CN102809464A - 动平衡测量方法及装置及装有该装置的ct机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种动平衡测量方法，该方法包括以下步骤：旋转被测工件，使所述被测工件围绕旋转轴线旋转；测量所述被测工件在所述旋转轴线方向上的振动位移，得到振动位移数据，并同时测量所述被测工件的相位，得到相位数据；同步所述振动位移数据与相位数据，得到对应于最大振动位移数据的相位数据；和数据计算步骤，对所述振动位移数据、相位数据及对应于最大振动位移数据的相位数据进行计算，得到不平衡重量数据与不平衡位置数据。本发明还提出了用于上述方法的装置，以及装有该装置的CT机。采用本发明的方法与装置能够实现成本低廉、执行简单的动平衡测量及调试。

Description

动平衡测量方法及装置及装有该装置的CT机

技术领域

本发明涉及一种动平衡测量方法及其测量装置以及装有该装置的CT机，更具体地，本发明涉及一种利用位移传感器的动平衡测量方法及用于该方法的装置以及装有该装置的CT机。

背景技术

随着市场要求和CT技术的发展，CT的旋转速度越来越快。这直接导致了对CT旋转部分更高的动平衡要求。如果系统存在明显的动不平衡，在旋转时，将会导致机架倾斜部分的晃动，这种不稳定性将严重的影响扫描精度和图像质量，同时可能影响系统的噪音，安全以及使用寿命。因此，在日常工作中，对于具有较高转速的系统，有必要对系统的动平衡状态进行必要的检测，进一步保证系统的安全和正常使用。

目前，在现有技术中，通常在机架前后两侧集成2个加速度传感器。通过旋转过程中机架前后两侧的加速度信息，和旋转定位系统获得的角度位置信息，可以计算系统不平衡的位置以及需要的平衡量。这种技术是一种通用的方法，可以广泛应用于旋转机械的动平衡调节。

在中低端产品中，由于转速相对较低，通常在生产线上通过其他的系统调试工具或者方法检测产品的动平衡状态，保证产品在出产时，其动不平衡量在允许的范围之内。

然而，随着CT的旋转速度越来越快，在日常工作中对系统的动平衡状态进行检测变得越来越重要。因此需要一种低成本的动平衡调试系统，以降低研发和生产成本，并同时提高产品，尤其是底端产品的市场表现。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种低成本的动平衡调试检测方法及其装置以及装有该装置的CT机。

根据本发明的动平衡测量方法，该方法包括以下步骤：旋转被测工件，使所述被测工件围绕旋转轴线旋转；测量所述被测工件在所述旋转轴线方向上的振动位移，得到振动位移数据，并同时测量所述被测工件的相位，得到相位数据；同步所述振动位移数据与相位数据，得到对应于最大振动位移数据的相位数据；和数据计算步骤，对所述振动位移数据、相位数据及对应于最大振动位移数据的相位数据进行计算，得到不平衡重量数据与不平衡位置数据。

优选地，在旋转被测工件的步骤后执行预设被测工件旋转属性步骤，即进行标定试验，以确定所述被测工件的旋转属性。

进一步优选地，在预设被测工件旋转属性步骤执行后，执行系统配重调节步骤，用于将所述被测工件设置在一初始状态。

再优选地，在数据计算步骤之后执行平衡判断步骤，用于根据所述不平衡重量数据与不平衡位置数据来确定需进行配重的位置及配重重量。

本发明还提出了一种动平衡测量装置，所述装置包括：位移传感器，用于测量被测工件在旋转轴线方向上的振动位移数据；相位传感器，用于测量所述被测工件的相位数据；数据同步模块，用于同步所述振动位移数据与所述相位数据，得到对应于最大振动位移数据的相位数据；和数据处理模块，用于对所述振动位移数据、相位数据及对应于最大振动位移数据的相位数据进行计算，得到不平衡重量数据与不平衡位置数据。

优选的是，所述位移传感器是非接触式位移传感器。

再优选地，所述装置进一步包括有平衡判断模块，用于根据所述不平衡重量数据与不平衡位置数据来确定需进行配重的位置及配重重量。

另外优选地，所述装置进一步包括有用户接口装置，用于输出所述需进行配重的位置及配重重量。

本发明还设计了一种CT机，所述CT机设置有如上所述的动平衡测量装置。

此外，本发明还提出一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如上所述的方法的指令。

本发明还提出了一种计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序运行于一机器中时使所述一机器执行如上所述的方法。

从上述方案中可以看出，由于本发明中，以一个位移传感器取代现有方法中的2个加速度传感，可以明显的降低设计和生产成本。同时，由于在本发明中，位移传感器可以是非接触式的，可以保证测量的精度和使用寿命。

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，其中：

图1为根据本发明的动平衡测量装置与被测工件的示意图；

图2显示了图1中A-A截面视图；

图3显示了图1中B部分的放大视图；

图4显示了测量数据的处理流程；和

图5显示了根据本发明的动平衡测量方法的步骤。

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。在以下说明中，将以对CT机机体进行动平衡测量来说明根据本发明的方法，但应当注意的是，本发明的方法并不仅限于CT机机体的动平衡测量。

首先参考图1。图1示意性地显示了作为被测工件的CT机200以及动平衡测量装置100，该动平衡测量装置100可以集成在CT机200中，也可以作为单独部件仅在动平衡测试校正中使用。

CT机200主要包括：机体基座3；机体倾斜架2，该机体倾斜架2连接到机体基座3并能够围绕倾斜轴线4相对于机体基座3倾斜；安装有X射线检查仪(图中未显示)的机体旋转部1，该机体旋转部1安装在机体倾斜架2内，并可围绕旋转轴线5相对于机体倾斜架2旋转。当CT机对检查对象进行扫描时，由于检查角度的问题，需要使机体旋转部1在机体倾斜架2的作用下相对于检查对象倾斜，同时机体旋转部1围绕旋转轴线5旋转，对检查对象进行X光扫描。在此过程中，在存在动不平衡的情况下，机体旋转部1会产生围绕倾斜轴线4的振动位移x(如图2中所示)。

如图1所示，动平衡测量装置100包括：位移传感器7，用于测量被测对象、本例中为机体旋转部1围绕倾斜轴线4的振动位移x，其可以通过一枢转机构设置在机体基座3上沿振动位移x方向上、距离机体旋转部1较近的位置处；旋转相位传感器6，用于测量被测对象的旋转相位y(如图3中所示)；数据收集器8，用于收集并同步来自位移传感器7的振动位移数据x和来自旋转相位传感器6的旋转相位数据y；数据处理器9，处理来自数据收集器8的信号数据；和用户接口10，用于输出实现动平衡所需要的平衡位置及平衡重量。其中，在本例中，位移传感器7采用非接触式传感器，这样可以大大延长该动平衡测量装置100的使用寿命。该位移传感器7可以采用可在市场上购得，例如Micro-Epsilon optoNCDT1302。

另外，位移传感器7可以安装在机体倾斜部2外周附近的位置，以测量因机体旋转部1旋转而产生的机体旋转部1和机体倾斜部2的振动位移x。由于在距离机体倾斜部2与机体基座3的支点最远处的振动位移最大，因此位移传感器7优选地设置在机体倾斜部2与机体基座3的支点之间的位置附近。

旋转相位传感器6可以设置在机体旋转部1的圆周周围。在本实施例中，旋转相位传感器6设置在机体倾斜部2上。同时，如图3中所示，机体旋转部1上设置有若干个旋转标记11，用于与旋转相位传感器6相配合，以得到机体旋转部1的相位数据。检测旋转相位的传感器类型较多，可以是位移/角度传感器，也可以是光栅，磁栅传感器等。例如Micro-Epsilon optoNCDT1302，AMO WMK105x等。

以下将参照图4和图5进一步详细地说明根据本发明的方法与装置。

首先，如图5中所示，执行启动步骤S1、即被测工件驱动步骤。被测对象、机体旋转部1随机体倾斜部2围绕倾斜轴线4倾斜一定角度，然后被驱动相对于机体倾斜部2旋转。在此过程中，如果存在不平衡，则机体旋转部1会出现如图2中所示的振动位移x。

然后，执行平衡测试步骤S4，其中包括以下步骤：步骤S5，通过位移传感器7测量机体旋转部1在平行于旋转轴5方向的振动位移量x的时域波形，如图4中所示；以及同时执行步骤S6，如图4中所示，通过旋转相位传感器6获得机体旋转部1的旋转相位y的时域波形图。

在执行完步骤S5与S6之后，执行数据收集步骤S7，即通过数据收集器8收集并同步上述两信号，取得最大/最小位移量x的相位角y。然后执行数据计算步骤S8，在该步骤S8中，数据处理器9根据位移量的峰值大小，和相位角，以及系统的属性，可以计算需要增加/减少的配重大小/位置。并由平衡判断模块根据所述不平衡重量数据与不平衡位置数据来确定需进行配重的位置及配重重量。

优选地，在执行步骤S9之后，可以执行数据输出步骤S9，即由用户接口10用于输出实现动平衡所需要的平衡位置及平衡重量。

在进一步优选的实施例中，在数据输出步骤S9执行之后，可以执行数据判断步骤S10，在该步骤中，判断被测工件是否达到旋转动平衡，如果“是”，则结束以上步骤。如果“否”，则回到系统配重调节步骤S3，如图5中所示。

在优选的实施例中，在执行启动步骤S1之后，可以选择性地执行预设被测工件旋转属性步骤S2，即执行标定试验，以确定被测工件的旋转属性。并在该步骤S2之后，执行系统配重调节步骤S3。

本发明还提供了一种机器可读的存储介质，存储用于使一机器执行如本文所述的动平衡测量的方法的指令。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。

在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。

用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。

此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。

此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。

本发明提出了一种动平衡测量方法，该方法包括以下步骤：旋转被测工件，使所述被测工件围绕旋转轴线旋转；测量所述被测工件在所述旋转轴线方向上的振动位移，得到振动位移数据，并同时测量所述被测工件的相位，得到相位数据；同步所述振动位移数据与相位数据，得到对应于最大振动位移数据的相位数据；和数据计算步骤，对所述振动位移数据、相位数据及对应于最大振动位移数据的相位数据进行计算，得到不平衡重量数据与不平衡位置数据。

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 (11)

1.一种动平衡测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

旋转被测工件，使所述被测工件围绕旋转轴线旋转；

测量所述被测工件在所述旋转轴线方向上的振动位移，得到振动位移数据，并同时测量所述被测工件的相位，得到相位数据；

同步所述振动位移数据与相位数据，得到对应于最大振动位移数据的相位数据；和

数据计算步骤，对所述振动位移数据、相位数据及对应于最大振动位移数据的相位数据进行计算，得到不平衡重量数据与不平衡位置数据。

2.根据权利要求1所述的动平衡测量方法，其特征在于，在旋转被测工件的步骤后执行预设被测工件旋转属性步骤，即进行标定试验，以确定所述被测工件的旋转属性。

3.根据权利要求2所述的动平衡测量方法，其特征在于，在预设被测工件旋转属性步骤执行后，执行系统配重调节步骤，用于将所述被测工件设置在一初始状态。

4.根据权利要求1所述的动平衡测量方法，其特征在于，在数据计算步骤之后执行平衡判断步骤，用于根据所述不平衡重量数据与不平衡位置数据来确定需进行配重的位置及配重重量。

5.一种动平衡测量装置，其特征在于，所述装置包括：

位移传感器(7)，用于测量被测工件在旋转轴线方向上的振动位移数据；

相位传感器(6)，用于测量所述被测工件的相位数据；

数据同步模块(8)，用于同步所述振动位移数据与所述相位数据，得到对应于最大振动位移数据的相位数据；和

数据处理模块(9)，用于对所述振动位移数据、相位数据及对应于最大振动位移数据的相位数据进行计算，得到不平衡重量数据与不平衡位置数据。

6.根据权利要求5所述的动平衡测量装置，其特征在于，所述位移传感器(7)是非接触式位移传感器。

7.根据权利要求5所述的动平衡测量装置，其特征在于，所述装置进一步包括有平衡判断模块，用于根据所述不平衡重量数据与不平衡位置数据来确定需进行配重的位置及配重重量。

8.根据权利要求7所述的动平衡测量装置，其特征在于，所述装置进一步包括有用户接口装置(10)，用于输出所述需进行配重的位置及配重重量。

9.一种CT机，其特征在于，所述CT机设置有一如权利要求5至8任意一项所述的动平衡测量装置。

10.一种机器可读的存储介质，其特征在于，存储用于使一机器执行根据权利要求1-4中任一所述的方法的指令。

11.一种计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序运行于一机器中时使所述一机器执行根据权利要求1-4中任一所述的方法。

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