CN103713215A

CN103713215A - X射线管运行状态检测系统及方法

Info

Publication number: CN103713215A
Application number: CN201310722965.7A
Authority: CN
Inventors: 陈奭; 周哲
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2033-12-24
Also published as: CN103713215B

Abstract

本发明提供了一种X射线管运行状态检测系统及方法。该方法包括在控制平台输入控制指令，并发送控制指令至协调子板；协调子板的数据分析模块接收控制指令，并通过控制指令和数据协调模块定时发送控制指令到X射线管；采集模块采集X射线管的运行数据，并送入数据分析模块进行分析，并根据分析结果对应发送至状态机模块和控制平台的数据接收模块，状态机模块根据接收的数据进行协调子板的状态修正，数据接收模块接收协调子板传输的数据信息，并传输至数据处理模块进行处理；数据记录模块记录数据处理模块处理后的数据信息；图像显示模块显示数据记录模块记录的数据信息。本发明采用协调子板来提高系统兼容性，且系统整体结构简单，使用方便。

Description

X射线管运行状态检测系统及方法

技术领域

本发明涉及数据检测领域，尤其涉及一种X射线管运行状态检测系统及方法。

背景技术

X射线管通常工作于高压、高功率的状态，且释放对人体有害的电离辐射，正常使用过程中又受到多种因素的影响，万一发生故障，无法进行人工现场排查或者进行故障排查，将使得X射线管的人力和维修成本增加，操作不当甚至导致对X射线管的更大损害。

而且，目前针对X射线管的性能测试及故障检测基本依赖人工手动控制，通过人工对曝光参数和曝光模式进行设置和控制工作，若需采集曝光过程中的重要参数及错误状态，需要借助其他手段。且未做到曝光序列的自动化执行和记录，对于特定曝光序列故障的排查具有一定的局限性，并且，具备该功能的专用仪器价格昂贵，使用复杂。

申请号为CN201120562564.6的专利申请提出了一种控制球管曝光及自动剂量控制的方法，如果用于X射线管故障性能测试和故障排查，该系统具有一定的局限性。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种X射线管运行状态检测系统及方法，其采用协调子板来提高系统兼容性，且保证被测X射线管的安全性，并可以适用于不同的被测X射线管。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种X射线管运行状态检测系统，包括控制平台、协调子板以及连接控制平台、协调子板和X射线管的链路；

所述控制平台包括输入模块、数据处理模块、指令发送模块、数据接收模块、数据记录模块以及图像显示模块；

所述输入模块用于输入控制指令；

所述数据处理模块用于将输入的控制指令进行解析，并调用指令发送模块进行控制指令发送；

所述指令发送模块发送控制指令至协调子板；

所述数据接收模块用于接收协调子板传输的数据信息，并传输至数据处理模块进行处理；

所述数据记录模块用于记录数据处理模块处理后的数据信息；

所述图像显示模块用于显示数据记录模块记录的数据信息；

所述协调子板包括数据分析模块、数据协调模块、采集模块以及状态机模块；

所述数据分析模块接收所述指令发送模块发送的控制指令，并通过控制指令和数据协调模块发送控制指令到X射线管；

所述数据协调模块用于选择控制指令发送至X射线管的时间；

所述采集模块用于采集X射线管的运行数据，并送入数据分析模块进行数据分析；

所述状态机模块用于记录当前协调子板所处的运行阶段，并根据部分分析后数据对协调子板的运行状态进行调整，所述数据协调模块对其余分析后数据进行准确性确认，并将确认后数据发送至控制平台的数据接收模块。

优选的，所述协调子板的数据分析模块设有预设数据，该预设数据包括协调子板采集数据的流量、子板状态机的反馈信息，以及X射线管正常工作的运行数据。

优选的，所述数据分析模块对所述预设数据进行分析，并通过控制指令及数据协调模块选择控制指令发送至X射线管的时间。

优选的，所述控制指令包括配置指令、X射线管启动指令、X射线管停止指令以及自动曝光序列指令。

为了解决以上技术问题，本发明还提供了一种X射线管运行状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在控制平台输入控制指令，并对控制指令进行解析；

S2、调用指令发送模块发送控制指令至协调子板；

S3、协调子板的数据分析模块接收控制指令，并通过控制指令和数据协调模块定时发送控制指令到X射线管；

S4、采集模块采集X射线管的运行数据，并送入数据分析模块进行分析，并根据分析结果对应发送至状态机模块和控制平台的数据接收模块，所述状态机模块根据接收的数据进行协调子板的状态修正，所述数据接收模块接收协调子板传输的数据信息，并传输至数据处理模块进行处理；

S5、数据记录模块记录数据处理模块处理后的数据信息；

S6、图像显示模块显示数据记录模块记录的数据信息。

优选的，在步骤S1中，所述控制指令包括配置指令、X射线管启动指令、X射线管停止指令以及自动曝光序列指令。

优选的，在步骤S3中，所述协调子板的数据分析模块设有预设数据，该预设数据包括协调子板采集数据的流量、子板状态机的反馈信息，以及X射线管正常工作的运行数据。

优选的，在步骤S4中，采集模块通过不断的采集，分别获取X射线管的状态数据、运行时数据、错误数据，将该三类数据封装后，发送至数据分析模块；所述数据分析模块从封装数据包中提取状态数据，并送入状态机模块，所述状态机模块依据状态数据修正协调子板的运行模式；所述数据分析模块从封装数据包中提取分析数据，所述数据协调模块确定分析数据的准确性，若出现违规数据，协调子板直接停止控制及数据流过程，并将相关信息发送至控制平台，若数据无误，则将数据流进行封装打包后发送至控制平台。

优选的，在步骤S4中，数据接收模块将数据包进行解包处理，若数据包中携带错误信息，则发送数据记录模块进行记录，若数据包无错误信息，则数据流进入数据分析模块，该模块从中解析得出X射线管的热容量信息以及被监测量是否在合理的范围内，若无异常，则将数据发送至数据记录模块。

优选的，所述违规数据为X射线管的管电流、管电压数据中一种或多种。

优选的，所述错误信息为阳极过压、阳极过流、阴极过流、保护地断开、阳极过热中的信息的一种或多种。

本发明提供了一种X射线管运行状态检测系统及方法，本检测系统使用控制数据一体化链路完成控制指令的发送和被测目标的数据采集，采用协调子板来提高系统兼容性，以保证被测目标的安全，并可以适用于不同的被测X射线管。所述协调子板带有数据协调功能，且通过状态机来控制数据流，控制流的共同作用来是协调功能模块正常工作。所述系统还可以根据被测目标出现故障的可能曝光序列，通过编制脚本文件完成被测目标的自动曝光，并在曝光过程中实时采集曝光相关的重要参数，并记录系统出错的类型及时刻，全过程实现精确控制。此外，所述系统采用热容量跟踪算法，实时跟踪X射线管所消耗的热容量，用于所检测目标的保护。

附图说明

图1为本发明X射线管运行状态检测系统的示意图；

图2为本发明X射线管运行状态检测方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来对本发明作进一步详细说明。

请参考图1，本发明提供了一种X射线管运行状态检测系统100，包括控制平台20、协调子板30以及连接控制平台20、协调子板30和X射线管的链路。所述链路为集合控制、数据采集的一体化线路，其接口线路不局限于有线。

所述控制平台20包括输入模块21、数据处理模块22、指令发送模块23、数据接收模块24、数据记录模块25以及图像显示模块26。

所述输入模块21用于输入控制指令，所述控制指令包括配置指令、X射线管启动指令、X射线管停止指令以及自动曝光序列指令等。所述配置指令包括管电流、管电压、灯丝电流、曝光时间、工作模式，且针对不同的X射线管可选择配置：可变电流模式、栅压（模式1、模式2）、飞焦点电压配置（模式1、模式2）等。

所述数据处理模块22用于将输入的控制指令进行解析，并调用指令发送模块23进行控制指令发送。

所述指令发送模块23发送控制指令至协调子板30。

所述数据接收模块24用于接收协调子板30传输的数据信息，并传输至数据处理模块22进行处理。

所述数据记录模块25用于记录数据处理模块22处理后的数据信息。

所述图像显示模块26用于显示数据记录模块25记录的数据信息。

所述协调子板30包括数据分析模块31、数据协调模块32、采集模块33以及状态机模块34。

所述数据分析模块31接收所述指令发送模块23发送的控制指令，并通过控制指令和数据协调模块32发送控制指令到X射线管。所述协调子板30的数据分析模块31设有预设数据，该预设数据包括协调子板30采集数据的流量、子板状态机的反馈信息，以及X射线管正常工作的运行数据。所述数据分析模块31对所述预设数据进行分析，并通过控制指令及数据协调模块32选择控制指令发送至X射线管的时间。需要说明的是，所述分析是判断是否符合预设数据；所述发送时间是通过前一指令发送到被测X射线管后的反馈情况而定的，判断是否发送本次指令，在哪个时间段可以发送。

所述数据协调模块32用于选择控制指令发送至X射线管的时间。

所述采集模块33用于采集X射线管的运行数据，并送入数据分析模块31进行数据分析。

所述状态机模块34用于记录当前协调子板30所处的运行阶段，并根据部分分析后数据对协调子板30的运行状态进行调整，所述数据协调模块32对其余分析后数据进行准确性确认，并将确认后数据发送至控制平台20的数据接收模块24。需要进行解释的是，所述状态机是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型，对于本案来说，在这里来说是一段运行于协调子板上的程序，来标定协调子板的运行阶段。

请参考图2，本发明提供了一种X射线管运行状态检测方法，其包括以下步骤：

S1、在控制平台输入控制指令，并对控制指令进行解析；

在步骤S1中，所述控制指令包括配置指令、X射线管启动指令、X射线管停止指令以及自动曝光序列指令。所述控制指令是根据不同的工作模式发出，控制平台通过输入模块接收到控制指令后，将采用数据处理模块对控制指令进行解析，并将解析后的控制指令分解成不同的操作指令。

S2、调用指令发送模块发送控制指令至协调子板；

在步骤S2中，控制平台调用指令发送模块中不同的指令发送器，将相关的指令动作发送至协调子板。

在步骤S3中，所述协调子板的数据分析模块设有预设数据，该预设数据包括协调子板采集数据的流量、子板状态机的反馈信息，以及X射线管正常工作的运行数据。所述协调子板对控制指令进行处理，并根据当前预设数据的综合分析结果，通过控制指令及数据协调单元确定控制指令的发送时间，并在适合的时机，如在数据链路不拥堵，子板状态机正常，被测X射线管无异常等情况下将控制指令发送至被测X射线管。

在步骤S4中，X射线管在运行过程中，采集模块通过不断的采集和查询，分别获取X射线管的状态数据、运行时数据、错误数据，将该三类数据封装后，发送至数据分析模块。所述数据分析模块从封装数据包中提取状态数据，送入状态机模块，状态机模块依据输入的状态数据，修正协调子板的运行模式；所述数据分析模块从封装数据包中提取分析数据，所述数据协调模块确定分析数据的准确性，若出现违规数据，协调子板直接停止控制及数据流过程，并将相关信息发送至控制平台，举例来说，可以是发送X射线管停止曝光指令，使X射线管停止工作，若数据无误，则将数据流进行封装打包后发送至控制平台。所述违规数据为X射线管的管电流、管电压数据中一种或多种。在步骤S4中，数据接收模块将数据包进行解包处理，若数据包中携带错误信息，则发送数据记录模块进行记录，若数据包无错误信息，则数据流进入数据分析模块，该模块从中解析得出X射线管的热容量信息以及被监测量是否在合理的范围内，若无异常，则将数据发送至数据记录模块。所述错误信息为阳极过压、阳极过流、阴极过流、保护地断开、阳极过热中的信息一种或多种。需要解释的是，所述保护地断开是指：X射线管曝光会在球管表面积累电荷，如果不释放掉会对球管造成损害，所以需要一根线将球管表面的电释放掉，即要将球管表面通过导线与地相接，这根导线就叫做保护地。球管正常工作时这根导线是要可靠接地的，如果这根线没有可靠接地，球管会报告保护地断开的错误。

S5、数据记录模块记录数据处理模块处理后的数据信息；

在步骤S5中，数据记录模块记录的数据信息主要包括被测X射线管的运行数据和测试过程数据等。

S6、图像显示模块显示数据记录模块记录的数据信息。

在步骤S6中，图像显示模块会将目标信息以图形的方式显示在用户界面上，使用户实时的了解到被测X射线管的关键数据，如管电压、管电流、灯丝电流等运行状态。根据图像显示情况，若存在故障等情况，用户就可以针对被测X射线管进行手工修正操作。

下面简单举例说明，根据以上X射线管运行状态检测系统及方法，在被测X射线管安全的前提下，对目标X射线管的曝光参数进行性能分析及故障测试：

一、单次曝光质量及故障测试：

将本发明系统按照图1进行链接，被测X射线管接装电源，开启控制平台，进行设备链接。通过控制平台的操作界面，打开检测系统，通过链路发送参数配置指令至协调子板，协调子板通过接口线路，将相关参数配置到被测X射线管，配置完成后，由协调子板通过链路发送配置结果至控制平台，依据配置结果，控制平台选择执行曝光指令，控制X射线管曝光，开始曝光后，系统开始计算X射线管热容量的消耗，若此时热容量不满足要求，则系统会自动停止曝光，若被测X射线管发生故障，则故障会被控制平台记录下来。若未发生任何意外，控制平台会将曝光过程中管电流和管电压的数值记录下来留作分析使用，同时，绘制管电流管电压的实时曲线图像。

二、序列曝光质量及故障测试：

检测系统同上，依据需要的测试序列编制曝光脚本文件，打开控制平台，进入自动测试模式，载入脚本文件，在确认无误后，系统将按照定制的曝光序列，控制X射线管曝光。曝光过程中，系统会实时计算X射线管消耗的热容量、管电流、管电压的数据以及错误信息，并将这些数据按照脚本及曝光的先后顺序保存在控制平台中，供质量分析和故障排查使用。

根据以上，本发明提供了一种X射线管运行状态检测系统及方法，本检测系统使用控制数据一体化链路完成控制指令的发送和被测目标的数据采集，采用协调子板来提高系统兼容性，以保证被测目标的安全，并可以适用于不同的被测X射线管。所述协调子板带有数据协调功能，且通过状态机来控制数据流，控制流的共同作用来是协调功能模块正常工作。所述系统还可以根据被测目标出现故障的可能曝光序列，通过编制脚本文件完成被测目标的自动曝光，并在曝光过程中实时采集曝光相关的重要参数，并记录系统出错的类型及时刻，全过程实现精确控制。此外，所述系统采用热容量跟踪算法，实时跟踪X射线管所消耗的热容量，用于所检测目标的保护。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其他各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种X射线管运行状态检测系统，其特征在于，包括控制平台、协调子板以及连接控制平台、协调子板和X射线管的链路；

所述输入模块用于输入控制指令；

所述指令发送模块发送控制指令至协调子板；

所述图像显示模块用于显示数据记录模块记录的数据信息；

所述数据协调模块用于选择控制指令发送至X射线管的时间；

2.根据权利要求1所述X射线管运行状态检测系统，其特征在于：所述协调子板的数据分析模块设有预设数据，该预设数据包括协调子板采集数据的流量、子板状态机的反馈信息，以及X射线管正常工作的运行数据。

3.根据权利要求2所述X射线管运行状态检测系统，其特征在于：所述数据分析模块对所述预设数据进行分析，并通过控制指令及数据协调模块选择控制指令发送至X射线管的时间。

4.根据权利要求1所述X射线管运行状态检测系统，其特征在于：所述控制指令包括配置指令、X射线管启动指令、X射线管停止指令以及自动曝光序列指令。

5.一种X射线管运行状态检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在控制平台输入控制指令，并对控制指令进行解析；

S2、调用指令发送模块发送控制指令至协调子板；

S5、数据记录模块记录数据处理模块处理后的数据信息；

S6、图像显示模块显示数据记录模块记录的数据信息。

6.根据权利要求5所述X射线管运行状态检测方法，其特征在于，在步骤S1中，所述控制指令包括配置指令、X射线管启动指令、X射线管停止指令以及自动曝光序列指令。

7.根据权利要求5所述X射线管运行状态检测方法，其特征在于，在步骤S3中，所述协调子板的数据分析模块设有预设数据，该预设数据包括协调子板采集数据的流量、子板状态机的反馈信息，以及X射线管正常工作的运行数据。

8.根据权利要求5所述X射线管运行状态检测方法，其特征在于，在步骤S4中，采集模块通过不断的采集，分别获取X射线管的状态数据、运行时数据、错误数据，将该三类数据封装后，发送至数据分析模块；所述数据分析模块从封装数据包中提取状态数据，并送入状态机模块，所述状态机模块依据状态数据修正协调子板的运行模式；所述数据分析模块从封装数据包中提取分析数据，所述数据协调模块确定分析数据的准确性，若出现违规数据，协调子板直接停止控制及数据流过程，并将相关信息发送至控制平台，若数据无误，则将数据流进行封装打包后发送至控制平台。

9.根据权利要求8所述X射线管运行状态检测方法，其特征在于，在步骤S4中，数据接收模块将数据包进行解包处理，若数据包中携带错误信息，则发送数据记录模块进行记录，若数据包无错误信息，则数据流进入数据分析模块，该模块从中解析得出X射线管的热容量信息以及被监测量是否在合理的范围内，若无异常，则将数据发送至数据记录模块。

10.根据权利要求8所述X射线管运行状态检测方法，其特征在于，所述违规数据为X射线管的管电流、管电压数据中一种或多种。

11.根据权利要求9所述X射线管运行状态检测方法，其特征在于，所述错误信息为阳极过压、阳极过流、阴极过流、保护地断开、阳极过热中的信息的一种或多种。