CN111568457A - 一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，包括以下步骤：分段设置输入的灯丝电流；实用球管反馈的实际灯丝电流来及时调整输入的灯丝电流；实际灯丝电流达到阈值时，调整输入的灯丝电流至标准值，使得高压发生器的PID能够稳定控制灯丝电流；优点在于：采用分段调节灯丝电流的方法，利用大灯丝电流启动快的特性，加快灯丝电流上升时间，到达阈值后逐步降低设定灯丝值，使得高压发生器可以快速稳定控制灯丝电流值到达最优预设值，这样就可以快速稳定的启动灯丝电流，从而降低启动时产生的无效剂量。

Description

一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法
技术领域
本发明涉及CT技术领域，尤其涉及一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法。
背景技术
目前CT系统球管内部灯丝电流大小的控制，主要是通过给定高压发生器所需灯丝值后，由高压发生器内部的PID控制算法来实现球管内部灯丝电流的调节。因此给定某一灯丝电流值后，PID调节的时间基本不变，即灯丝电流上升时间基本固定不变。灯丝电流上升时间约为20ms，在扫描过程就会有约20ms的无效剂量，在转速超过0.5s/r的情况下，此调节时间产生的无效剂量对于高转速条件下曝光的总体剂量评价影响较大，如何降低灯丝电流上升时间对于减少无效剂量有一定的意义。
基于此，本案由此而生。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，用于降低球管内灯丝电流的上升时间。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01.根据CT球管的管电流和管电压确定起始灯丝电流Istart和目标灯丝电流Istd，并设定位于起始灯丝电流Istart和目标灯丝电流Istd之间的阶段值Iphase，同时设定阈值电流Ithreshold；
S02.向高压发生器输入高压灯丝电流Iin，此时Iin=Istart；
S03.每隔一个时间元Δt读取一次高压发生器反馈的灯丝电流Iti，计算相应时间元内灯丝电流的变化率Kti，所述Kti=（Iti-I t(i-1)）/Δt ,其中Δt =ti -t(i-1)；
S04.判断Kti值是否达到最大值，即当Kt(i-1)<Kti且Kti>Kt(i+1)时，Kti达到最大值，进入步骤S05，否则回到步骤S03；
S05.调整输入的高压灯丝电流Iin，此时Iin=Iphase；
S06.读取并判断此时高压发生器反馈的灯丝电流是否达到阈值电流Ithreshold，若已达到，则进入步骤S07，否则回到步骤S05；
S07. 调整输入的高压灯丝电流Iin，此时Iin=Istd。
进一步的，所述ΔI=Istart-Istd，Iphase= Istart-ΔI/2。
进一步的，所述Ithreshold=Istd*90%。
进一步的，所述Δt设定为60μs。
本发明的优点在于：采用分段调节灯丝电流的方法，利用大灯丝电流启动快的特性，加快灯丝电流上升时间，到达阈值后逐步降低设定灯丝值，使得高压发生器可以快速稳定控制灯丝电流值到达最优预设值，这样就可以快速稳定的启动灯丝电流，从而降低启动时产生的无效剂量。
附图说明
图1为本发明在实施例中的控制结构示意图；
图2为本发明在实施例中的分段控制灯丝电流的流程示意图；
图3为实施例中实际灯丝电流的变化曲线、输入灯丝的变换时间及输入灯丝电流大小的示意图；
图4为实施例中分段启动输入灯丝电流、直接启动输入灯丝电流、分段启动实际灯丝电流及直接启动实际灯丝电流的仿真曲线示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例提出一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，如图1所示，该方法基于现有的控制结构，控制系统用于给高压发生器发送启动输入电流并控制启动输入电流的大小，高压发生器内部的PID控制算法来实现球管内部灯丝电流的调节，通过读取球管实际的灯丝电流值并将该值反馈给控制系统，便于控制系统进行数值追踪比对和分段切换。
如图2和3所示，为本实施例的控制流程和电流变化曲线，具体步骤如下：S01.根据CT球管的管电流和管电压确定起始灯丝电流Istart和目标灯丝电流Istd，并设定位于起始灯丝电流Istart和目标灯丝电流Istd之间的阶段值Iphase，同时设定阈值电流Ithreshold；其中，ΔI=Istart-Istd，Iphase= Istart-ΔI/2，这里采用平均分段来控制，在方便计算的同时，还能使仿真效果得出的结果设定在范围内；Ithreshold=Istd*90%，阀值电流设定在90%是为了在最后切换到目标灯丝电流时不会产生超调，可以稳定到达目标灯丝电流；
S02.向高压发生器输入高压灯丝电流Iin，此时Iin=Istart；
S03.每隔一个时间元Δt读取一次高压发生器反馈的灯丝电流Iti，计算相应时间元内灯丝电流的变化率Kti，所述Kti=（Iti-I t(i-1)）/Δt ,其中Δt =ti -t(i-1)；所述Δt设定为60μs（时间由高压厂家传输协议设定）；
S04.判断Kti值是否达到最大值，即当Kt(i-1)<Kti且Kti>Kt(i+1)时，Kti达到最大值，进入步骤S05，否则回到步骤S03；如图3所示，处于It0时的变化率为Kt0，处于It1时的变化率为Kt1，处于It2时的变化率为Kt2，此时Kt0<Kt1且Kt1>Kt2，Kt1达到Kmax;
S05.调整输入的高压灯丝电流Iin，此时Iin=Iphase；
S06.读取并判断此时高压发生器反馈的灯丝电流是否达到阈值电流Ithreshold，若已达到，则进入步骤S07，否则回到步骤S05；
S07. 调整输入的高压灯丝电流Iin，此时Iin=Istd,如图3中所示的t3时刻，实际灯丝电流值上升到阈值电流后，降低输入的高压灯丝电流至目标灯丝电流，最后由高压发生器内部的PID实现灯丝电流的稳定控制，如图3中所示的t4时刻，灯丝电流已达到稳定状态。
如图4所示，为分段启动输入灯丝电流、直接启动输入灯丝电流、分段启动实际灯丝电流及直接启动实际灯丝电流的仿真曲线示意图，从图中可以看出，采用分段控制灯丝电流可缩短实际灯丝电流的上升时间，从而降低启动时产生的无效剂量。
上述实施例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01.根据CT球管的管电流和管电压确定起始灯丝电流Istart和目标灯丝电流Istd，并设定位于起始灯丝电流Istart和目标灯丝电流Istd之间的阶段值Iphase，同时设定阈值电流Ithreshold；
S02.向高压发生器输入高压灯丝电流Iin，此时Iin=Istart；
S03.每隔一个时间元Δt读取一次高压发生器反馈的灯丝电流Iti，计算相应时间元内灯丝电流的变化率Kti，所述Kti=（Iti-I t(i-1)）/Δt ,其中Δt =ti -t(i-1)；
S04.判断Kti值是否达到最大值，即当Kt(i-1)<Kti且Kti>Kt(i+1)时，Kti达到最大值，进入步骤S05，否则回到步骤S03；
S05.调整输入的高压灯丝电流Iin，此时Iin=Iphase；
S06.读取并判断此时高压发生器反馈的灯丝电流是否达到阈值电流Ithreshold，若已达到，则进入步骤S07，否则回到步骤S05；
S07. 调整输入的高压灯丝电流Iin，此时Iin=Istd。
2.如权利要求1所述的一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，其特征在于：所述ΔI=Istart-Istd，Iphase= Istart-ΔI/2。
3.如权利要求1所述的一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，其特征在于：所述Ithreshold=Istd*90%。
4.如权利要求1所述的一种分段控制灯丝电流快速软启动的调节方法，其特征在于：所述Δt设定为60μs。
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