CN115551289B - 用于提供温度信息的方法和负载计算机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于为医学成像设备的高压产生器提供温度信息的方法和一种负载计算机，该温度信息与用于医学成像设备的X射线管的高压产生器的逆变器模块有关，其中，逆变器模块具有逆变器和冷却体，该方法包括：‑接收与逆变器相关的损耗功率数据；‑接收一热力学系数组，该热力学系数组与逆变器的由损耗功率引起的发热、从逆变器到冷却体的热传导以及从冷却体到冷却流体F的热传递有关；‑接收与冷却流体有关的冷却流体温度数据；‑基于损耗功率数据、该热力学系数组和冷却流体温度数据，计算温度信息；‑提供温度信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于提供温度信息的方法。本发明还涉及负载计算机、医学成像设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质。
背景技术
由于损耗功率，在具有X射线管的医学成像设备的高压产生器中会产生热量。这取决于扫描参数，例如管电压、管电流和扫描持续时间，以及与医学成像设备台架冷却系统的连接。在过热的情况下，出于安全原因，通常会规定停机。虽然这可以防止损坏高压产生器，但也可能导致潜在的有问题的扫描中止。
发明内容
本发明的目的是，为医学成像设备的高压产生器提供传统过热保护的替代方案。
本发明涉及一种用于提供温度信息的方法，该温度信息与用于医学成像设备的X射线管的高压产生器的逆变器模块有关，其中，逆变器模块具有逆变器和冷却体，该方法包括：
-接收与逆变器相关的损耗功率数据；
-接收一热力学系数组，该热力学系数组与逆变器的由损耗功率引起的发热、从逆变器到冷却体的热传导以及从冷却体到冷却流体F的热传递有关；
-接收与冷却流体有关的冷却流体温度数据；
-基于损耗功率数据、该热力学系数组和冷却流体温度数据，计算温度信息；
-提供温度信息。
温度信息例如可以包括：随时间的温度曲线，特别是曲线形式；温度最大值，特别是值的形式；或者与温度阈值相关的比较结果，特别是二进制信息的形式。温度信息尤其可以与逆变器模块的一个或多个组件有关。
特别是，可以足够精确地计算温度信息，以实现防止高压产生器过热的保护。由此可以以成本有利的方式延长高压产生器的组件的使用寿命。
该热力学系数组的热力学系数尤其可以是与温度无关的，尤其是恒定的。例如，冷却流体温度数据可以具有冷却流体温度的温度值。特别地，冷却流体温度数据可以由冷却流体温度的恒定温度值组成。
根据一种实施方式，该方法还包括：
-接收与X射线管的管电流有关的管电流数据；
-接收与X射线管的管电压有关的管电压数据；
-接收与逆变器N的中间电路直流电压有关的中间电路直流电压数据；
-其中，损耗功率数据是基于管电流数据、管电压数据和中间电路直流电压数据算得的。
在逆变器中，特别是在逆变器的半导体结中，由于损耗功率而产生热量。可以假定，损耗功率直接地，特别是没有时间延迟地，传递到逆变器的壳体。损耗功率取决于高压产生器的运行参数。运行参数尤其可以包括管电流、管电压和中间电路直流电压。特别可以规定，通过对运行参数的列表值和相应的损耗功率值应用线性插值来计算损耗功率数据。特别可以规定，通过将给定的损耗功率公式应用于运行参数的值来直接计算损耗功率数据。
在管电流数据中尤其可以考虑管电流的时间相关性，例如以管电流随时间变化的曲线的形式。在管电压数据中尤其可以考虑管电压的时间相关性，例如以管电压随时间变化的曲线的形式。在中间电路直流电压数据中，尤其可以考虑中间电路直流电压数据的时间相关性，例如以中间电路直流电压随时间变化的曲线的形式。
特别地，接收管电流的恒定值连同接收扫描持续时间的恒定值可以理解为接收管电流随时间变化的曲线，因为管电流在扫描持续时间结束时改变。类似的情况适用于管电压和/或中间电路直流电压。
例如，可以基于管功率分布和/或检查协议来计算管电流随时间变化的曲线。例如，可以基于管功率分布和/或检查协议来计算管电压随时间变化的曲线。例如，可以基于管功率分布和/或检查协议来计算中间电路直流电压随时间变化的曲线。
尤其可以规定，中间电路直流电压主要取决于在高压产生器的电源输入电路上的电源输入电压，和/或中间电路直流电压基本上是恒定的和/或基本上被保护以防发生过电压。
特别地，在损耗功率数据中可以考虑或忽略损耗功率的温度相关性。
一种实施方式规定，该热力学系数组是基于模拟和/或测量的。
例如，该热力学系数组可以基于依据模拟和/或测量特别是以拟合的形式对热力学模型的调整来算得，该热力学模型与逆变器的由损耗功率引起的发热、从逆变器到冷却体的热传导以及从冷却体到冷却流体的热传递有关。模拟和/或测量例如可以由高压产生器的制造商提供，和/或在系统集成期间进行。
一种实施方式规定，逆变器具有第一半桥和第二半桥，它们尤其在损耗功率方面可以不同，
-其中，损耗功率数据包括与第一半桥有关的第一损耗功率数据和与第二半桥相关的第二损耗功率数据，
-其中，该热力学系数组包括与第一半桥的基于损耗功率的发热有关的系数，
-其中，该热力学系数组包括与第二半桥的基于损耗功率的发热有关的系数。
一种实施方式规定，对温度信息的计算基于冷却体的热力学模型，根据该模型，冷却体具有第一区域和第二区域，其中，该热力学系数组与从逆变器到冷却体的热传导和从冷却体到冷却流体的热传递有关，其方式为，该热力学系数组与从逆变器到冷却体的第一区域的热传导、从冷却体的第一区域到冷却体的第二区域的热传导、从冷却体的第二区域到冷却流体的热传递有关。
通过这种方式，可以更好地表示温度曲线的各种时间常数。冷却体第一区域的温度例如可以理解为中间的冷却体温度。冷却体的第二区域的温度例如可以理解为冷却体的实际可测量的温度。通过这种方式，可以考虑温度不均匀性。也可以在热力学模型中将冷却体分成两个以上的区域。
一种实施方式规定，对温度信息的计算包括求解微分方程组，其中，微分方程组包括多个关联的具有常系数的非齐次线性一阶常微分方程。
这种微分方程组的一个例子是：
Ploss,1是温度为TN1的第一半桥的损耗功率。Ploss,2是温度为TN2的第二半桥的损耗功率。THSi是冷却体的第一区域的温度。THS是冷却体的第二区域的温度。TK是冷却流体的温度。ki1…ki9形成一热力学系数组。
一种实施方式规定，用于微分方程组的矩阵表示的系数矩阵是基于该热力学系数组确定的，其中，具有用于微分方程组的矩阵表示的非齐次向量是基于该热力学系数组、损耗功率数据和冷却流体温度确定的，其中，微分方程组是基于矩阵运算求解的。
这种矩阵表示的一个例子是：
综上所述，这个矩阵表示也可以表述为：
是温度的向量。/>是不均匀性即热源和散热部的向量。MGen是系数矩阵。
例如，可以基于矩阵乘法来求解微分方程组。特别地，矩阵运算可以包括相对于系数矩阵的矩阵指数。
替代或附加于对微分方程组的基于矩阵的求解，可以使用温度模拟方法，例如FEM模拟和/或迭代积分方法，特别是如果有足够高的计算能力来保持计算时间为尽可能短。
一种实施方式规定，该热力学系数组包括关于在逆变器的半导体结和逆变器的包围半导体结的壳体之间出现的温差与逆变器的半导体结的损耗功率的关系的系数，其中，温度信息与在逆变器半导体结处的温度有关。
逆变器壳体上的最高温度TJ例如可以计算如下：
TJ＝max(kJN·Ploss，1+TN1，kJN·Ploss，2+TN2)。
在这里，kJN是关于在逆变器的半导体结和逆变器的包围半导体结的壳体之间出现的温度差与逆变器的半导体结的损耗功率的关系的系数。
一种实施方式规定，对温度信息的计算包括对温度最大值予以时间定位，其中，根据对温度最大值的时间定位来调整对时间温度曲线的计算，其中，温度信息是基于时间温度曲线计算的。
通过这种方式，可以考虑到逆变器组件的与扫描结束时间点相比延迟的发热。这尤其可以根据在扫描结束时间点是否超过温度阈值来进行。温度最大值例如可以基于抛物线插值来定位。
一种实施方式规定，接收阈值数据，其中，还基于阈值数据和至少一个阈值比较来计算温度信息。
附加地，可以采用在不同的时间窗口中对平均扫描性能的监控。
一种实施方式规定，基于温度信息来计算与高压产生器的冷却暂停有关的时间信息，其中，提供时间信息。高压产生器的冷却暂停可以特别地被设计用于避免在医学成像检查期间高压产生器过热。时间信息例如可以包括时间间隔，特别是以倒计时的形式直到扫描的最早可能的开始时间点，和/或表明扫描的最早可能的开始时间点的时间。
一种实施方式规定，基于温度信息来计算与使用医学成像设备的医学成像检查的参数变化有关的参数变化信息，其中，提供参数变化信息。
用于医学成像检查的参数变化尤其可以被设计用来避免在医学成像检查期间高压产生器过热。参数变化信息例如可以包括相对于原始参数值的参数值变化和/或改变了的参数值。参数变化尤其可以涉及管电流、管电压、中间电路直流电压和/或扫描持续时间。参数变化信息尤其可以包括关于选择和/或改变用于医学成像检查的检查协议的建议。
特别是当仅借助冷却暂停无法防止过热时，可以采用参数更改。
本发明还涉及一种用于提供温度信息的负载计算机，该温度信息与用于医学成像设备的X射线管的高压产生器的逆变器模块有关，其中，该逆变器模块具有逆变器和冷却体，该负载计算机具有：
-损耗功率数据接收单元，用于接收与逆变器有关的损耗功率数据；
-系数接收单元，用于接收一热力学系数组，该热力学系数组与逆变器的由损耗功率引起的发热、从逆变器到冷却体的热传导以及从冷却体到冷却流体的热传递有关；
-冷却流体温度数据接收单元，用于接收与冷却流体有关的冷却流体温度数据；
-计算单元，用于基于损耗功率数据、该热力学系数组和冷却流体温度数据来计算温度信息；
-提供单元，用于提供温度信息。
本发明还涉及一种医学成像设备，其具有X射线管和根据本发明的负载计算机。
一种实施方式规定，医学成像设备是X射线设备、C形臂X射线设备或计算机断层扫描设备。
所描述的方法可以实现足够快地计算和提供温度信息，例如以便能够在用户界面上显示扫描许可或所需的等待时间，而没有明显的时间延迟。
高压产生器例如可以被设计用于、尤其是专用于相对小的功率，特别是直至90kW的功率。可以使用更便宜的、耐热性较低的组件，因为可以通过对温度曲线的精确预计算(模拟)充分利用现有的耐热性。
用于提供温度信息的方法尤其可以是计算机实现的方法。
本发明还涉及一种具有计算机程序的计算机程序产品，该计算机程序可直接加载到数据处理系统的存储单元中，该计算机程序带有程序部段，以便在由数据处理系统执行这些程序部段时实施根据本发明的方法的所有步骤。
计算机程序产品例如可以是计算机程序，或者除了计算机程序之外还可以包括至少一个附加的组成部分。计算机程序产品的该至少一个附加的组成部分可以设计成硬件和/或软件。
计算机程序产品例如可以具有存储介质和/或用于验证计算机程序产品的用户的密钥，尤其是加密狗的形式，在该存储介质上存储计算机程序产品的至少一部分。计算机程序产品和/或计算机程序例如可以具有云应用程序，其被设计为将计算机程序的各程序部段分发到云计算系统的不同处理单元，特别是不同的计算机，其中，这些处理单元中的每一个都被设计用来执行计算机程序的一个或多个程序部段。
本发明还涉及一种计算机可读存储介质，在其上存储可以由数据处理系统读取和执行的程序部段，以便在由数据处理系统执行程序部段时实施根据本发明的方法的所有步骤。
在计算机可读存储介质上例如可以存储根据在本申请中公开的实施方式之一的计算机程序产品和/或根据在本申请中公开的实施方式之一的计算机程序。计算机可读存储介质例如可以是记忆棒、硬盘或其他数据载体，该数据载体尤其可拆下地与数据处理系统连接或者可以永久地集成到数据处理系统中。计算机可读存储介质例如可以形成数据处理系统的存储系统的区域。
数据处理系统可以具有例如硬件形式的一个或多个组件和/或软件形式的一个或多个组件。数据处理系统例如可以至少部分地由云计算系统形成。数据处理系统例如可以是和/或具有云计算系统、计算机网络、计算机、平板计算机、智能手机等或其组合。
硬件例如可以与软件配合工作，和/或可通过软件进行配置。软件例如可以使用硬件来执行。硬件例如可以是存储系统、FPGA(现场可编程门阵列)系统、ASIC(专用集成电路)系统、微控制器系统、处理器系统及其组合。处理器系统例如可以具有一个微处理器和/或多个配合工作的微处理器。
该方法的步骤例如可以在处理器中特别是以计算的形式执行。
在数据处理系统的各组件之间的数据传输例如可以分别通过合适的数据传输接口进行。用于向和/或从数据处理系统的组件传输数据的数据传输接口可以至少部分地以软件的形式和/或至少部分地以硬件的形式来实现。数据传输接口例如可以被设计用于在存储系统的一个区域中存储数据和/或从该区域读取数据，其中，数据处理系统的一个或多个组件能够访问存储系统的该区域。
可以读取数据，特别是损耗功率数据、该热力学系数组和/或冷却流体温度数据，其方式例如为，接收携带数据的信号，和/或特别是从计算机可读存储介质读取数据。可以提供数据，特别是温度信息和/或时间信息，其方式例如为，传送携带数据的信号，和/或将数据写入计算机可读存储介质中和/或将数据显示在屏幕上。
特别地，可以基于管电流数据、管电压数据和中间电路直流电压数据计算出损耗功率数据，然后将其暂存在数据处理系统特别是负载计算机的缓存器中，它们可以从那里被损耗功率数据接收单元接收。
在本发明的范围内，关于本发明的不同实施方式和/或不同权利要求类别(方法、用途、装置、系统、布置等)描述的特征，可以组合成本发明的其他实施方式。例如，与装置有关的权利要求也可以使用结合方法描述或要求保护的特征来进一步改进，反之亦然。方法的功能特征在此可以通过相应地设计的相关组件来实现。除了本发明的在本申请中明确描述的实施方式之外，还可想到本发明的众多的其他的实施方式，本领域技术人员可以在不偏离本发明的由权利要求书限定的范围的情况下得到这些其他的实施方式。
附图说明
下面参考附图借助实施例来解释本发明。附图中的视图是示意性的、大大简化的并且不一定按比例绘制。
图1示出了高压产生器和X射线管的示意图；
图2示出了逆变器模块的示意图；
图3示出了具有由负载计算机计算的温度曲线的曲线图；
图4示出了具有X射线管和负载计算机的医学成像设备；
图5示出了用于提供温度信息的方法的流程图；
图6示出了用于提供温度信息的方法的流程图；
图7示出了用于提供温度信息的负载计算机；
图8示出了用于提供温度信息的负载计算机。
具体实施方式
图1示出了高压产生器G和X射线管46的示意图。
高压产生器G具有电源接头G0、电源输入电路G1、逆变器模块NG、变压器G2、整流器G3和用于X射线管46的高压接头G4。高压产生器G还具有数据传输接口G8和G9，例如用于接收控制数据和/或用于发送运行数据和/或测量数据。
图2示出了逆变器模块NG的示意图。逆变器模块NG具有逆变器N和冷却体K。逆变器N具有第一半桥N1和第二半桥N2。第一半桥N1具有第一半导体结N11和第二半导体结N12。第二半桥N2具有第一半导体结N21和第二半导体结N22。在逆变器模块NG的组件之间的热流由箭头表示。冷却体K具有第一区域HSi和第二区域HS，其中，热量从第一区域HSi传递到第二区域HS，并且从第二区域HS传递到冷却流体F。例如，冷却流体F可以是冷却空气。
图3示出了具有由负载计算机为逆变器模块NG的各个组件或区域计算的温度曲线的曲线图。该计算基于130kV的管电压、150mA的管电流、100秒的扫描时间和712V的中间电路直流电压。在X轴上绘出以秒为单位的时间。在Y轴上绘出以℃为单位的温度。
对温度信息TI的计算M4是基于冷却体K的热力学模型，根据该模型，冷却体K具有第一区域HSi和第二区域HS，其中，该热力学系数组与从逆变器N到冷却体K的热传导和从冷却体K到冷却流体F的热传递有关，其方式为，该热力学系数组与从逆变器N到冷却体K的第一区域HSi的热传导、从冷却体K的第一区域HSi到冷却体K的第二区域HS的热传导、以及从冷却体K的第二区域HS到冷却流体F的热传递有关。
THSi是冷却体K的第一区域HSi的温度曲线。THS是冷却体K的第二区域HS的温度曲线。TN1是第一半桥N1的温度曲线。TN2是第二半桥N2的温度曲线。TJ是由半导体结N11、N12、N21和N22的温度组成的一组温度中各自最高温度的历史。
图4以计算机断层扫描设备为例示出了具有X射线管46和负载计算机3的医学成像设备1。医学成像设备1具有台架20、病床10和数据处理系统30。台架20具有支撑框架21、倾斜框架22、旋转框架24以及隧道状开口9。旋转框架24具有用于产生X射线47的X射线管46和用于检测X射线47的X射线探测器48。
病床10具有床座11及床板12，床板12安置成可相对于床座11沿床板12的纵向方向移动，以使躺在床板12上的患者13能够进入到隧道形开口9中，以便在位于隧道形开口9中的图像数据获取区域4中，可以发生患者的待检查区域与X射线47的相互作用。
数据处理系统30具有处理器31、存储单元33和数据传输接口32，它们共同构成负载计算机3。数据处理系统30例如可以设计成计算机的形式。医学成像设备1还具有输入单元38和屏幕形式的输出单元39。输入单元38和输出单元39形成图形用户界面GUI，其中例如可以显示温度信息TI，和/或例如可以将用于控制医疗设备、特别是负载计算机3的用户输入内容输入到其中。
图5示出了用于提供温度信息TI的方法的流程图，该温度信息与用于医学成像设备1的X射线管46的高压产生器G的逆变器模块NG有关，其中，逆变器模块NG具有逆变器N和冷却体K，该方法包括：
-接收M1与逆变器N相关的损耗功率数据；
-接收M2一热力学系数组，该热力学系数组与逆变器N的由损耗功率引起的发热、从逆变器N到冷却体K的热传导以及从冷却体K到冷却流体F的热传递有关；
-接收M3与冷却流体F有关的冷却流体温度数据；
-基于损耗功率数据、该热力学系数组和冷却流体温度数据，计算M4温度信息TI；
-提供M5温度信息TI。
图6示出了用于提供温度信息TI的方法的流程图，还包括：
-接收M11与X射线管46的管电流有关的管电流数据；
-接收M12与X射线管46的管电压有关的管电压数据；
-接收M13与逆变器N的中间电路直流电压有关的中间电路直流电压数据；
-其中，损耗功率数据是基于管电流数据、管电压数据和中间电路直流电压数据算得的。
图7示出了用于提供温度信息TI的负载计算机3，该温度信息与用于医学成像设备1的X射线管46的高压产生器G的逆变器模块NG有关，其中，逆变器模块NG具有逆变器N和冷却体K，负载计算机3具有：
-损耗功率数据接收单元E1，用于接收M1与逆变器N有关的损耗功率数据；
-系数接收单元E2，用于接收M2一热力学系数组，该热力学系数组与逆变器N的由损耗功率引起的发热、从逆变器N到冷却体K的热传导以及从冷却体K到冷却流体F的热传递有关；
-冷却流体温度数据接收单元E3，用于接收M3与冷却流体F有关的冷却流体温度数据；
-计算单元E4，用于基于损耗功率数据、该热力学系数组和冷却流体温度数据来计算M4温度信息TI；
-提供单元E5，用于提供M5温度信息TI。
图8示出负载计算机3，进一步包括：
-管电流数据接收单元E11，用于接收M11与X射线管46的管电流有关的管电流数据；
-管电压数据接收单元E12，用于接收M12与X射线管46的管电压相关的管电压数据；
-中间电路直流电压数据接收单元E13，用于接收M13与逆变器N的中间电路直流电压有关的中间电路直流电压数据；
-其中，损耗功率数据是基于管电流数据、管电压数据和中间电路直流电压数据算得的。
Claims (16)
1.一种用于提供温度信息(TI)的方法，所述温度信息与用于一个医学成像设备(1)的一个X射线管(46)的一个高压产生器(G)的一个逆变器模块(NG)有关，其中，所述逆变器模块(NG)具有一个逆变器(N)和一个冷却体(K)，所述方法包括：
-接收(M1)与所述逆变器(N)有关的损耗功率数据；
-接收(M2)一热力学系数组，所述热力学系数组与所述逆变器(N)的由损耗功率引起的发热、从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的热传导以及从所述冷却体(K)到一种冷却流体(F)的热传递有关；
-接收(M3)与所述冷却流体(F)有关的冷却流体温度数据；
-基于所述损耗功率数据、所述热力学系数组和所述冷却流体温度数据，计算(M4)所述温度信息(TI)；
-提供(M5)所述温度信息(TI)。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
-接收(M11)与所述X射线管(46)的管电流有关的管电流数据；
-接收(M12)与所述X射线管(46)的管电压有关的管电压数据；
-接收(M13)与所述逆变器(N)的中间电路直流电压有关的中间电路直流电压数据；
-其中，所述损耗功率数据是基于所述管电流数据、所述管电压数据和所述中间电路直流电压数据算得的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，所述热力学系数组基于模拟和/或测量。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，所述逆变器(N)具有第一半桥(N1)和第二半桥(N2)；
-其中，所述损耗功率数据包括与所述第一半桥(N1)有关的第一损耗功率数据和与所述第二半桥(N2)有关的第二损耗功率数据；
-其中，所述热力学系数组包括与所述第一半桥(N1)的基于损耗功率的发热有关的系数；
-其中，所述热力学系数组包括与所述第二半桥(N2)的基于损耗功率的发热有关的系数。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，对所述温度信息(TI)的所述计算(M4)基于所述冷却体(K)的热力学模型，根据所述热力学模型，所述冷却体(K)具有第一区域(HSi)和第二区域(HS)；
-其中，所述热力学系数组与从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的热传导和从所述冷却体(K)到一种冷却流体(F)的热传递有关，其方式为，所述热力学系数组与从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的所述第一区域(HSi)的热传导、从所述冷却体(K)的所述第一区域(HSi)到所述冷却体(K)的所述第二区域(HS)的热传导、以及从所述冷却体(K)的所述第二区域(HS)到一种冷却流体(F)的热传递有关。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，对所述温度信息(TI)的计算(M4)包括求解一个微分方程组，其中，所述微分方程组包括多个关联的具有常系数的非齐次线性一阶常微分方程。
7.根据权利要求6所述的方法，
-其中，基于所述热力学系数组，确定用于所述微分方程组的矩阵表示的系数矩阵；
-其中，基于所述热力学系数组、所述损耗功率数据和所述冷却流体温度，确定用于所述微分方程组的矩阵表示的非齐次向量；
-基于，基于矩阵运算求解所述微分方程组。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，所述热力学系数组包括关于在所述逆变器(N)的一个半导体结和所述逆变器(N)的包围所述半导体结的壳体之间出现的温差与所述逆变器(N)的所述半导体结的损耗功率的关系的系数；
-其中，所述温度信息(TI)与在所述逆变器(N)的所述半导体结处的温度有关。
9.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，对所述温度信息(TI)的计算(M4)包括对温度最大值的时间定位；
-其中，根据对所述温度最大值的时间定位来调整对时间温度曲线的计算；
-其中，所述温度信息(TI)是基于所述时间温度曲线计算的。
10.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，接收阈值数据；
-其中，还基于所述阈值数据和至少一个阈值比较来计算所述温度信息(TI)。
11.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，基于所述温度信息(TI)来计算与所述高压产生器(G)的冷却暂停有关的时间信息；
-其中，提供所述时间信息。
12.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中，基于所述温度信息(TI)来计算与使用所述医学成像设备(1)的医学成像检查的参数变化有关的参数变化信息；
-其中，提供所述参数变化信息。
13.一种用于提供温度信息(TI)的负载计算机(3)，所述温度信息与用于一个医学成像设备(1)的一个X射线管(46)的一个高压产生器(G)的一个逆变器模块(NG)有关，其中，所述逆变器模块(NG)具有一个逆变器(N)和一个冷却体(K)，所述负载计算机(3)具有：
-一个损耗功率数据接收单元(E1)，用于接收(M1)与所述逆变器(N)有关的损耗功率数据；
-一个系数接收单元(E2)，用于接收(M2)一热力学系数组，所述热力学系数组与所述逆变器(N)的由损耗功率引起的发热、从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的热传导以及从所述冷却体(K)到一种冷却流体(F)的热传递有关；
-一个冷却流体温度数据接收单元(E3)，用于接收(M3)与所述冷却流体(F)有关的冷却流体温度数据；
-一个计算单元(E4)，用于基于所述损耗功率数据、所述热力学系数组和所述冷却流体温度数据来计算(M4)所述温度信息(TI)；
-一个提供单元(E5)，用于提供(M5)所述温度信息(TI)。
14.一种医学成像设备(1)，具有一个X射线管(46)和一个根据权利要求13所述的负载计算机(3)。
15.根据权利要求14所述的医学成像装置(1)，
-其中，所述医学成像设备(1)是一个X射线设备、一个C形臂X射线设备或一个计算机断层扫描设备。
16.一种计算机可读存储介质，在其上存储可由一种数据处理系统(30)读取和执行的计算机程序，以便在由所述数据处理系统(3)执行所述计算机程序时实施根据权利要求1至12中任一项所述的方法的所有步骤。
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101765290A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-06-30 | 芜湖国睿兆伏电子股份有限公司 | 一种用于x射线机的高压发生器及其控制方法 |
| CN101896032A (zh) * | 2003-12-02 | 2010-11-24 | Ge医疗系统环球技术有限公司 | 用于计算机断层电子设备热处理的方法和设备 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004220955A (ja) * | 2003-01-16 | 2004-08-05 | Hitachi Medical Corp | Ｘ線高電圧装置 |
| DE102005042088B4 (de) | 2005-09-05 | 2008-03-20 | Siemens Ag | Lastrechner mit einem Programm zur Durchführung eines Verfahrens zur Simulation einer thermischen Belastung einer Röntgeneinrichtung und Röntgeneinrichtung |
| DE102006037971B3 (de) | 2006-08-14 | 2007-11-22 | Siemens Ag | Verfahren zur Beschränkung einer von einer Vorrichtung bei deren Betrieb tatsächlich aufgenommenen oder abgegebenen Istleistung, Lastrechner, Computerprogramm und Speichermedium mit dem Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens |
| JP5617211B2 (ja) * | 2008-11-04 | 2014-11-05 | 富士電機株式会社 | インバータ装置の冷却能力測定方法 |
| JP6858648B2 (ja) * | 2017-06-01 | 2021-04-14 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | Ｘ線高電圧装置、ｘ線撮影装置、及び判定回路 |
| DE202018002830U1 (de) | 2018-06-14 | 2018-10-01 | Siemens Healthcare Gmbh | Röntgengenerator |
| CN111024260B (zh) * | 2018-10-09 | 2021-08-17 | 上海汽车集团股份有限公司 | 一种功率半导体器件热点温度估计方法和装置 |
| DE102018217886A1 (de) * | 2018-10-18 | 2020-04-23 | Siemens Healthcare Gmbh | Bereitstellen eines medizinischen Bilddatensatzes eines Patienten mittels einer Röntgenröhre eines Computertomographiesystems |
| DE102020204515B3 (de) * | 2020-04-07 | 2021-05-27 | Siemens Healthcare Gmbh | Automatisiertes Ermitteln eines Röntgenröhrenstromprofils |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101896032A (zh) * | 2003-12-02 | 2010-11-24 | Ge医疗系统环球技术有限公司 | 用于计算机断层电子设备热处理的方法和设备 |
| CN101765290A (zh) * | 2009-12-07 | 2010-06-30 | 芜湖国睿兆伏电子股份有限公司 | 一种用于x射线机的高压发生器及其控制方法 |
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