置有两个加强支柱，将该出气口分隔成三个出口窗。
分别设置在腔体两端的加强壁。
作为示范性的实施例，该风扇组件包括安装在大致弧形支撑结构上的至少一个风扇。
根据本发明的另一方面，提供一种CT设备，包括前述的数据采集系统。
需要特别说明的是，上述数据采集系统中的各项附加特征可以单独使用，也可以任意结合其它的一项或多项附加特征一起使用。
本发明的有益效果在于：
1、对于旋转的机架，希望安装在其上的数据采集系统使用较少的材料而又具有足够的刚度，本发明采用两个加强壁和两个加强柱的主支撑结构，兼顾了上述材料和刚度方面的要求，同时采用两个柱不占用更多的出风口面积，不影响散热性能。
2、由于导流构件的引导和渐缩的气流通道，使得来自风扇的气流全部导向电子器件，而且加快了气流的速度，最终通过出风口排出，从而避免了气流的旁通和紊流，提高了散热效率，在不同的电路板上具有更高的温度一致性，使不同电路板上的温度差别更小，这将有助于提供高质量的CT图像。
3、本发明将来自电子器件的散热有效地吹走，使DAS中的电子器件具有较低的工作温度，这将会延长电子器件的使用寿命。
4、由于采用过滤组件和电磁干扰防护件，本发明的DAS的有效流动与实现了电磁兼容(EMC)，并具有防止灰尘的性能。
5、由于数据采集系统主体结构大致呈弧形，并在其中形成大致弧形的腔体，本发明的数据采集系统易于在CT设备的环形机架上布置，同时在其中获得了大的电路板安装空间。
通过阅读下文优选实施例的详细描述，当结合附图和所附权利要求书来理解时，本发明的这些和其它特点将会变得明显。
附图说明
下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加容易理解，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：
图1示意性地显示CT设备的工作原理，以及数据采集系统(DAS)在CT设备中的位置；
图2为根据本发明的一个实施例的DAS整体结构示意图；
图3为图2所示的DAS的分解结构示意图；
图4为图2和图3所示的DAS的主体结构的图示；
图5为图4的DAS主体结构的构造原理图；
图6为示例性的DAS主体结构背面的图示；
图7为示例性的集成式过滤组件的整体示意图；
图8为示例性的集成式过滤组件的分解结构示意图；
图9为示例性的导流构件的立体图；
图10为DAS的主体结构中安装电子器件和导流构件后的气流通道的示意图，显示出了渐缩的气流通道；
图11为本发明散热方案的原理图；
图12为示例性的DAS中气流通道的剖面视图，其中示出了气流的流动路径。
部件列表：
10     机架
11     X射线源
12     探测器
20     数据采集系统(DAS)
30     主体结构
31     电子器件
310    径向外壁
311    加强支柱
312    出气口
320    加强壁
330    径向内壁
340    底部
350    腔体
360    背面
370    电子器件
40     导流构件
50     过滤组件
51、54 前、后网板
52     抗电磁干扰蜂窝板
53     空气过滤泡沫板
60     风扇组件
61     风扇
具体实施方式
如图1所示，示例性的CT设备包括可旋转的环形机架10，机架10具有通过其中的孔，该孔设计成接收平移通过该孔的对象，例如患者。机架10上配置向例如患者的对象发射X射线的X射线源11，而探测器12安置于对象的另一侧，并配置成探测透过该对象的X射线。数据采集系统(DAS)20临近探测器12布置于机架的同一侧，X射线源11与探测器12、数据采集系统20相对地安装在CT设备的机架10的环形部段上。在扫描过程中，机架10根据需要进行旋转，因此，希望DAS使用较少的材料而又具有足够的刚度。
图2和图3示出了根据本发明的一个实施例的数据采集系统20的整体结构，图4示出了DAS中的主体结构，图5示出了DAS主体结构的构造原理。该数据采集系统20包括：主体结构30，其中形成腔体350，该腔体350的底部340用于安装带有电子器件31的电路板；风扇组件60，其设置在该主体结构30上；导流构件40，其设置于该腔体350中，以引导来自该风扇组件60的气流对电子器件31进行散热，该导流构件40安置在该电子器件31上方一定距离处，以在该导流构件40与该电子器件31之间形成间隙；其中，该腔体350的侧壁(本实施例中采用径向外壁310)在对应于该间隙处设置有出气口312(参见图11和12)，使得气流流经该间隙并从该出气口312排出。关于本发明的散热原理，下文中还将结合图11和图12进行进一步的描述。如图3中还示出了带电磁干扰(EMI)防护件的集成式的过滤组件50，将在下文中具体描述。风扇组件60包括安装在大致弧形支撑结构上的至少一个风扇61，本实施例中采用三个风扇。
如图4和图5所示，作为示例性的实施例，主体结构30大致呈弧形，并在其中形成大致弧形的腔体350。该主体结构的大致弧形的腔体350包括：径向内壁330(径向内壁也可以是在安装了其它部件后形成的)；径向外壁310，在其上沿周向形成出气口312，并在该径向外壁310上间隔开地设置有两个加强支柱311，将该出气口312分隔成三个出口窗。腔体350还包括分别设置在腔体两端的两个加强壁320。通过使用二个壁、二个柱的支撑，一个空气入口和三个空气出口窗，本实施例的数据采集系统使用较少的材料而又具有足够的刚度，同时采用两个柱不占用更多的出风口面积，不影响散热性能。
如图3所示，在腔体350的底部340可以安装很多带有电子器件31的电路板，电子器件31可以带有散热肋片结构，以提高散热效率。图6为示例性的DAS主体结构背面的图示，在腔体350的底部340的背面360还可以用于设置其它的电子器件370，这些电子器件可以采用单独的散热方式进行散热冷却。
如图7和图8所示，根据本发明的一个优选实施例，在主体结构30和风扇组件60之间还设置有过滤组件50，对进气进行过滤。而更优选的是，在主体结构30和风扇组件60之间还设置有电磁干扰防护件。在图7和图8所示的实施例中，该电磁干扰防护件集成在该过滤组件50中，集成的过滤组件由夹持在前、后网板51、54之间的空气过滤泡沫板53和抗电磁干扰蜂窝板52组成。其中一个网板51形成支撑框架，用于安装在主体结构30上。带有EMC的过滤结构不但实现了电磁兼容，而且起到了防止灰尘的作用，并使气流均匀。
图9为示例性的导流构件的立体图，图10为DAS的主体结构中安装电子器件和导流构件后的气流通道的示意图，显示出了渐缩的气流通道。导流构件40贴靠带有出气口312的侧壁310安置(参见图11和图12)，并成形为使气流通道的截面在从风扇组件60到电子器件31的方向上渐缩。在本实施例中，导流构件40形成为楔形形状。如图10所示，由于导流构件40的引导以及渐缩或锥形的气流通道，使得来自风扇61的气流全部导向电子器件31，而且加快了气流的速度，最终通过出风口312排出，从而避免了气流的旁通和紊流，提高了散热效率，在不同的电路板上具有更高的温度一致性，使不同电路板上的温度差别更小，这将有助于提供高质量的CT图像。
图11示意示出了本发明散热方案的原理，其中来自风扇组件60的空气经带EMC的过滤组件(例如抗电磁干扰蜂窝板52、空气过滤泡沫板53)后，通向电子器件31，气流方向如图中的直线箭头所示，在气流通道中，导流构件40引导全部气流通电子器件31，带走电子器件31表面的热量(热量如图中曲线箭头所示排出)，然后通过导流构件40与电子器件31之间的间隙，再通过出风口312排出。
图12清楚地示出了导流构件40在气流通道中的布置位置，以及气流的流动路径，如图中箭头所示。出风口312可以采用网孔的形式，也可以采用百页扇或其它的形式。
同时，本发明还提供一种CT设备，包括前述的数据采集系统。上述数据采集系统中的各项附加特征可以单独使用，也可以任意结合其它的一项或多项附加特征一起使用。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的实质和精神，可以有多种变型方案实现本发明。以上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变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种数据采集系统，包括：
主体结构，其中形成腔体，所述腔体的底部用于安装带有电子器件的电路板；
风扇组件，其设置在所述主体结构上；
导流构件，其设置于所述腔体中，以引导来自所述风扇组件的气流对电子器件进行散热，所述导流构件安置在所述电子器件上方一定距离处，以在所述导流构件与所述电子器件之间形成间隙；
其中，所述腔体的侧壁在对应于所述间隙处设置有出气口，使得气流流经所述间隙并从所述出气口排出。
2.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述导流构件成形为使气流通道的截面在从所述风扇组件到电子器件的方向上渐缩。
3.如权利要求2所述的数据采集系统，其特征在于，所述导流构件贴靠带有所述出气口的所述侧壁安置，并形成为楔形形状。
4.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，在所述主体结构和所述风扇组件之间设置有过滤组件，对进气进行过滤。
5.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，在所述主体结构和所述风扇组件之间设置有电磁干扰防护件。
6.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，在所述主体结构和所述风扇组件之间设置有集成了电磁干扰防护件的过滤组件，集成的过滤组件由夹持在前、后网板之间的空气过滤泡沫板和抗电磁干扰蜂窝板组成。
7.如权利要求1-6中任一项所述的数据采集系统，其特征在于，所述主体结构大致呈弧形，并在其中形成大致弧形的腔体。
8.如权利要求7所述的数据采集系统，其特征在于，所述主体结构的大致弧形的腔体包括：
径向内壁；
径向外壁，在其上沿周向形成所述出气口，并在所述径向外壁上间隔开地设置有两个加强支柱，将所述出气口分隔成三个出口窗。
分别设置在腔体两端的加强壁。
9.如权利要求8所述的数据采集系统，其特征在于，所述风扇组件包括安装在大致弧形支撑结构上的至少一个风扇。
10.一种CT设备，包括如前述权利要求中任一项所述的数据采集系统。
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