CN112504155B - 一种非接触式检测ct转子变形量的方法及系统 - Google Patents
一种非接触式检测ct转子变形量的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种非接触式检测CT转子变形量的方法，包括：CT转子上安装一平行于转子轴向的配重块，并在配重块上安装一反射块，对应于反射块设有一激光测距传感器，激光测距传感器用于检测其自身与反射块沿平行于转子径向的距离；采集低转速下反射块距离激光测距传感器的多个距离值，并得出平均值；再采集高转速下反射块距离激光测距传感器的多个距离值，并得出平均值；将两平均值对比得出反射块径向位移；进一步计算得出转子在配重块出的变形角度。本发明的方法通过物理模拟转子设备随转子高速转动的变形，可以得到转子设备在高速转动中的实际变形量，从而修正CT图像数据使其更符合实际情况。
Description
技术领域
本发明属于CT技术领域，具体涉及一种非接触式检测CT转子变形量的方法及系统。
背景技术
CT机的核心部件CT转子上会安装各种转子设备，且在扫描时随转子共同高速转动，而转子上安装的转子设备在高速转动时会由于离心力的作用而产生弹性变形，此变形不仅会影响CT机的结构稳定性，还会影响CT成像的精度或使CT图像变形，需要根据变形量对成像数据进行对应的修正，以使最终的CT图像符合实际情况，避免图像变形对CT图像阅读产生影响。
转子在高速转动的过程中很难通过常规方式对齐变形量进行测量，转子的高速转动不仅使得物理测量精确度较低，还使常规的接触式测量方法具有一定风险。由于实物测量困难，现有技术一般采用模型仿真的方法，将三维模型及其物理参数输入计算机软件，模拟得出CT转子上转子设备随高速转动产生的变形量，可模型仿真方法只能得到估算变形量，与实际情况仍有一定差距，不仅修正精度低，如果模拟数据与实际情况不符，还有可能适得其反，使CT图像进一步变形，影响医生阅读CT图像，对患者的CT图像判断造成影响。
故需要一种可以实际测量出转子设备变形量的方法，可以在CT机实际制造之前便模拟出转子高速转动下的转子设备形变情况，以用于评估器械结构稳定性，并可根据测量出的变形数据修正CT图像，使其更符合实际，更有利于对患者CT图像的判断。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种非接触式检测CT转子变形量的方法及系统。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种非接触式检测CT转子变形量的方法，包括以下步骤：
S1、CT转子上安装一平行于转子轴向的配重块，并在配重块上安装一反射块，对应于反射块设有一激光测距传感器，激光测距传感器用于检测其自身与反射块沿平行于转子径向的距离；
S2、采集第一转子转速下激光测距传感器的N1个距离值，并得出平均值L1；其中，所述第一转子转速下CT转子不产生形变；其中，N1为大于2的正整数；
S3、采集第二转子转速下激光测距传感器的N2个距离值，并得出平均值L2；其中，所述第二转子转速为待检测形变量的转速，N2为大于2的正整数；
S4、将L2与L1相减得出反射块径向位移ΔL＝|L1-L2|；
S5、设配重块与反射块沿转子轴向的尺寸和为A，计算得出转子的变形角度α＝arctan(ΔL/A)。
作为优选方案，所述第一转子转速为1RPM。
作为优选方案，设激光测距传感器的采样频率为VHz，反射块在第一转速下完整通过激光测距传感器一次的时间为T1，在第二转速下完整通过激光测距传感器一次的时间为T2，则N1＝V/T1，N2＝V/T2。
作为优选方案，步骤S1中还包括：
S11、根据转子末端应安装的转子设备确定配重块的尺寸与质量，使配重块在转子高速旋转时的形变量与转子设备形变量相同。
作为优选方案，步骤S1中安装多于一个配重块、各配重块上的反射块及反射块对应的激光测距传感器，在转子轴向上处于同一位置的多个反射块共同对应一个激光测距传感器。
作为优选方案，步骤S5后还包括步骤：
S6、返回S3并修改第二转子转速为另一待检测转速，直到检测完所有待检测转速下转子形变的数据。
在另一方面，本发明还提供一种非接触式检测CT转子变形量的系统，包括配重块、反射块、激光测距传感器、控制器；所述配重块安装于转子上；配重块上安装有反射块，对应于反射块设有一激光测距传感器，激光测距传感器用于检测其自身与反射块沿平行于转子径向的距离；所述控制器与所述激光测距传感器通信连接，且与CT转子通信连接。
作为优选方案，所述配重块尺寸与质量使其在转子高速旋转时的形变量与转子设备形变量相同。
作为优选方案，所述配重块在转子末端侧壁安装多于一个，在各配重块块末端安装反射块，并安装各反射块对应的激光测距传感器，在转子轴向上处于同一位置的多个反射块共同对应一个激光测距传感器。
作为优选方案，所述控制器可控制转子转速变化。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
通过物理模拟转子设备随转子高速转动的变形，可以得到转子设备在高速转动中的实际变形量，从而修正CT图像数据使其更符合实际情况。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种非接触式检测CT转子变形量的系统的结构示意图；
图2是本发明实施例1的一种非接触式检测CT转子变形量的系统的安装示意图；
图3是本发明实施例1的一种非接触式检测CT转子变形量的系统的测量原理示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例1：本实施例的一种非接触式检测CT转子变形量的系统，其结构及安装方式如图1和图2所示，一个配重块1安装于CT转子5末端的侧壁上，配重块的尺寸、形状与CT转子在末端安装的转子设备大致相同，以使得高速转动下配重块的变形量拟合转子设备的变形量。
一个激光反射块2安装于配重块末端，反射面沿径向朝外，在激光反射块径向向外延伸的位置间隔一定距离设有一激光测距传感器3，激光测距传感器通过安装支架4固定在地面上，测距方向与转子径向重合，朝向转子转轴中心。
还设有一控制器，与激光测距传感器3通信连接，可以接受激光测距传感器测得的距离数据，并与CT转子通信连接，可接收转子转速。
下面将结合上述结构介绍本实施例的一种一种非接触式检测CT转子变形量的方法：
首先将CT转子转速设置为1RPM，求出在1RPM下反射块2完整通过激光测距传感器3一次的时间T1，再使用激光测距传感器3的采样频率VHz，得出N1＝V/T1，随后启动激光测距传感器3，使其在1RPM下采取N1个与反射块的距离值，发送给控制器，并由上述距离值求得N1个距离值的平均值L1。
随后将CT转子转速设置为要检测实际变形量的转速，求出在该转速下反射块2完整通过激光测距传感器3一次的时间T2，再使用激光测距传感器3的采样频率VHz，得出N2＝V/T2，随后启动激光测距传感器3，使其在该转速下采取N2个与反射块的距离值，发送给控制器，并由上述距离值求得N2个距离值的平均值L2。其中，N1、N2为大于2的正整数。
各参数的图示见图3，用L2与L1相减后取绝对值得到反射块的径向位移ΔL＝|L1-L2|，该数值便是转子设备末端的径向位移。再利用配重块和反射块沿转子轴向的尺寸和A计算变形角度α＝arctan(ΔL/A)，该角度是转子设备末端的变形角度。
对于不同的转子转速，转子设备的变形量显然不同，故需要根据不同的转子转速重复测量在不同转速下对应的转子设备径向位移和变形角度，每测完一个转速对应的径向位移和变形角度后测量下一个转速对应的数据，直到所有待测的转速全都测量完成。根据测量得到的变形数据对CT图像数据进行修正，以使得图像更加准确。
实施例2：根据本发明的另一个实施例的一种非接触式检测CT转子变形量的系统中，配重块设有多个，模拟全部转子设备安装后的设备布局，但同一轴向位置处只安装一个反射块。通过多个配重块的设置可以更加准确地测得转子设备全部安装后的实际形变情况。
其他结构和使用方法可以参考实施例1。
实施例3：据本发明的另一个实施例的一种非接触式检测CT转子变形量的系统中，控制器还可控制CT转子的转速，从控制器上直接控制转子转速至需求值，检测流程更加方便。
其他结构和使用方法可以参考实施例1。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种非接触式检测CT转子变形量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、CT转子上安装一平行于转子轴向的配重块，并在配重块上安装一反射块，对应于反射块设有一激光测距传感器，激光测距传感器用于检测其自身与反射块沿平行于转子径向的距离；
S2、采集第一转子转速下激光测距传感器的N1个距离值，并得出平均值L1；其中，所述第一转子转速下CT转子不产生形变；其中，N1为大于2的正整数；
S3、采集第二转子转速下激光测距传感器的N2个距离值，并得出平均值L2；其中，所述第二转子转速为待检测形变量的转速；其中，N2为大于2的正整数；
S4、将L2与L1相减得出反射块径向位移ΔL＝|L1-L2|；
S5、设配重块与反射块沿转子轴向的尺寸和为A，计算得出转子的变形角度α＝arctan(ΔL/A)。
2.如权利要求1所述的一种非接触式检测CT转子变形量的方法，其特征在于，所述第一转子转速为1RPM。
3.如权利要求1所述的一种非接触式检测CT转子变形量的方法，其特征在于，设激光测距传感器的采样频率为VHz，反射块在第一转速下完整通过激光测距传感器一次的时间为T1，在第二转速下完整通过激光测距传感器一次的时间为T2，则N1＝V/T1，N2＝V/T2。
4.如权利要求1所述的一种非接触式检测CT转子变形量的方法，其特征在于，步骤S1中还包括：
S11、根据转子上应安装的转子设备确定配重块的尺寸与质量，使配重块在转子高速旋转时的形变量与转子设备形变量相同。
5.如权利要求1所述的一种非接触式检测CT转子变形量的方法，其特征在于，步骤S1中安装多于一个配重块、各配重块上的反射块及反射块对应的激光测距传感器，在转子轴向上处于同一位置的多个反射块共同对应一个激光测距传感器。
6.如权利要求1所述的一种非接触式检测CT转子变形量的方法，其特征在于，步骤S5后还包括步骤：
S6、返回S3并修改第二转子转速为另一待检测转速，直到检测完所有待检测转速下转子形变的数据。
7.一种非接触式检测CT转子变形量的系统，应用如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统包括配重块、反射块、激光测距传感器、控制器；所述配重块安装于CT转子上；配重块上安装有反射块，对应于反射块设有一激光测距传感器，激光测距传感器用于检测其自身与反射块沿平行于转子径向的距离；所述控制器与所述激光测距传感器通信连接，且与CT转子通信连接。
8.如权利要求7所述的一种非接触式检测CT转子变形量的系统，其特征在于，所述配重块尺寸与质量使其在转子高速旋转时的形变量与转子设备形变量相同。
9.如权利要求7所述的一种非接触式检测CT转子变形量的系统，其特征在于，所述配重块在转子末端侧壁安装多于一个，在各配重块块末端安装反射块，并安装各反射块对应的激光测距传感器，在转子轴向上处于同一位置的多个反射块共同对应一个激光测距传感器。
10.如权利要求7所述的一种非接触式检测CT转子变形量的系统，所述控制器用于控制转子转速变化。
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Denomination of invention: A non-contact method and system for measuring CT rotor deformation Effective date of registration: 20221101 Granted publication date: 20220419 Pledgee: Bank of Jiujiang Co.,Ltd. Ganjiang New Area Branch Pledgor: MinFound Medical Systems Co.,Ltd. Registration number: Y2022980020427 |