CN109589124A - 冷却装置以及医学影像系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种冷却装置以及医学影像系统,冷却装置用于冷却医学影像系统中的转动装置,包括:第一冷却环,与转动装置热耦合,用于冷却转动装置;第二冷却环,与第一冷却环热耦合,用于冷却第一冷却环;其中,第一冷却环内填充有第一冷却液,第二冷却环中填充有第二冷却液,第二冷却环设置于第一冷却环径向方向上的外侧。上述冷却装置,将转动装置上的热量传导至第一冷却环上,再将第一冷却环上的热量传导至第二冷却环从而将热量排出至医学影像系统的机架以外,通过冷却液进行热传导可以在设置风扇的情况下即能实现转动装置的散热,减小了机架装置的体积,从而减小了医学影像系统的体积,并且还能够有效降低了医学影像系统工作时散热产生的噪音。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域,特别是涉及一种冷却装置以及医学影像系统。
背景技术
在一些医学影像系统例如计算机断层扫描(Computed Tomography,简称CT)设备中,成像部件等一般安装在机架中一个可以旋转的转动装置上,上述部件在工作时会产生大量的热量,这些热量需要及时导出机架外,以免影响图像质量,甚至对机架内部器件造成损坏。
传统的机架散热方法是在每个部件上设置带有冷却风扇的散热器。部件散热器上的风扇将部件内部的热量传递到机架内部,之后再通过机架风扇将此热量导出到机架以外。但冷却风扇在工作时会产生很大的噪声,并且由于需要在每个部件上均设置散热器,部件的体积较大,导致转动装置的尺寸也较大,从而使转动装置的旋转半径增大,部件所需承受的离心力增大,机架需要承受更大的力,进而导致机架尺寸及重量的增大。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种冷却装置以及医学影像系统,可以实现医学影像系统的散热,并且能有效减小医学影像系统的体积以及工作噪音。
一种冷却装置,用于冷却医学影像系统中的转动装置,所述医学影像系统包括成像装置,所述冷却装置包括:
第一冷却环,与所述转动装置热耦合,用于冷却所述转动装置;
第二冷却环,与所述第一冷却环热耦合,用于冷却所述第一冷却环;
其中,所述第一冷却环内填充有第一冷却液,所述第二冷却环中填充有第二冷却液,所述第二冷却环设置于所述第一冷却环径向方向上的外侧。
上述冷却装置,将转动装置上的热量传导至第一冷却环上,再将第一冷却环上的热量传导至第二冷却环从而将热量排出至医学影像系统的机架以外,通过冷却液进行热传导可以在设置风扇的情况下即能实现转动装置的散热,减小了机架装置的体积,从而减小了医学影像系统的体积,并且还能够有效降低了医学影像系统工作时散热产生的噪音。
在其中一个实施例中,所述转动装置设置在所述第一冷却环径向方向上的内侧,所述转动装置相对所述第一冷却环进行转动。
在其中一个实施例中,所述第一冷却环由所述转动装置的外侧壁、所述第二冷却环的内侧壁以及密封条组成。
在其中一个实施例中,所述第二冷却环内设置有至少一条冷却液管道,所述冷却液管道之中填充有所述第二冷却液。
在其中一个实施例中,所述冷却装置还包括:
循环散热设备,与所述第二冷却环内的冷却液管道相连接,所述第二冷却液通过第一接口由所述冷却液管道进入所述循环散热设备,所述第二冷却液通过第二接口由所述循环散热设备进入所述冷却液管道;
其中,通过所述第一接口的所述第二冷却液的温度高于通过所述第二接口的所述第二冷却液的温度。
在其中一个实施例中,所述第一冷却液包括液态金属、磁流体以及冷却水中的至少一种;所述第二冷却液包括液态金属、磁流体以及冷却水中的至少一种。
一种医学影像系统,包括:
成像装置,用于对扫描对象进行扫描成像以获取医学影像;
转动装置,用于承载所述成像装置,且与所述成像装置热耦合;
上述的冷却装置,与所述转动装置热耦合,用于冷却所述转动装置和/或所述成像装置。
上述医学影像系统,将转动装置上的热量传导至第一冷却环上,再将第一冷却环上的热量传导至第二冷却环从而将热量排出至医学影像系统的机架以外,通过冷却液进行热传导可以在设置风扇的情况下即能实现转动装置的散热,减小了机架装置的体积,从而减小了医学影像系统的体积,并且还能够有效降低了医学影像系统工作时散热产生的噪音。
在其中一个实施例中,所述成像装置包括球管、探测器、高压发生器以及逆变器中的至少一种。
在其中一个实施例中,所述医学影像系统还包括:
固定板,用于固定所述冷却装置;
底座,与所述固定板固定连接,用于支撑所述医学影像系统。
在其中一个实施例中,所述医学影像系统包括正电子发射断层扫描设备、计算机断层扫描设备、磁共振设备、X射线设备、超声图像设备以及多模态融合成像设备中的至少一种。
附图说明
图1为一个实施例中冷却装置的模块示意图;
图2为一个实施例中冷却装置的结构示意图;
图3为一个实施例中冷却装置的剖面示意图;
图4为另一个实施例中冷却装置的结构示意图;
图5为一个实施例中医学影像系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
图1为一个实施例中冷却装置的模块示意图,在一个实施例中,如图1所示,一种冷却装置100,用于冷却医学影像系统中的转动装置200,冷却装置100包括:第一冷却环120,与转动装置200热耦合,用于冷却转动装置200;第二冷却环140,与第一冷却环120热耦合,用于冷却第一冷却环120;其中,第一冷却环120内填充有第一冷却液,第二冷却环140中填充有第二冷却液,第二冷却环140设置于第一冷却环120径向方向上的外侧。
具体地,在医学影像系统中,转动装置200用于承载医学影像系统中的成像装置,转动装置200一般为环形,可以绕一轴承进行旋转以使成像装置完成扫描成像过程,冷却装置100用于冷却转动装置200,冷却装置100可以设置在转动装置200外侧,冷却装置100具体可以包括第一冷却环120与第二冷却环140,第一冷却环120与转动装置200相热耦合,第一冷却环120可以与转动装置200的一部分进行热耦合接触,也可以与转动装置120的整个外环表面进行热耦合接触。第二冷却环140设置在第一冷却环120径向方向上的外侧并且与第一冷却环120相热耦合,第一冷却环120和第二冷却环140的规格可以根据转动装置200的散热需求确定。
当转动装置200上的成像装置(图中未标示)进行工作时,成像装置发出的热量传导至转动装置200上,第一冷却环120中填充有第一冷却液,转动装置200通过第一冷却液将热量传导至第一冷却环120上,第二冷却环140中填充有第二冷却液,第一冷却环120上的热量再通过第二冷却液传导至第二冷却环140,第二冷却环140再将该热量传导至医学影像系统外以完成对成像装置的散热。
图2为冷却装置100的结构示意图。如图2所示,在一个实施例中,转动装置200设置在第一冷却环120径向方向上的内侧,转动装置200相对第一冷却环120进行转动。。
具体地,第一冷却环120的直径稍大于转动装置200的直径,转动装置200设置在第一冷却环120的内侧,第一冷却环120通过第一冷却液与转动装置200的整个外环表面相接触,以达到较大的导热面积,实现更好的导热性能。第二冷却环140设置在第一冷却环120的径向外侧,同时第二冷却环140的内表面也与第一冷却液相接触。在一个实施例中,第一冷却环120由转动装置200的外侧壁、第二冷却环140的内侧壁以及密封条组成。即第一冷却液即用来作为传递热量的媒介,第一冷却液也在第二冷却环140与转动装置200之间起到动静连接的桥梁作用,冷却装置100工作时,第二冷却环140固定不动,转动装置200通过第一冷却液在第二冷却环140内侧进行旋转,并将热量传导至到第二冷却环140上。
进一步地,第一冷却液和第二冷却液可以分别为静态填充在第一冷却环120和第二冷却环140中,也可以与外界连接不断进行循环以提高导热性能。第一冷却液及第二冷却液体的种类可以根据实际需求确定,例如第一冷却液和第二冷却液可以包括液态金属、磁流体以及冷却水等液态导热介质中的至少一种。热量传导至第二冷却环140后,第二冷却环140将热量传导至医学影像系统外的方式可以根据机架的结构和应用环境确定,例如,第二冷却环140可以通过冷却液将热量传导至医学影像系统之外,或者第二冷却环140也可以通过连接热管、冷凝器以及散热片等散热结构将热量传导至医学影像系统以外。
上述冷却装置100,将转动装置上的热量传导至第一冷却环120上,再将第一冷却环120上的热量传导至第二冷却环140从而将热量排出至医学影像系统的机架以外,通过冷却液进行热传导可以在设置风扇的情况下即能实现转动装置的散热,减小了机架装置的体积,从而减小了医学影像系统的体积,并且还能够有效降低了医学影像系统工作时散热产生的噪音。
图3为一个实施例中冷却装置的剖面示意图。如图3所示,在一个实施例中,冷却装置300包括第一冷却环320以及第二冷却环340,第二冷却环340内设置有至少一条冷却液管道342,冷却液管道342之中填充有第二冷却液。
具体地,第二冷却环340可以通过第二冷却液将热量导出至医学影像系统的机架之外,在第二冷却环340内部可以设置有冷却液管道342,冷却液管道342可以为与第二冷却环340直径相一致的贯通的环形管道,冷却液管道342的截面形状和尺寸可以根据第二冷却环340的规格确定。冷却液管道342与外界相连接,冷却液管道342中填充有第二冷却液,转动装置400的热量通过第一冷却环320的第一冷却液传导至第二冷却环340后,再通过冷却液管道342中的第二冷却液传导至医学影像系统之外。第二冷却液可以连接至机架外的散热片等散热装置上,以将热量在外界进行散发,也可以通过不断向冷却液管道342中加入温度较低的第二冷却液,以带走第二冷却环340上的热量。
进一步地,在一个实施例中,为增大第二冷却液与冷却液管道342的接触面积以达到更好的导热效果,可以将冷却液管道342设置为多条相互连通的子管道,从而使得冷却液管道342的表面积增大,每条子管道中都填充有第二冷却液。其中,冷却液管道342子管道的数量和规格可以根据第二冷却环340的规格确定。可以理解的是,除了增大第二冷却液与第二冷却环340的接触面积,还可以通过提高第二冷却环340的导热能力,使得冷却装置300的散热性能得到提高,例如增大第二冷却环340的宽度、减小第二冷却环340的厚度,或者采用导热系数较高的材质制造第二冷却环340,例如铜、铝等金属,也可以使第二冷却环340的热量更快的通过第二冷却液导出医学影像系统以外。
图4为另一个实施例中冷却装置的结构示意图,如图4所示,在上述实施例中冷却装置的结构的技术内容基础上,冷却装置300中除了包括转动装置320以及冷却环340,还可以包括:第一接口344、第二接口346以及循环散热设备350,循环散热设备350通过第一接口344以及第二接口346与第二冷却环340的冷却液管道相连接,第二冷却液通过第一接口344由冷却液管道进入循环散热设备350,第二冷却液通过第二接口346由循环散热设备350进入冷却液管道;其中,通过第一接口344的第二冷却液的温度高于通过第二接口346的第二冷却液的温度。
具体地,在冷却装置300中,第二冷却环340上设置有第一接口344和第二接口346,第一接口344和第二接口346分别与第二冷却环340内部的冷却液管道相连通,第一接口344和第二接口346的规格以及在第二冷却环340上设置的位置可以根据实际需求确定。第一接口344和第二接口346还分别与循环散热设备350相连接,循环散热设备350中可以包括循环泵,从而控制第二冷却液的流动,使第一接口344作为冷却液管道中第二冷却液的输出口,第二接口346作为冷却液管道中第二冷却液的输入口。
在冷却装置300工作时,循环散热设备350中的循环泵将低温的第二冷却液从第一接口344输入至第二冷却环340的冷却液管道中,输入第二冷却液在冷却液管道中流动并吸收冷却环340的热量后温度升高,循环散热设备350中的循环泵再将冷却液管道中温度升高的第二冷却液从第二接口346中抽出,从而将第二冷却环340的热量带出医学影像系统的机架以外,同时循环散热设备350中继续将低温的第二冷却液从第一接口344输入至冷却液管道,以完成第二冷却环340的循环散热。其中,通过第一接口344输入至冷却液管道的第二冷却液可以为全新的冷却液,或者也可以在循环散热设备350中设置散热片、冷凝器等散热结构,将从第二接口346抽出的温度升高的第二冷却液进行降温后,重新通过第一接口344输入至冷却液管道。
进一步地,在一个优选实施例中,上述第一冷却液可以为液态金属;上述第二冷却液可以为冷却水。在冷却装置300中,由于第一冷却液为静态填充在转动装置400与第二冷却环340之间,且第一冷却液还作为转动装置400在第二冷却环340内侧转动的连接媒介,所以应选用导热系数较高且比较稳定的导热液体,例如可以采用稼等液态金属作为第一冷却液。而第二冷却液由于是在循环散热设备350与第二冷却环340的冷却液管道之间不断进行循环,所以对导热系数的要求低于第一冷却液,并且由于循环过程中容易发生损耗或泄漏等情况,所以应选用成本较低且环保无害的导热液体,例如可以采用冷却水作为第二冷却液。采用液态金属作为第一冷却液,冷却水作为第二冷却液,可以使得冷却装置300在散热性能和使用成本上达到较好的平衡。
图5为一个实施例中医学影像系统的结构示意图。如图5所示,在一个实施例中,一种医学影像系统10包括:成像装置(图中未标示),用于对扫描对象进行扫描成像以获取医学影像;转动装置200,用于承载成像装置,且与成像装置热耦合;上述实施例中的冷却装置,与转动装置200热耦合,用于冷却转动装置200和/或成像装置。
具体地,在医学影像系统10中,成像装置用于对成像对象进行扫描成像以得到医学图像,成像装置固定设置在转动装置200上,成像装置的种类和具体型号可以根据实际需求确定,可以包括各类能够应用转动装置结构机架的医学影像系统,例如计算机断层扫描(Computed Tomography,简称CT)设备、X射线设备、磁共振(Magnetic Resonance,简称MR)设备、正电子发射断层扫描(Positron Emission Computed Tomography,简称PET)设备、超声成像设备以及多模态融合成像设备等。
成像装置中具体包括用于医学成像的各类机械和电子器件,例如在一个实施例中,当医学影像系统为计算机断层扫描(Computed Tomography,简称CT)系统时,则上述成像装置可以包括球管、探测器、高压发生器以及逆变器中的至少一种。球管、探测器、高压发生器以及逆变器等部件均设置在转动装置200上,成像装置的各个部件应均与转动装置200进行热传导连接,例如在各个部件上设置金属导热片与转动装置直接接触,或者通过在成像装置部件发热较大的位置设置热管以将热量传导至转动装置上。在医学影像系统10工作时,球管、探测器、高压发生器以及逆变器等部件产生热量,并将热量传导至转动装置200上,转动装置200将热量传导至第一冷却环120上,第一冷却环120上的热量再传导至第二冷却环140上,第二冷却环140再将热量传导至机架外部,从而实现医学影像系统10的散热。
进一步地,在上述医学影像系统10中,转动装置200可以为一绕轴承进行转动以使成像装置完成扫描成像过程的环型装置,转动装置200的轴承可以设置在医学影像系统10的外壳内,冷却设备可以设置在转动装置200的外侧,冷却设备具体可以包括第一冷却环120以及第二冷却环140,第一冷却环120可以由转动装置200的外侧壁、第二冷却环340的内侧壁以及密封条组成,第二冷却环140通过第一冷却液与转动装置200的外环表面相接触,以达到较大的导热面积,实现更好的导热性能,同时第一冷却液也作为转动装置200在第二冷却环140内侧转动的连接媒介,第二冷却环140内还可以设置有多条冷却液管道,冷却液管道内填充有第二冷却液,冷却液管道与外部的循环设备或散热设备相连接,以通过第二冷却液将第二冷却环140的热量导出至医学影像系统的外部。
其中,上述第一冷却液以及第二冷却液的种类可以根据散热需求确定,例如可以采用液态金属、磁流体以及冷却水等液态导热介质中的至少一种。在一个优选的实施例中,由于第一冷却液的导热性能要求比第二冷却液更高,且第二冷却液由于需要进行外部循环更容易产生损耗和泄漏,所以可以采用稼等液态金属作为第一冷却液,采用冷却水作为第二冷却液,以使医学影像系统的散热性能和使用成本达到较好的平衡。
在一个实施例中,医学影像系统10还包括:固定板500,用于固定冷却装置;底座600,与固定板500固定连接,用于支撑医学影像系统10。具体地,医学影像系统10中还设置有用于固定冷却装置的固定板500,第二冷却环140可以固定设置在固定板500上。底座600用于支撑医学影像系统10中的各个部件,其中,底座600与固定板500之间的连接可以通过螺钉等装置实现,底座600与固定板500之间还可以根据扫描需求进行位置调节以使成像装置到达合适位置。
上述医学影像系统,将转动装置上的热量传导至第一冷却环上,再将第一冷却环上的热量传导至第二冷却环从而将热量排出至医学影像系统的机架以外,通过冷却液进行热传导可以在设置风扇的情况下即能实现转动装置的散热,减小了机架装置的体积,从而减小了医学影像系统的体积,并且还能够有效降低了医学影像系统工作时散热产生的噪音。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种冷却装置,用于冷却医学影像系统中的转动装置,其特征在于,所述冷却装置包括:
第一冷却环,与所述转动装置热耦合,用于冷却所述转动装置;
第二冷却环,与所述第一冷却环热耦合,用于冷却所述第一冷却环;
其中,所述第一冷却环内填充有第一冷却液,所述第二冷却环中填充有第二冷却液,所述第二冷却环设置于所述第一冷却环径向方向上的外侧。
2.根据权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述转动装置设置在所述第一冷却环径向方向上的内侧,所述转动装置相对所述第一冷却环进行转动。
3.根据权利要求2所述的冷却装置,其特征在于,所述第一冷却环由所述转动装置的外侧壁、所述第二冷却环的内侧壁以及密封条组成。
4.根据权利要求1所述的冷却装置,其特征在于,所述第二冷却环内设置有至少一条冷却液管道,所述冷却液管道之中填充有所述第二冷却液。
5.根据权利要求4所述的冷却装置,其特征在于,还包括:
循环散热设备,与所述第二冷却环内的冷却液管道相连接,所述第二冷却液通过第一接口由所述冷却液管道进入所述循环散热设备,所述第二冷却液通过第二接口由所述循环散热设备进入所述冷却液管道;
其中,通过所述第一接口的所述第二冷却液的温度高于通过所述第二接口的所述第二冷却液的温度。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的冷却装置,其特征在于,所述第一冷却液包括液态金属、磁流体以及冷却水中的至少一种;所述第二冷却液包括液态金属、磁流体以及冷却水中的至少一种。
7.一种医学影像系统,其特征在于,包括:
成像装置,用于对扫描对象进行扫描成像以获取医学影像;
转动装置,用于承载所述成像装置,且与所述成像装置热耦合;
权利要求1至6任意一项所述的冷却装置,与所述转动装置热耦合,用于冷却所述转动装置和/或所述成像装置。
8.根据权利要求7所述的医学影像系统,其特征在于,所述成像装置包括球管、探测器、高压发生器以及逆变器中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的医学影像系统,其特征在于,还包括:
固定板,用于固定所述冷却装置;
底座,与所述固定板固定连接,用于支撑所述医学影像系统。
10.根据权利要求7中所述的医学影像系统,其特征在于,所述医学影像系统包括正电子发射断层扫描设备、计算机断层扫描设备、磁共振设备、X射线设备、超声图像设备以及多模态融合成像设备中的至少一种。
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