CN115120892B - 打火保护方法、控制装置、医用回旋加速器和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种打火保护方法、控制装置、医用回旋加速器和存储介质。本发明实施方式的打火保护方法用于医用回旋加速器。打火保护方法包括：在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统关闭并记录射频低电平系统关闭前的断点功率；在控制射频低电平系统关闭第二预定时间后，快启射频低电平系统并恢复至断点功率；在检测到打火信号出现且射频低电平系统关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动射频低电平系统从零爬升功率，N为自然数。在本发明实施方式的打火保护方法中，通过检测打火时间快启，以忽略一些不会损坏回旋加速器的打火现象，避免回旋加速器频繁慢启动导致的过度保护。

Description

打火保护方法、控制装置、医用回旋加速器和存储介质

技术领域

本发明涉及回旋加速器领域，更具体而言，涉及一种打火保护方法、控制装置、医用回旋加速器和存储介质。

背景技术

目前，医用回旋加速器运行过程中容易发生打火现象，当打火的检测值超过设定的阈值后，就关断回旋加速器的射频低电平系统，射频低电平系统无输出使得回旋加速器处于完全关闭的状态，以保护回旋加速器。然后，回旋加速器重启后，射频低电平系统需要重新爬升功率。然而，在一些情况下回旋加速器打火是瞬间的，并不一定会损坏回旋加速器，关闭并重启回旋加速器的方法，会延长射频低电平系统功率到位时间，造成过度保护。

发明内容

本发明实施方式提供了一种打火保护方法、控制装置、医用回旋加速器和存储介质。

本发明实施方式的打火保护方法用于医用回旋加速器，所述打火保护方法包括：

在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统关闭并记录所述射频低电平系统关闭前的断点功率；

在控制所述射频低电平系统关闭第二预定时间后，快启所述射频低电平系统并恢复至所述断点功率；

在检测到打火信号出现且所述射频低电平系统关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动所述射频低电平系统从零爬升功率，N为自然数。

在本发明实施方式的打火保护方法中，通过检测打火时间快启，以忽略一些不会损坏回旋加速器的打火现象，避免回旋加速器频繁慢启动导致的过度保护。

在某些实施方式中，所述第一预定时间的范围为4-6μs。

在某些实施方式中，所述第二预定时间的范围为800-1200μs。

在某些实施方式中，N为3。

在某些实施方式中，所述打火保护方法在所述完全关闭并慢启动所述射频低电平系统从零爬升功率的步骤之前还包括：

检测所述医用回旋加速器的工作模式；

在所述医用回旋加速器处于锻炼模式时，调节所述射频低电平系统的功率持续上升以遍历全部功率范围；

在所述医用回旋加速器处于运行模式时，调节所述射频低电平系统的功率维持在额定功率运行。

本发明实施方式的控制装置包括：

关闭模块，用于在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统关闭并记录所述射频低电平系统关闭前的断点功率；

快启模块，用于在控制所述射频低电平系统关闭第二预定时间后，快启所述射频低电平系统并恢复至所述断点功率；

慢启模块，用于在检测到打火信号出现且所述射频低电平系统关闭。

本发明实施方式的医用回旋加速器包括处理器和存储器，其中，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以执行上述实施方式所述的打火保护方法。

在某些实施方式中，所述处理器用于在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统关闭并记录所述射频低电平系统关闭前的断点功率；和用于在控制所述射频低电平系统关闭第二预定时间后，快启所述射频低电平系统并恢复至所述断点功率；还用于在检测到打火信号出现且所述射频低电平系统关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动所述射频低电平系统从零爬升功率，N为自然数。

在某些实施方式中，所述处理器用于检测所述医用回旋加速器的工作模式；和用于在所述医用回旋加速器处于锻炼模式时，调节所述射频低电平系统的功率持续上升以遍历全部功率范围；还用于在所述医用回旋加速器处于工作模式时，调节所述射频低电平系统的功率维持在额定功率运行。

本发明实施方式提供一种存储有计算机程序的可读存储介质，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，执行上述实施方式所述的打火保护方法。

在本发明实施方式的打火保护方法、控制装置、医用回旋加速器和存储介质中，通过检测打火时间快启，以忽略一些不会损坏回旋加速器的打火现象，避免回旋加速器频繁慢启动导致的过度保护。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的打火保护方法的流程示意图；

图2是本发明实施方式的医用回旋加速器的模块示意图；

图3是本发明实施方式的控制装置的模块示意图；

图4是本发明实施方式的打火保护方法又一流程示意图。

主要元件符号说明：

医用回旋加速器100；

处理器101、存储器102、射频低电平系统10、控制装置200、关闭模块201、快启模块202、慢启模块203、检测模块204、调节模块205。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设定进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设定之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1和图2，本发明实施方式的打火保护方法用于医用回旋加速器100，打火保护方法包括：

S10，在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统10关闭并记录射频低电平系统10关闭前的断点功率；

S20，在控制射频低电平系统10关闭第二预定时间后，快启射频低电平系统10并恢复至断点功率；

S30，在检测到打火信号出现且射频低电平系统10关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动射频低电平系统10从零爬升功率，N为自然数。

请参阅图2，本发明实施方式的医用回旋加速器100包括处理器101和存储器102，其中，处理器101用于执行存储器102中存储的计算机程序，以执行本发明实施方式的打火保护方法。在一些实施方式中，处理器101可以分别连接存储器102和射频低电平系统10，以控制射频低电平系统10的运行。同时上述步骤S10-步骤S30均可有处理器101执行，也即是说，处理器101可用于在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统10关闭并记录射频低电平系统10关闭前的断点功率；和用于在控制射频低电平系统10关闭第二预定时间后，快启射频低电平系统10并恢复至断点功率；还用于在检测到打火信号出现且射频低电平系统10关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动射频低电平系统10从零爬升功率，N为自然数。

请参阅图3，本发明实施方式的控制装置200包括关闭模块201、快启模块202和慢启模块203。关闭模块201用于在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统10关闭并记录射频低电平系统10关闭前的断点功率。快启模块202用于在控制射频低电平系统10关闭第二预定时间后，快启射频低电平系统10并恢复至断点功率。慢启模块203用于在检测到打火信号出现且射频低电平系统10关闭。

在本发明实施方式的打火保护方法中，通过检测打火时间快启，以忽略一些不会损坏回旋加速器的打火现象，避免回旋加速器频繁慢启动导致的过度保护。

具体地，在医用回旋加速器100使用的过程中，需要先行对谐振腔或者窗口等部位进行锻炼，这里的锻炼指的是通过不断向发射机发射信号，使得发射机不断将信号放大并不断在腔体内建立高压电场，在高压电场的作用下将被污染的腔体内表面清除，最终将全部污染清除干净即完成了锻炼过程。医用回旋加速器100在锻炼完成后可以正常运行，医用回旋加速器100可以通过正电子发射断层成像技术（PET，Positron Emission Tomography）以对人体进行生理、生化、病理及解剖方向研究和诊断。正电子发射断层成像技术是根据正电子同位素衰变产生的正电子与人体内负电子产生湮灭效应的现象，通过向人体内注射带正电子同位素标记的化合物，采用复合探测的方法，探测湮灭效应所产生的γ光子，得到人体内同位素的分布信息，从而实现相关检测。

本发明实施方式的医用回旋加速器100可以通过产生反射性同位素，以对人体进行相关检测，射频低电平系统10作为医用回旋加速器100的一个重要组成部分，在粒子加速过程中起着重要作用。能否在调试初期尽快对射频谐振腔进行有效锻炼，直接关系到医用回旋加速器100是否能够尽快进入正常运行阶段。另外，在正常运行之后，阶段性的检修和维护通常也涉及到破坏真空，之后应对谐振腔进行重新锻炼，使其尽快达到加速电压。医用回旋加速器100都面临着需要对谐振腔内次级电子倍增效应进行有效抑制的问题，从而减小打火的概率。可以理解的，医用回旋加速器100的谐振腔内的真空、射频、腔体表面材料等都为打火的发生提供的充分的条件，这种放电现象在谐振腔内持续发生形成反复震荡电子云，可以等效为加在加速间隙的一个附加负载，从而影响射频低电平系统10的阻抗匹配，引起反射功率增大，不仅造成医用回旋加速器100无法正常加速粒子，更严重的可能造成射频系统相关射频的损伤。

在相关技术中，在检测到打火现象之后，当检测值超过设定的阈值后，就直接关断设备，射频无输出。这种的方法加速器内打火频繁，造成系统会频繁的关闭，后重新从零开始爬升功率，该方法虽然一定程度上达到了保护系统的目的，但是系统有些打火是瞬间的，并非一定会造成系统损坏，现有方法一刀切的直接关断设备，会因系统频繁反复的关闭和开启，延长功率到位时间，且造成过度保护。

在本发明实施方式中，医用回旋加速器100可以通过本发明的方法进行短暂的系统关断，以实现射频低电平系统10的快速重启。在步骤S10中可以通过全数字信号处理技术，实现取样信号的幅度快速检测，快速的识别出打火信号，实现打火信号的检测。在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间后，可以控制射频低电平系统10关闭并记录射频低电平系统10关闭前的断点功率。然后，执行步骤S20，使得射频低电平系统10关闭第二预定时间后，控制射频低电平系统10快速重启，并使得射频低电平系统10可以恢复至断点功率，然后从断点功率开始重新提升功率或者维持在某个特定的功率值。只有当检测到打火信号并且射频低电平系统10关闭的次数大于N次时，才会完全关闭并慢启动射频低电平系统10从零爬升功率。

需要说明的是，在检测到打火信号并且射频低电平系统10关闭的次数没有大于N次时，可以重复步骤S10和步骤S20以实现对打火信号的不间断检测。

在某些实施方式中，第一预定时间的范围为4-6μs。例如，第一预定时间可以为4μs、4.5μs、5μs、5.5μs、6μs中的任意值。

如此，第一预定时间设置在这个范围内，使得打火时间不会过长造成元件的损坏，筛选出了极短时间的打火，以避免这样的瞬时打火造成射频低电平系统10不断的关停。

示例性地，当第一预定时间为5μs时，也就是说在步骤S10中，在检测到打火信号的强度超过阈值并且打火时间超过了5μs后，处理器101可以控制射频低电平系统10短暂的关闭，并记录关闭时的当前功率，也就是断点功率。

进一步地，在某些实施方式中，第二预定时间的范围为800-1200μs。例如，第二预定时间的范围可以为800μs、850μs、900μs、950μs、1000μs、1050μs、1100μs、1150μs、1200μs中的任意值。

如此，第一预定时间设置在这个范围内，可以确保打火现象停止，又可以避免射频低电平系统10关闭时间过长的问题。

具体地，在执行步骤S10之后，射频低电平系统10处于短暂的关闭状态，然后执行步骤S20，以使得射频低电平系统10关闭时间可以在第二预定时间范围内。示例性地，第二预定时间为1000μs，在步骤S20中，使得射频低电平系统10关闭时间为1000μs，然后快速重启射频低电平系统10，使得射频低电平系统10可以继续从断点功率开始上升或者调节功率。同时，在重新启动射频低电平系统10之后继续监测打火信号，并检测打火信号的出现和射频低电平系统10关闭的次数。

在某些实施方式中，N为3。如此，检测到打火信号出现且射频低电平系统10关闭的次数大于N次，N为3，使得检测到打火信号出现且射频低电平系统10关闭的次数大于3次时可以判断打火严重，完全关闭并慢启动射频低电平系统10从零爬升功率，保证了医用回旋加速器100处的安全性。

当然，在其它实施方式中，N还可以为其它自然数，例如，N还可以为4、5、6等。N的具体数值在此不作限定，以满足不同的需求。

请参阅图2和图4，在某些实施方式中，打火保护方法在完全关闭并慢启动射频低电平系统10从零爬升功率的步骤（步骤S30）之前，包括：

S40，检测医用回旋加速器100的工作模式；

S50，在医用回旋加速器100处于锻炼模式时，调节射频低电平系统10的功率持续上升以遍历全部功率范围；

S60，在医用回旋加速器100处于运行模式时，调节射频低电平系统10的功率维持在额定功率运行。

请结合图2，在某些实施方式中，上述步骤S40-S60均可以由处理器101执行。也即是说，处理器101可以用于检测医用回旋加速器100的工作模式；和用于在医用回旋加速器100处于锻炼模式时，调节射频低电平系统10的功率持续上升以遍历全部功率范围；还用于在医用回旋加速器100处于运行模式时，调节射频低电平系统10的功率维持在额定功率运行。

请结合图3，在某些实施方式中，控制装置200还包括检测模块204和调节模块205。检测模块204用于检测医用回旋加速器100的工作模式。调节模块205用于在医用回旋加速器100处于锻炼模式时，调节射频低电平系统10的功率持续上升以遍历全部功率范围。调节模块205还用于在医用回旋加速器100处于运行模式时，调节射频低电平系统10的功率维持在额定功率运行。

如此，医用回旋加速器100可以根据工作模式以调节射频低电平系统10，使得医用回旋加速器100在没有完全关闭时，可以进行锻炼或者工作。

具体地，医用回旋加速器100包括稳定运行阶段和运行前的锻炼阶段，在锻炼阶段射频低电平系统10可以调节自身的功率，使得射频低电平系统10可以遍历全范围的功率，而在工作阶段射频低电平系统10可以稳定在额定功率运行。通过步骤S40可以检测医用回旋加速器100当前的工作模式。如果医用回旋加速器100处于锻炼模式，执行步骤S50调节射频低电平系统10的功率持续上升以遍历全部功率范围，也即是使得医用回旋加速器100继续锻炼过程。如果医用回旋加速器100处于运行模式，调节射频低电平系统10回复断点功率并调节功率维持在额定功率运行，也即是使得医用回旋加速器100继续工作过程。

在本发明实施方式中，可以通过多个条件进行多层打火判断，既实现了系统的安全保护，又可以保证打火发生后射频低电平系统10可以快速重启。这样，在不改变医用回旋加速器100原有结构的前提下，可以通过数字信号处理技术检测，并通过将快启和慢启，避免了硬件冗余的问题。既实现了系统的安全保护，也可以快速完成系统的锻炼，同时在系统稳定运行阶段，可以快速重启。在实际操作的过程中，医用回旋加速器100可以通过数字信号处理进行腔体信号的检测，以调节射频开关，进而调节功率源。

请参阅图1，本发明实施方式提供一种存储有计算机程序的可读存储介质，当计算机程序被一个或多个处理器101执行时，执行上述实施方式的打火保护方法。

例如，计算机程序可被处理器101执行以完成以下步骤的打火保护方法：

S10，在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统10关闭并记录射频低电平系统10关闭前的断点功率；

S20，在控制射频低电平系统10关闭第二预定时间后，快启射频低电平系统10并恢复至断点功率；

S30，在检测到打火信号出现且射频低电平系统10关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动射频低电平系统10从零爬升功率，N为自然数。

在本发明实施方式的打火保护方法、控制装置200、医用回旋加速器100和存储介质中，通过检测打火时间快启，以忽略一些不会损坏回旋加速器的打火现象，避免回旋加速器频繁慢启动导致的过度保护。

在本发明的实施方式的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种打火保护方法，用于医用回旋加速器，其特征在于，所述打火保护方法包括：

在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统关闭并记录所述射频低电平系统关闭前的断点功率；

在控制所述射频低电平系统关闭第二预定时间后，快启所述射频低电平系统并恢复至所述断点功率；

在检测到打火信号出现且所述射频低电平系统关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动所述射频低电平系统从零爬升功率，N为自然数。

2.根据权利要求1所述的打火保护方法，其特征在于，所述第一预定时间的范围为4-6μs。

3.根据权利要求1所述的打火保护方法，其特征在于，所述第二预定时间的范围为800-1200μs。

4.根据权利要求1所述的打火保护方法，其特征在于，N为3。

5.根据权利要求1所述的打火保护方法，其特征在于，所述打火保护方法在所述完全关闭并慢启动所述射频低电平系统从零爬升功率的步骤之前还包括：

检测所述医用回旋加速器的工作模式；

在所述医用回旋加速器处于锻炼模式时，调节所述射频低电平系统的功率持续上升以遍历全部功率范围；

在所述医用回旋加速器处于运行模式时，调节所述射频低电平系统的功率维持在额定功率运行。

6.一种控制装置，用于医用回旋加速器，其特征在于，包括：

关闭模块，用于在检测到打火信号的强度超过阈值且打火时间超过第一预定时间时，控制射频低电平系统关闭并记录所述射频低电平系统关闭前的断点功率；

快启模块，用于在控制所述射频低电平系统关闭第二预定时间后，快启所述射频低电平系统并恢复至所述断点功率；

慢启模块，用于在检测到打火信号出现且所述射频低电平系统关闭的次数大于N次时，完全关闭并慢启动所述射频低电平系统从零爬升功率，N为自然数。

7.一种医用回旋加速器，其特征在于，所述医用回旋加速器包括处理器和存储器，其中，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以执行权利要求1-5任一项所述的打火保护方法。

8.一种存储有计算机程序的可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，执行权利要求1-5中任一项所述的打火保护方法。

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