CN109009180A - 包括用于冷却x射线检测器的冷却空气通道的检测器设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及包括用于冷却X射线检测器(1)的冷却空气通道(4)的检测器设备(5)。检测器设备(5)还具有围绕X射线检测器(1)的检测器内部空间(3)，其中冷却空气通道(4)贯穿检测器内部空间(3)的至少一个子区域。检测器设备(5)具有压力限制单元(7)，压力限制单元(7)具有沿冷却空气通道(4)布置的限制设备(6)，其中限制设备(6)基于进入的冷却空气流而被设计为在X射线检测器(1)处沿着冷却空气通道(4)引导受限的体积流量。

Description

包括用于冷却X射线检测器的冷却空气通道的检测器设备

技术领域

本发明涉及一种检测器设备，其包括用于冷却X射线检测器的冷却空气通道和用于该目的的医疗设备。

背景技术

在X射线成像中，例如在计算机断层摄影术、血管造影术或放射线照相术中，可以使用计数直接转换X射线检测器或积分间接转换X射线检测器。

间接转换X射线检测器中的X射线或光子可以通过合适的转换器材料被转换为光线并通过光电二极管转换成电脉冲。闪烁体，例如GOS(Gd2O2S)、CsI、YGO或LuTAG，经常被用作转换器材料。具体地，闪烁体被用于能量范围高达1MeV的医学X射线成像。通常，使用所谓的间接转换X射线检测器，即所谓的闪烁体检测器，其中X射线或伽马射线在两个阶段中被转换成电信号。在第一阶段中，X射线或伽马量子被吸收在闪烁体元件中并转换成光学可见光；这种效应被称为荧光。在第二阶段中，由发光激发的光然后被光耦合到闪烁体元件的第一光电二极管转换成电信号、通过评估或读出电子器件被读出并且随后被转发到计算单元。

直接转换X射线检测器中的X射线或光子可以通过合适的转换器材料被转换成电脉冲。例如，CdTe、CZT、CdZnTeSe、CdTeSe、CdMnTe、InP、TlBr2、HgI2、GaAs等可以被用作转换器材料，具体地用于计算机断层摄影系统。通过评估电子器件评估电脉冲，评估电子器件例如为集成电路(专用集成电路)。在计数X射线检测器时，通过计数由转换器材料中的X射线光子吸收触发的电脉冲来测量入射X射线。通常，电脉冲的水平与吸收的X射线光子的能量成比例。通过将电脉冲的水平与阈值进行比较，光谱信息可以被提取。

本发明的目标是转换器材料的电阻可以随着X射线通量而改变。这也导致转换器元件中的所谓的HV电流变化，并因此导致功率损耗的变化。温度的变化会影响计数率和能量分辨率。X射线检测器因此可能遭受与温度相关的计数率漂移，这可能导致成像中的伪像。当在计算机断层摄影成像中在扫描和/或记录期间检测到的剂量改变时，这可能涉及时间相关和/或动态效应，其应该通过适当的温度稳定措施来补偿。

计算机断层摄影系统的检测器单元由公开文献DE 10 2004 055 752 A1已知。检测器单元包括在组装位置中面向计算机断层摄影系统的机架的支撑环的覆盖区，以及检测器表面，该检测器表面大致垂直地与覆盖区成角度并且在组装位置中面向机架的等中心轴线，并且用于检测X射线的多个检测器元件沿着该检测器表面定位。该覆盖区具有空气入口，该空气入口以这样的方式安装，使得在外部撞击在覆盖区上的冷却空气流被引导至检测器表面的内部。在组装位置中，空气入口对应于支撑环中的空气管道或在绕线架和支撑环之间布置的空气管道。

由公开文献DE 10 2013 226 666 A1已知一种包括具有堆叠形式的传感器表面的传感器层的X射线检测器模块，其中高电压可以被应用到用于检测X射线的传感器表面，其中传感器层被热耦合到潜热储存系统。

从公开文献DE 10 2014 201 741 A1中可知，为了调节X射线机的X射线检测器的温度(该X射线机包括多个相邻布置的检测器元件，其中在获取X射线图像期间，X射线检测器和/或X射线源相对于测量对象移动)，在获取X射线图像期间，相应的热输入测量被记录，相应的热输入测量来自检测器元件、表征输入到该检测器元件热输入，并且在调节至少一个其他检测器元件的温度时针对每个检测器元件记录的相应热输入测量被考虑在内。

从专利文献DE 10 2008 051 045 A1中已知一种设计用于检测X射线并且用具有温度至少为38℃且至多为55℃的直接转换元件进行操作的辐射直接转换器。该温度可以通过珀耳帖元件或气流来调节。

在医疗设备的操作中，辐射源和/或X射线管(具体地在高管输出或全管输出的情况下)的温度升高很多，因此在治疗患者时，必须尽快再次冷却，以便能够记录后续图像。这是通过将制冷单元的风扇速度暂时增加到最大值来完成的。这增加了进气侧和排气侧之间的压力差，从而增加了通过所谓的管式冷却器输送的空气量。然而，由于其他用户并联连接在管式冷却器上，这些用户现在以高于平均水平的方式被冷却。通常，这不会干扰现有用户，因为他们的工作区域是针对特定的、通常非常大的温度范围而非温度点而设计的。然而，直接转换X射线检测器应显示恒定的工作温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种检测器设备和医疗设备，其能够限制沿着X射线检测器的冷却空气的最大体积流量。

该目的根据本发明通过如权利要求1所述的检测器设备和如权利要求14所述的医疗设备来实现。

本发明涉及包括用于冷却X射线检测器的冷却空气通道的检测器设备。此外，检测器设备具有围绕X射线检测器的检测器内部空间，其中冷却空气通道贯穿检测器内部空间的至少一个子区域。此外，检测器设备具有压力限制单元，该压力限制单元沿冷却空气通道布置受限制设备，其中该限制设备被设计为基于进入的冷却空气流而在X射线检测器处沿着冷却空气通道引导受限体积的流动。压力限制单元可以是布置在相对于检测器内部空间的上游的压力前室。压力限制单元可以是布置在相对于检测器内部空间的下游的压力后室。压力限制单元可以是布置在检测器内部空间中的压力中室。压力限制单元可以被设计为X射线检测器处的散热器。

检测器设备可以具有间接转换或/和直接转换X射线检测器。检测器方向可以优选具有直接转换X射线检测器。X射线检测器被实施在检测器内部空间中。检测器内部空间，具体地，可以具有用于冷却空气的入口开口和出口开口。检测器内部空间基本上可以气密的方式设计，使得冷却空气仅能够分别通过入口开口和出口被引导到检测器内部空间中和/或引出检测器内部空间。

运行期间，冷却空气沿着冷却空气通道流过检测器设备。冷却空气通道行进穿过检测器内部空间的至少一个子区域。检测器设备具有压力限制单元。压力限制单元可沿冷却空气通道布置在检测器内部空间中，或沿冷却空气通道相对于检测器内部空间的上游或下游而布置在检测器内部空间中。压力限制单元可被连接到检测器内部空间的入口开口，使得冷却空气可从压力限制单元流入检测器内部空间的至少一个子区域。

运行期间，冷却空气流流入压力限制单元。压力限制单元具有限制设备，该限制设备可以通过压力限制单元降低流入检测器内部空间的至少子区域的冷却空气流量和/或体积流量的压力。冷却空气通道贯穿压力限制单元，和/或在散热器作为压力限制单元的情况下沿着压力限制单元。压力限制单元可具有入口开口和出口开口。压力限制单元的出口开口可以被机械地、优选直接地连接到检测器内部空间的入口开口，其中受限的体积流量优选被精确地引导进入检测器内部空间。冷却空气通道可以包括冷却回路。冷却空气通道，具体地，可以行进穿过压力限制单元和检测器内部空间。冷却回路基本上不与冷却回路外的体积进行气体交换。

冷却回路的冷却空气管道的冷却空气流可以被至少部分地导入压力限制单元；具体地，在高压下，通过限制单元可以减少通过检测器内部空间的体积流量，以避免X射线检测器的过度冷却。

X射线检测器可以具有加热单元，具体地具有加热控制。加热单元具体地可以加热转换器元件。加热单元可以稳定转换器元件的温度。

发明人已经认识到转换器元件中的功率损耗可以与X射线通量成比例。在临床扫描期间，X射线通量可以变化，可能导致转换器元件的波动功率损耗。该功率损耗波动可以被转换为转换器元件的温度波动。

任何加热控制可以基于这些功率损耗波动由相应地反向操作的加热单元补偿，使得总是在转换器元件中消耗整体恒定功率并且温度保持稳定。

转换器元件可以被加热到恒定的水平。如果X射线入射并且这造成额外的功率损耗，则热量输出可能会相应降低。加热控制可以被设计为使得转换器元件中的温度在窄温度窗口中保持恒定，例如+/-5K，优选+/-1K。为了温度稳定，遵守边界条件可能是必要的。

在没有X射线的影响的情况下引入到转换器元件中的最大热量输出作为第一边界条件可以如此之高，以使得它可以补偿临床操作期间或校准操作期间的最大相关X射线通量。可以通过检测器设备和/或X射线检测器的热质量来补偿瞬时更高的X射线通量。

作为第二边界条件，最大热输出可以如此之高以使得在例如由X射线管的冷却过程触发的系统冷却的最大冷却能力下，X射线检测器可以保持其工作温度并且不过度冷却。X射线检测器和/或转换器元件过冷的问题可以通过位于检测器内部空间的入口开口之前、在检测器内部空间的出口开口之后或在检测器内部空间中的压力限制单元来实现。随着体积流量增加，压力限制单元中的湍流量可增加并且导致通过压力限制单元和/或通过检测器内部空间和/或沿着X射线检测器输送更少的空气。

代替将最大热量输出调整为冷却回路的最大冷却能力，根据本发明，体积流量可以被限制，使得最大冷却容量不会导致X射线检测器的过度冷却。压力限制单元中的涡流形成可以通过限制设备被影响。涡流形成可以作为雷诺数的函数而增加。限制设备可以被设计成使得从预定压力和/或预定流速开始，增加的和/或强化的涡流形成限制了体积流量。由涡流形成产生的附加噪声可以通过压力限制单元或检测器设备的隔离、具体地噪声隔离来降低。由于涡流形成而导致的附加的噪音生成可以有利地低于冷却单元和/或风扇的体积。

有利地，X射线检测器和/或转换器元件的过度冷却和/或过量冷却可以被避免。有利地，温度控制的动态加热范围可以被保持在当前技术上可行的范围内。有利地，检测器的成本可以被降低。有利地，X射线检测器和/或检测器单元的使用寿命可以延长，因为加热单元的产生的热量输出可以设计得较低。有利地，温度控制的动态加热范围可以被保持在当前技术上可行的范围内。有利地，如果产生的热量输出被设计得较低，则检测器设备的使用寿命增加。检测器内部空间中的空气阻力可以被有利地最小化，使得空气的传导量增加。有利地，噪音产生可以被保持较低，使得用于将经冷却空气输送到检测器设备的风扇或通风机可以处于每分钟500至800转的范围内。

根据本发明的一个方面，压力限制单元被布置在相对于检测器内部空间的下游。压力限制单元可以被设计成压力后室。根据本发明的一个方面，压力限制单元被布置在检测器内部空间中。压力限制单元可以被设计为压力中室或散热器。根据本发明的一个方面，散热器包括压力限制单元。压力限制单元可以被设计为压力前室。有利地，沿着冷却空气通道的体积流量可以被限制，使得X射线检测器的冷却受到限制。

根据本发明的一个方面，压力限制单元被布置在相对于检测器内部空间的上游。限制设备可被设计成基于流入压力限制单元的冷却空气将来自压力限制单元的受限体积流量沿着冷却空气通道引导到检测器内部空间中。此外，检测器设备可以具有压力限制单元，该压力限制单元具有沿冷却空气通道布置在相对于检测器内部空间的上游的限制设备，其中限制设备被设计成基于流入压力限制单元的冷却空气而将来自压力限制单元的受限体积流量沿着冷却空气通道引导到检测器内部空间中。

根据本发明的一个方面，限制设备的高度、宽度、深度、入口开口或/和出口开口中的一个，具体地压力前室、压力中室或压力后室，被设计为基于进入的冷却空气流量来限制体积流量。通过适当选择高度、宽度和/或深度，压力限制单元中的涡流形成可以被影响。通过适当选择压力限制单元的入口开口或/和出口开口的位置和/或尺寸，压力限制单元中的涡流形成可以被影响。有利地，限制单元可以被选择，使得检测器内部空间中的体积流量受到限制。限制单元可以对应于压力限制单元和/或压力限制单元的实施例。

根据本发明的一个方面，检测器设备具有空气引导元件，该空气引导元件被设计为在X射线检测器的子区域，具体地在转换器元件或散热器处沿着受限的体积流量引导。空气引导元件可以将检测器内部空间分成至少两个区域，其中一个区域包括X射线检测器的子区域。两个区域可以以这样的方式彼此分开，使得受限的体积流量只能沿着冷却空气通道流过包括X射线检测器的子区域的区域。X射线检测器的子区域优选地包括转换器元件。有利地，受限的体积流量可以冷却X射线检测器和/或转换器元件。有利地，X射线检测器的子区域可以被保护免受进一步的温度影响，例如另一区域中的另外的冷却空气。

根据本发明的一个方面，限制设备、具体地压力前室，包括阀门。有利地，阀门能在预定压力以上被打开。有利地，阀门被设计用来限制体积流量。

阀门可以被设计在压力限制单元和检测器内部空间之间。具体地，阀门可以是排气阀。阀门可以被实施在压力通道和/或冷却空气管道与检测器内部空间之间。阀门可以预定的压力和/或体积流量打开，具体是在对于X射线检测器而言过高的体积流量下打开。体积流量的一部分具体地可以被引导到检测器内部空间的由空气引导元件隔开的另一个区域中，使得X射线检测器的子区域本身不被这部分体积流量冷却。备选地，阀门也可以将部分体积流量经过检测器内部吹到周围环境中。通过打开阀门，空气可以被导入检测器内部空间，由此检测器内部空间中的压力可以在其中增加并且沿着散热器的压差因此减小。结果是体积流量能被减少。阀门的打开和/或切换点可以被设计成使得在机架和/或转子中的冷却单元的最大风扇速度下，沿着X射线检测器和/或X射线检测器的子区域(具体地散热器的任何散热片)的体积流量不会超过最大值，和/或对X射线检测器的过冷被防止。有利地，体积流量可以被限制，并且避免X射线检测器的过冷。

阀门可纯粹地被机械地控制，例如类似于发动机技术中的排气阀门。具体地，机械控制可以包括弹簧机构，双金属片等。有利地，阀门可被可靠且有利地控制。阀门可以通过主动控制器来切换和/或控制，例如通过磁开关、压电开关、电动机等。有利地，阀门可以被可变地控制。

根据本发明的一个方面，该阀门具有用于阀门的自动打开的切换点。切换点本身可以由一个或多个参数或/和测量值或各种测量值来定义。参数或测量值可以是前室中的压力、传感器板处的温度或冷却单元的风扇速度。温度传感器可以设置在冷却空气流中或在检测器设备或冷却回路中的其他部件、体积流量计等上。有利地，体积流量可以被自动和可靠地限制。切换点可以指示压力限制单元中的预定的、具体地最大的压力。

根据本发明的一个方面，引导通过阀门的部分流率借助于空气引导元件而不受X射线检测器的子区域影响。有利地，部分流量不能冷却X射线检测器的子区域。有利地，用于冷却X射线检测器的子区域、具体地转换器元件的体积流量可以被限制。

根据本发明的一个方面，限制设备包括一个或多个湍流产生体。湍流产生体可以有利地限制体积流量。湍流产生体可以由雷诺数表征。湍流产生体的雷诺数可以被选择，使得具体地从预定的压力或预定的体积流量开始，湍流更频繁地发生。湍流产生体可以是棒，例如具有圆形、正方形或液滴状横截面。湍流产生体和/或限制设备例如可被设计为散热器上的散热片。冷却片可以被设计成使得体积流量被增加的涡流形成限制。

根据本发明的一个方面，湍流产生体是一个栅体。该栅体可以包括多个格栅棒。格栅棒可以具有合适的相同或不同的横截面。格栅棒可以在一个平面中或在多个平面中以恒定或可变的角度或密度布置，例如垂直于冷却空气通道。有利地，通过栅体的实施例，体积流量对压力的依赖性可被预先确定。

根据本发明的一个方面，检测器设备具有散热器，该散热器以导热方式连接到X射线检测器，受限体积流量可围绕散热器流动。压力限制单元可以被设计成散热器。散热器可以包括X射线检测器的子区域。散热器可以具有散热片或其他冷却结构。散热器可由受限的体积流量冷却。X射线检测器可以通过散热器进行冷却。有利地，散热器可以确保X射线检测器和/或转换器元件的均匀操作温度。散热器可以有利地减少X射线检测器的瞬时的温度波动。

根据本发明的一个方面，X射线检测器的操作温度是恒定的。工作温度可被精确设置为+/-5K。优选地，工作温度可以保持恒定在1K。有利地，X射线检测器的稳定范围和/或稳定的计数率可以被实现。

根据本发明的一个方面，X射线检测器具有直接转换转换器元件。直接转换转换器材料可以优选地包含CdTe或CZT。与间接转换X射线检测器相比，直接转换X射线检测器的功率损耗可能明显更大，其中较大的功率损耗可以通过增加的冷却空气流量来消散。为了达到这个目的，通过检测器内部空间可以增加空气量。一方面，这可以通过例如增加风扇速度来增加检测器内部空间的入口开口和出口开口之间和/或压力限制单元的压力差来实现。有利地，直接转换X射线检测器的稳定的计数率可以被实现。

此外，本发明涉及包括根据本发明的检测器设备和冷却回路的医疗设备。冷却回路具有从空气管道到冷却单元的供气管道，从冷却单元到检测器设备的至少一个冷却空气管道以及从检测器设备到空气管道的排气管道。

在冷却单元中，由风扇吸入的空气可以被冷却。经冷却空气可以在机架的内部空间中和/或在转子的冷却空气管道中被输送到检测器内部空间。经冷却空气可被引导通过检测器内部空间以供冷却。在检测器内部空间之后，现在已经被加热的空气通过排气管道和空气管道被引导回到冷却单元，在那里被冷却并且再次被供应到X射线检测器。或者，经冷却空气可以从医院的手术室或诊室环境下吸入。在整个计算机断层摄影系统的冷却设计中，低噪音产生是有利的。由冷却空气引起的噪音产生可以有利地不超过特定值，以便不损害患者的治疗。

根据本发明的一个方面，医疗设备是计算机断层摄影系统。转子可以包括检测器设备和冷却回路。有利地，冷却可以在转子内完全实现。

根据本发明的一个方面，空气管道包括转子和/或机架。有利地，空气管道可以沿着转子设计以使冷却空气能够分配到检测器设备和另外的部件。

根据本发明的一个方面，至少一个另外的冷却空气管道连接到一个部件、具体地另外的部件。另外的冷却空气管道可以在冷却回路中与冷却空气管道平行地连接和/或设计。经冷却空气可以通过另一个冷却空气管道从冷却单元被引导到部件。有利地，另外的部件可以平行于检测器设备并且与相同的冷却回路结合进行冷却。在检测器内部空间和任何部件之后，现在已经被加热的空气通过排气管道和空气管道被引导回到冷却单元，在那里被冷却并且再次被供应到X射线检测器以及任何另外的部件。有利地，另外的部件可以借助与受限体积流量不同的体积流量来冷却。有利地，限制设备可限制X射线检测器的冷却能力。

附图说明

下文参考附图更详细地解释本发明的示例性实施例。附图显示：

图1示出在第一实施例中根据本发明的检测器设备的示意图；

图2示出在第二实施例中根据本发明的检测器设备的示意图；

图3示出在第一实施例中根据本发明的压力限制单元的示意图；

图4示出在第二实施例中根据本发明的压力限制单元的示意图；

图5示出作为压力的函数的受限体积流量的第一特性曲线的示意图；

图6示出在第三实施例中根据本发明的检测器设备的示意图；

图7示出在第四实施例中处于第一状态的根据本发明的检测器设备的示意图；

图8示出在第四实施例中处于第二状态的根据本发明的检测器设备的示意图；

图9示出作为压力的函数的受限体积流量的第二特性曲线的示意图；

图10示出在第五实施例中根据本发明的检测器设备的示意图；

图11示出在第六实施例中根据本发明的检测器设备的示意图；

图12示出在第七实施例中根据本发明的检测器设备的示意图；

图13示出根据本发明的冷却回路的示意图；以及

图14示出根据本发明的计算机断层摄影系统的示意图。

具体实施方式

图1示出了第一实施例中的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。检测器设备5具有用于冷却X射线检测器1的冷却空气通道4。此外，检测器设备5具有围绕X射线检测器1的检测器内部空间3，其中冷却空气通道4贯穿检测器内部空间3的至少一个子区域。此外，检测器设备5具有压力限制单元7，该压力限制单元7具有沿着冷却空气通道4布置在相对于检测器内部空间3的上游的限制设备6，其中限制设备6基于流入压力限制单元7的冷却空气而被设计成将来自压力限制单元7的受限体积流量沿着冷却空气通道4引导到检测器内部空间3中。压力限制单元7是压力前室。压力限制单元7和检测器内部空间3通过压力限制单元7的出口开口9相互连接，使得受限的体积流量可以基本上沿冷却空气通道4流入检测器内部空间3。冷却空气通道4从压力限制单元7的入口开口8延伸通过压力限制单元7和检测器内部空间3。经冷却空气的流动方向和/或受限体积流量的流动方向基本沿着冷却空气通道4走向。X射线检测器1具有直接转换元件。X射线检测器1的操作温度，具体是转换器元件的操作温度，是恒定的。

图2示出了在第二实施例中的根据本发明的检测器设备的示例性实施例。压力限制设备7是压力前室。检测器设备在入口开口8处连接到冷却空气管道13，使得经冷却空气在例如由冷却单元或风扇限定的压力下从冷却空气管道13流入压力限制单元7。入口开口8或/和出口开口9优选为圆形或椭圆形。冷却空气通道4部分地贯穿冷却空气通道13。冷却空气管道13也可以被称为压力通道。在压力限制单元7的入口8后方的下游，产生湍流70。湍流70影响经冷却空气的流速和/或压力。

图3示出了在第一实施例中的根据本发明的压力限制单元7的示例性实施例。压力限制设备7是压力前室、压力中室或压力后室。压力限制单元7具有高度71、宽度72和深度。高度71、宽度72和深度可以各自相互垂直走向，或以彼此不等于0度的另一角度走向。限制设备6包括压力限制单元7的高度71、压力限制单元7的宽度72、压力限制单元7的深度、压力限制单元7的入口开口8和压力限制单元7的出口开口9。限制设备6由压力限制单元7及其实施例来体现。通过适当选择高度71、宽度72、深度、入口开口8和出口开口9，体积流量被限制。入口开口8和/或出口开口9的开口的形状和/或横截面可以被调整。因此，针对体积流量的特性曲线作为压力的函数被调整。

图4示出了在第二实施例中的根据本发明的压力限制单元7的示例性实施例。压力限制设备7是压力前室、压力中室或压力后室。限制设备6包括湍流产生体73。湍流产生体73是栅体。湍流产生体73产生特定流速的速度湍流。栅体的格栅杆可以具有不同的直径或横截面形状。湍流产生体73被设置在冷却空气通道4上靠近入口开口8的压力限制单元7中。

图5示出了针对第一实施例或第二实施例的压力限制单元或包括散热器的压力限制单元作为压力51的函数的受限体积流量50的第一特性曲线54的示例性实施例。在检测器内部空间中和/或沿着X射线检测器的至少子区域中的受限体积流量50的特性曲线54被显示为冷却空气管道中的压力51的函数。受限的体积流量50基本上随着压力50线性地增加到第一压力52。在第一压力52和第二压力53之间，受限体积流量50的特性曲线54的斜率作为压力51的函数而减小。从第二压力53开始，随着压力51的进一步增加，受限体积流量50基本恒定。限制单元随着增加的压力51产生增加的湍流，使得在检测器内部空间中实现体积流量50的限制。

图6示出了在第三实施例中的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。压力限制单元7是压力前室。在操作期间，X射线检测器1具有沿着X射线的射束入射方向的堆叠布置的散射辐射栅体80、在平面内并排布置的多个直接转换转换器元件82、具有散热片79的散热器78和模块电子器件84。散热器78以导热的方式被连接到X射线检测器1，限制体积流量能围绕着散热器78流动。冷却空气通道4沿着散热器78延伸。散热片79可以被布置成平行于冷却空气通道4。此外，X射线检测器1在模块电子器件84和散热器78之间具有空气引导元件77，使得X射线检测器1的子区域基本上被空气引导元件77分开。空气引导元件77被设计成沿着X射线检测器1的子区域引导受限的体积流量。经冷却空气从冷却空气管道被引导流入压力限制单元7。经冷却空气的压力分布在压力限制单元中被均匀化并作为受限体积流量而被引导流入检测器内部空间3。空气引导元件77沿着冷却空气通道4将受限的体积流量引导至散热片79和/或散热器78和/或X射线检测器1的子区域。以这种方式，转换器元件82被冷却。散射辐射栅体80被用于抑制散射辐射。

图7示出了在第四实施例中处于第一状态的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。压力限制单元7是压力前室。限制设备6包括阀门75。阀门75被显示处于关闭状态，使得另一出口开口76关闭。

图8示出了在第四实施例中处于第二状态的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。压力限制单元7是压力前室。阀门75被显示处于打开状态，使得另一出口开口76打开。阀门75具有切换点以自动打开阀门75。被引导流过阀门75的部分流率通过空气引导元件77与X射线检测器1的子区域隔离。

图9示出了针对根据第四实施例的检测器设备作为压力51的函数的受限体积流量50的第二特性曲线56、57的示例性实施例。沿着冷却片的受限体积流量50被显示为在阀门的闭合状态56和打开状态57下压力51的函数。受限的体积流量50在阀门的关闭状态56下基本上随着压力50线性增加，直到切换点55。在切换点55处，阀门打开。在切换点55之上和/或在打开状态57中，受限体积流量50的特性曲线54的斜率作为压力51的函数而减小。对检测器内部空间中的体积流量50的限制通过打开阀门来实现。

在例如可由转换器元件处的压力或温度限定的切换点55处，沿着X射线检测器的冷却片的受限体积流量50可通过打开阀门来限制。阀门的开口被设计成使得在例如冷却单元处的最大风扇速度处和/或在冷却空气管道中的最大压力51处，沿着X射线检测器的冷却片的受限体积流量50不超过最大值，和/或X射线检测器的过冷被防止。

图10示出了在第五实施例中的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。压力限制单元7是压力后室。压力限制单元7被布置在相对于检测器内部空间3的下游。压力限制单元7包括第一实施例或第二实施例的限制设备6。冷却空气通道4贯穿检测器内部空间3并且然后穿过压力限制单元7。

图11示出了在第六实施例中的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。压力限制单元7是压力中室。压力限制单元7被实施在检测器内部空间3中。压力限制单元7包括第一实施例或第二实施例的限制设备6。压力限制单元7被实施在X射线检测器1处。冷却空气通道4贯穿检测器内部空间3，其中压力限制单元7被布置在检测器内部空间3中。冷却空气通道4沿着X射线检测器1的至少子区域延伸。

图12示出了在第七实施例中的根据本发明的检测器设备5的示例性实施例。压力限制单元7是散热器78。限制设备6包括至少一个散热片79。冷却空气通道4贯穿检测器内部空间3，其中压力限制单元7、78被布置在检测器内部空间3中。散热片79被设计为使得体积流量受到限制。

图13示出了根据本发明的冷却回路10的示例性实施例。冷却回路10具有从空气管道17到冷却单元12的供气管道11、从冷却单元12到检测器设备5的至少一个冷却空气管道13以及从检测器设备5到空气管道17的排气管道16。至少一个另外的冷却空气管道13被连接到部件15、15'。空气管道17由计算机断层摄影系统的转子构成。冷却单元12可以包括风扇。冷却单元12可以被设计为空气或水冷却器。冷却单元12可以例如借助于风扇吸入并随后冷却来自空气管道17的空气。风扇或通风机将经冷却空气输送到冷却空气管道13中以到达检测器设备5和部件15、15'。风扇和/或通风机可以每分钟3000转的速度运行；风扇和/或通风机可以优选地以每分钟500至800转运行。由检测器设备5和部件15、15'加热的空气通过排气管道16被输送到空气管道17并返回到冷却单元12。

图14示出了根据本发明的具有根据本发明的检测器设备的计算机断层摄影系统31的示例性实施例。计算机断层摄影系统31包含具有转子35的机架33。转子35包括冷却回路，X射线源37和包括根据本发明的至少一个检测器设备的检测器单元29。患者39被容纳在患者台41上，并且可以沿着旋转轴线z 43移动通过机架33。计算单元45被用于控制和计算横截面图像。输入设备47和输出设备49被连接到计算单元45。

虽然通过优选的示例性实施例更详细地说明了本发明，本发明不受所公开的示例的限制，并且在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以从中得出其他变型。

Claims (17)

1.一种检测器设备(5)，包括用于冷却一个X射线检测器(1)的一个冷却空气通道(4)，并且还包括：

a.一个检测器内部空间(3)，所述检测器内部空间(3)围绕所述X射线检测器(1)，其中所述冷却空气通道(4)贯穿所述检测器内部空间(3)的至少一个子区域，以及

b.一个具有限制设备(6)的压力限制单元(7)，所述压力限制单元(7)沿所述冷却空气通道(4)布置，

c.其中所述限制设备(6)被设计成基于进入的冷却空气流而在所述X射线检测器(1)处沿着所述冷却空气通道(4)引导受限的体积流量。

2.根据权利要求1所述的检测器设备(5)，其中所述限制设备(6)的高度(71)、宽度(72)、深度、入口开口(8)或/和出口开口(9)中的一个被设计成基于进入的冷却空气流限制体积流量。

3.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备(5)，其中所述限制设备(6)包括一个湍流产生体(73)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备(5)，其中所述湍流产生体(73)是一个栅体。

5.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备(5)，其中所述检测器设备(5)还具有一个空气引导元件(77)，所述空气引导元件(77)被设计为沿所述X射线检测器(1)的一个子区域引导所述受限的体积流量。

6.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备(5)，包括一个散热器(78)，所述散热器(78)与所述X射线检测器(1)热耦合并且所述受限的体积流量能够围绕所述散热器(78)流动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的检测器设备(5)，其中所述压力限制单元(7)被布置在相对于所述检测器内部空间(3)的下游。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的检测器设备(5)，其中所述压力限制单元(7)被布置在所述检测器内部空间中。

9.根据权利要求8所述的检测器设备(5)，其中所述散热器(78)由所述压力限制单元(7)构成。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的检测器设备(5)，其中所述压力限制单元(7)被布置在相对于所述检测器内部空间(3)的上游，并且其中所述限制设备(6)被设计成基于流入所述压力限制单元(7)的所述冷却空气而将来自所述压力限制单元(7)的所述受限的体积流量沿着所述冷却空气通道(4)引导至所述检测器内部空间。

11.根据权利要求10所述的检测器设备(5)，其中所述限制设备(6)包括一个阀门(75)。

12.根据权利要求11所述的检测器设备(5)，其中所述阀门(75)具有一个切换点(55)以自动打开所述阀门(75)。

13.根据权利要求5和权利要求11或12中任一项所述的检测器设备(5)，其中被引导通过所述阀门(75)一部分流量通过所述空气引导元件(77)与所述X射线检测器(1)的所述子区域隔离。

14.一种医疗设备，包括如权利要求1至13中任一项所述的一个检测器设备(5)和一个冷却回路(10)，所述冷却回路包括：

a.一个供气管道(11)，所述供气管道(11)从一个空气管道(17)到一个冷却单元(12)，

b.至少一个冷却空气管道(13)，所述冷却空气管道(13)从所述冷却单元(12)到所述检测器设备(5)，以及

c.一个排气管道(16)，所述排气管道(16)从所述检测器设备(5)到所述空气管道(17)。

15.根据权利要求14所述的医疗设备，其中所述医疗设备是一个计算机断层摄影系统(31)。

16.根据权利要求15所述的医疗设备，其中所述空气管道(17)由一个转子(35)构成。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的医疗设备，其中至少一个另外的冷却空气管道被连接至一个部件(15,15')。