CN116919437A - 成像设备、分液冷却装置及其布局方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种成像设备、分液冷却装置及其布局方法。该分液冷却装置包括：进液组件，包括主进液管道、多个连接件以及副进液管道，主进液管道具有用于连接深冷器的第一进液管，副进液管道具第二进液管，多个第二进液管沿副进液管道的延伸方向间隔且非均匀分布，多个连接件连通主进液管道与副进液管道；多个连接件沿主进液管道的延伸方向非均匀分布；回液组件，回液组件包括回液管道以及与回液管道连通的回液进管以及回液出管，回液进管用于连接至成像设备的探测器的冷却管的输出端。以减小主进液管道的沿程压力损失以及重力对分液均匀性的影响，保使得进入探测器冷却管的冷却液流量一致，保证探测器工作温度一致，减小成像设备的成像噪声。

Description

成像设备、分液冷却装置及其布局方法

本申请是申请日为2020年09月09日、申请号为202010939987.9、专利名称为成像设备、分液冷却装置及其布局方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及医用设备技术领域，特别是涉及一种成像设备、分液冷却装置及其布局方法。

背景技术

核医学是采用核技术来诊断、治疗和研究疾病的一门新兴学科。它是核技术、电子技术、计算机技术、化学、物理和生物学等现代科学技术与医学相结合的产物，其又称原子医学，是指由加速器产生的射线束或放射性同位素产生的核辐射在医学上的应用。在医疗上，放射性同位素及核辐射可以用于诊断、治疗和医学科学研究；70年代以来由于单光子发射计算机断层、正电子发射计算机断层技术的发展以及放射性药物的创新和开发，使核医学显像技术取得突破性进展。

正电子发射型计算机断层显像(Positron Emission Computed Tomography，简称PET)，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术，特别适用于没有发生形态学改变的早期疾病、亚临床病变诊断以及评价治疗效果。目前，PET在肿瘤、冠心病和脑部疾病这三大类疾病的诊疗中尤其显示出重要的价值。

PET探测器作为PET中的核心部件，能够检测到发至受体的由放射性同位素产生的射线，并通过闪烁体将其转化为光信号，而后再通过光电倍增管将光信号转化为电信号并进行放大，最后得到放射性同位素在体内分布的密度图像，从而反映出脏器和机体组织的形态，并提供有关脏器功能及相关的生理、生化信息。在PET中多个探测器一般采用环形布置，且温度对探测器性能影响相当显著，当探测器工作温度高或者多探测器温度梯度过大时，将会导致探测器响应不一致，降低信噪比，影响图像成像质量，进而影响诊断结果，所以需要对探测器进行温度控制。

目前，对探测器冷却比较通用的方式为风冷、液体冷却或者二者的组合等等。比如，对探测器采用水冷时，通常采用单根环形圆管为输水管道且并联多个回液出管。但是由于该环形管道工作状态为竖直放置，所以导致该方式分水均匀性效果较差，即进水量确定的情况下多个通路出水量相差较大；也有采用进水管路内置于回水管路的双层壁结构形式的分水器，但此方式需要在每一个分水器通路上面安装温度和流量控制器，尤其需要考虑到流量控制器的分辨率问题，如果是分辨率较低，则难以控制各通路的流量均匀性；如果分辨率较高，则多通路所需的成本较高；且工作温度越低，其所需的流量控制器分辨率越高。风冷很难在室温情况下将探测器的温度控制低水平范围内，而且容易产生噪声。

所以通过深冷机控制的液体冷却(如水等)适用性更强，通过控制流过探测器的流量即可达到控制探测器工作温度的目的。考虑到多个探测器往往环形布置在垂直于水平面的圆周上，当流体到达不同探测器时会受到重力以及管路沿程压力损失的影响，从而导致相同时间内流过不同探测器的流量存在差异，进而导致探测器工作温度不一致，很难满足现代医学对高精度图像质量的需求。

发明内容

基于此，有必要针对目前管路存在沿程压力损失以及液体重力影响导致的探测器工作温度不一致问题，提供一种能够保证各探测器温度基本一致的成像设备、分液冷却装置及其布局方法。

上述目的通过下述技术方案实现：

一种分液冷却装置，用于向成像设备的探测器的冷却管输送冷却液，所述分液冷却装置包括：

进液组件，包括主进液管道、多个连接件以及副进液管道，所述主进液管道具有用于连接深冷器的第一进液管，所述副进液管道具有用于连接所述成像设备的探测器的冷却管的输入端的第二进液管，多个所述第二进液管沿所述副进液管道的延伸方向间隔且非均匀分布，多个所述连接件连通所述主进液管道与所述副进液管道，用于将所述主进液管道中的冷却液分流输送至所述副进液管道；多个所述连接件沿所述主进液管道的延伸方向非均匀分布；

回液组件，所述回液组件包括回液管道以及与所述回液管道连通的回液进管以及回液出管，所述回液进管用于连接至所述成像设备的探测器的冷却管的输出端，所述回液出管用于连接至所述深冷器。

在本申请的一实施例中，所述进液组件还包括连接端盖，所述连接端盖盖设于所述主进液管道与所述副进液管道，所述主进液管道与所述连接端盖围设成主进液腔，所述副进液管道与所述连接端盖围设成副进液腔。

在本申请的一实施例中，所述连接件包括连接孔，多个所述连接孔沿所述主进液管道的延伸方向间隔设置，并连通所述主进液腔与所述副进液腔。

在本申请的一实施例中，所述连接件包括连接管，所述主进液管道与所述副进液管道独立设置，多个所述连接管沿所述主进液管道的延伸方向间隔设置，并连接分别连通所述主进液管道与所述副进液管道。

在本申请的一实施例中，所述连接件中设置调节阀，所述调节阀用于调节所述连接件中冷却液的流量。

在本申请的一实施例中，多个所述连接件非均匀分布时，所述连接件非均匀分布形式根据各所述第二进液管中冷却液的波动情况设置。

在本申请的一实施例中，所述主进液管道位于所述副进液管道的径向内侧或径向外侧；

或者，所述主进液管道位于所述副进液管道的内部；

或者，所述副进液管道位于所述主进液管道的内部；

或者，所述主进液管道与所述副进液管道沿轴向方向间隔设置。

一种分液冷却装置的布局方法，应用于如上述任一技术特征所述的分液冷却装置；所述布局方法包括如下步骤：

根据探测器的数量确定第二进液管以及连接件的数量；

将各所述连接件均匀分布于主进液管道；

利用均匀分布的各所述连接件作为初始模型进行流体动力学仿真；

获取副进液管道中各所述第二进液管的冷却液流动时的波动情况；

根据所述第二进液管中冷却液的流量情况增减所述连接件。

在本申请的一实施例中，所述根据所述第二进液管中冷却液的流量情况增减所述连接件包括如下步骤：

当所述第二进液管中冷却液的流量较大时，减少对应所述第二进液管的所述连接件；

当所述第二进液管中冷却液的较小时，在所述第二进液管的对应位置增加所述连接件。

一种成像设备，包括探测装置、冷却管组以及如上述任一技术特征所述的分液冷却装置；

所述探测装置包括多个探测器，所述冷却管组包括多个探测器冷却管，每一所述探测器冷却管围设于对应的所述探测器的周侧。

采用上述技术方案后，本申请至少具有如下技术效果：

本发明的成像设备、分液冷却装置及其布局方法，进液组件连接深冷器与冷却管，深冷器将冷却液输送至进液组件后，经第一进液管进入主进液管道，并经连接件分流输送至副进液管道中，经副进液管道输送至冷却管中，冷却管中吸热后的冷却液进入回液管道，并返回至深冷器，实现冷却液的循环冷却。通过增加与主进液管道连通的副进液管道后，冷却液在进入主进液管道时可以通过非均匀的连接件先进入副进液管道，有效的解决管路存在沿程压力损失以及液体重力影响导致的探测器工作温度不一致问题，缓解主进液管道中的进液压力差，减小主进液管道的沿程压力损失以及重力对分液均匀性的影响，保证各第二进液管流速基本一致，使得进入冷却管的冷却液流量一致，保证待冷却装置的工作温度一致，减小成像设备的成像噪声。

附图说明

图1为本发明一实施例的分液冷却装置的主视图；

图2为图1所示的分液冷却装置的侧视图；

图3为图1所示的分液冷却装置的局部放大图；

图4为图1所示的分液冷却装置中主进液管道剖开后的示意图；

图5为图1所示的分液冷却装置在回液组件处的放大图；

图6为图3所示的分液冷却装置中主进液管道与副进液管道连接处的放大图；

图7为本发明另一实施例的分液冷却装置的主视图；

图8为图7所示的分液冷却装置的侧视图；

图9为图7所示的分液冷却装置的局部放大图；

图10为分液冷却装置中连接管管均匀分布时的第二进液管中冷却液流量模拟图；

图11为分液冷却装置采用34个第二进液管的示意图，其中在12号和13号第二进液管之间增加连接管；

图12为图11所示的分液冷却装置的仿真模拟图；

图13为图11所示的分液冷却装置在22号和23号第二进液管之间增加连接管；

图14为图13所示的分液冷却装置的仿真模拟图；

图15为图13所示的分液冷却装置在多个第二进液管之间增加连接管；

图16为图15所示的分液冷却装置的仿真模拟图。

其中：100、分液冷却装置；110、进液组件；111、主进液管道；1111、第一进液管；1112、主进液腔；1113、第一配合部；112、副进液管道；1121、第二进液管；1122、副进液腔；1123、第三配合部；113、连接件；114、连接端盖；1141、第二配合部；1142、第四配合部；120、回液组件；121、回液管道；122、回液进管；123、回液出管。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

参见图1至图3、图7至图9，本发明提供一种分液冷却装置100。该分液冷却装置100用于向待冷却装置的冷却管输送冷却液，以使冷却管对待冷却装置进行冷却。值得说明的是，待冷却装置包括但不限于成像设备的探测器，还可以为其他需要冷却的部件。本实施例中，仅以待冷却装置为成像设备的探测器为例进行说明，分液冷却装置100将冷却液输送至探测器冷却管中，以实现对成像设备的探测器进行冷却。当然，待冷却装置为其他需要冷却的部件时，其冷却原理与探测器的冷却原理实质相同，在此不一一赘述。

本发明的分液冷却装置100连接探测器冷却管的两端，分液冷却装置100向探测器冷却管输送冷却液，通过探测器冷却管中的冷却液对成像设备的探测器进行冷却，吸热后探测器冷却管路中的冷却液流入分液冷却装置100中。

可以理解的，分液冷却装置100与深冷器连接，通过深冷器冷却吸热后的冷却液。深冷器用于降低冷却液的温度，实现冷却液的冷却。当然，在本发明的其他实施方式中，深冷器还可采用其他类型的冷却设备。具体的，深冷器将冷却后的冷却液输送至分液冷却装置100中，以对探测器进行冷却，吸热后的冷却液再由分液冷却装置100处理，进行冷却。如此往复实现冷却液的循环利用，节约资源，提高利用率，降低成本。可选地，冷却液可以为水或冷媒等冷却介质。

目前的探测器采用风冷冷却时存在噪音，采用水冷冷却时存在沿程压力损失，导致流经各探测器的流量不均，进而导致各探测器的工作温度不一致，影响图像的成像质量。为此，本发明提供一种分液冷却装置100，该分液冷却装置100能够缓解沿程压力损失以及液体重力影响，使得各探测器对应的探测器冷却管路的冷却液的流量相一致，保证各个探测器的温度均衡，提高图像的成像精度。以下详细介绍分液冷却装置100的具体结构。

参见图1至图3、图7至图9，在一实施例中，分液冷却装置100包括进液组件110以及回液组件120。进液组件110包括主进液管道111、连接件113以及副进液管道112，主进液管道111具有可用于连接深冷器的第一进液管1111，副进液管道112具有连接探测器冷却管的输入端的第二进液管1121，连接件113连通主进液管道111与副进液管道112，用于将主进液管道111中的冷却液分流输送至副进液管道112。回液组件120包括回液管道121以及与回液管道121连通的回液进管122以及回液出管123，回液进管122可用于连接至探测器冷却管的输出端，回液出管123可用于连接至深冷器。

进液组件110用于向探测器冷却管输送用于冷却探测器的冷却液。进液组件110连接深冷器与探测器冷却管。深冷器冷却后的冷却液进入到进液组件110中，经进液组件110分流输送至各个探测器冷却管中，通过探测器冷却管对对应的探测器进行冷却，以降低探测器的温度。

具体的，进液组件110包括主进液管道111、副进液管道112以及连接主进液管道111与副进液管道112的连接件113。通过连接件113连通主进液管道111与副进液管道112，使得主进液管道111中的冷却液可以进入到副进液管道112中。主进液管道111具有第一进液管1111，副进液管道112具有第二进液管1121，第一进液管1111与深冷器连接，用于将深冷器的冷却液引入主进液管道111中，第二进液管1121与探测器冷却管的输入端连接，用于向探测器冷却管输入冷却液。

可以理解的，主进液管道111具有主进液腔1112，副进液管道112具有副进液腔1122，主进液腔1112与副进液腔1122通过连接件113连通。深冷器中的冷却液经第一进液管1111进入到主进液管道111的主进液腔1112中，主进液腔1112中的冷却液通过连接件113进入到副进液管道112的副进液腔1122中，并通过第二进液管1121进入到探测器冷却管中，实现冷却液的输送。

值得说明的是，由于第一进液管1111与深冷器连接输入冷却液时，冷却液的流速快、压力高，会存在沿程压力损失。在增加与主进液管道111连通的副进液管道112后，冷却液在流入主进液管道111后，会通过连接件113进入副进液管道112，在副进液管道112的副进液腔1122中形成冷却液流动，从而缓解了主进液管道111内压力差导致进入探测器冷却管中冷却液流量不一致的问题，使得进液组件110中的冷却液可以基本均匀的进入到探测器冷却管中。

示例性地，副进液管道112的数量为一个，通过一个副进液管道112直接将主进液管道111中的冷却液输送至探测器冷却管中。当然，在本发明的其他实施方式中，副进液管道112的数量也可为至少两个，至少两个副进液管道112逐级连通，主进液管道111中的冷却液顺次进入各级副进液管道112中，再输送至探测器冷却管中。

回液组件120用于回收探测器冷却管中冷却后的冷却液。回液组件120连接探测器冷却管与输出端。探测器冷却管冷却探测器后的冷却液可以流动至回流组件中，再由回流组件进入到深冷器中。具体的，回流组件具有与探测器冷却管的输出端连接的回液进管122、具有回液进管122的回液管道121以及设置于回液管道121上的回液出管123。回液进管122连接深冷器。探测器冷却管中的冷却液经回液进管122进入回液管道121中，再通过回液出管123回流至深冷器中。如此往复实现冷却液的循环冷却。

上述实施例的分液冷却装置100，通过增加与主进液管道111连通的副进液管道112后，冷却液在进入主进液管道111是可以先进入副进液管道112，有效的解决管路存在沿程压力损失以及液体重力影响导致的探测器工作温度不一致问题，缓解主进液管道111中的进液压力差以及重力对分液均匀性的影响，减小主进液管道111的沿程压力损失，保证各第二进液管1121流速基本一致，使得进入探测器冷却管的冷却液流量一致，保证探测器工作温度一致，减小成像设备的成像噪声，保证探测器的成像质量。并配合回液组件120实现冷却液回流至深冷器中，实现冷却液的重复循环使用。

参见图1至图3、图7至图9在一实施例中，第一进液管1111的数量为多个，多个第一进液管1111沿主进液管道111的延伸方向间隔设置。多个第一进液管1111可以提高冷却液进入主进液管道111的流量，进而保证冷却液可以快速经主进液管道111及副进液管道112进入到探测器冷却管中。可以理解的，第一进液管111的数量可以由深冷器的输出端口的数量决定。示例性地，第一进液管1111的数量为两个，两个第一进液管1111分别连接至深冷器。

可选地，两个第一进液管1111相互靠近设置，如图4所示。这样，两个第一进液管1111可以采用同一个深冷器提供冷却液，降低成本，同时还能减小整机体积。当然，在本发明的其他实施方式中，两个第一进液管1111也可相互远离设置，比如对称设置，或者不对称时距离较远。这样，两个第一进液管1111分别接到一个深冷器，可以保证冷却液均匀进入到主进液管道111中，保证流量均匀。当然，在本发明的其他实施方式中，第一进液管1111的数量还可为三个甚至更多个，可以适当增加深冷器的数量或者输出端口。

在一实施例中，回液出管123的数量为多个，多个回液出管123沿回液管道121的延伸方向间隔设置。多个回液出管123可以提高冷却液流出回液管道121的流量，进而保证冷却液可以快速回流至深冷器中，提高冷却效率。可以理解的，回液出管123的数量可以由深冷器的输入端口的数量决定。示例性地，回液出管123的数量为两个，两个回液出管123分别连接至深冷器。

可选地，两个回液出管123相互靠近设置，如图5所示。这样，两个回液出管123可以向同一个深冷器输送冷却液，降低成本，同时还能减小整机体积。当然，在本发明的其他实施方式中，两个回液出管123也可相互远离设置，比如对称设置，或者不对称时距离较远。这样，两个回液出管123分别接到一个深冷器，可以保证冷却液均匀进入到深冷器中，保证流量均匀。当然，在本发明的其他实施方式中，回液出管123的数量还可为三个甚至更多个，可以适当增加深冷器的数量或者输入端口。

参见图1至图3、图7至图9，在一实施例中，主进液管道111的形状为圆形，这样方便主进液管道111成型加工。主进液管道111的延伸方式即为主进液管道111的周向方向。当然，在本发明的其他实施方式中，主进液管道111还可以呈方形或者其他形状设置。相应的主进液管道111的延伸方向即为方形或者其他形状的周侧的长度方形。无论对于哪种形状而言，主进液管道111的轴向方向仅为主进液管道111的中轴线方向。本实施例中，仅以主进液管道111为圆形进行说明。

在一实施例中，副进液管道112的形状为圆形，这样方便副进液管道112成型加工。副进液管道112的延伸方式即为副进液管道112的周向方向。当然，在本发明的其他实施方式中，副进液管道112还可以呈方形或者其他形状设置。相应的副进液管道112的延伸方向即为方形或者其他形状的周侧的长度方向。无论对于哪种形状而言，副进液管道112的轴向方向仅为副进液管道112的中轴线方向。本实施例中，仅以副进液管道112为圆形进行说明。

在一实施例中，回液管道121的形状为圆形，这样方便回液管道121成型加工。回液管道121的延伸方式即为回液管道121的周向方向。当然，在本发明的其他实施方式中，回液管道121还可以呈方形或者其他形状设置。相应的回液管道121的延伸方向即为方形或者其他形状的周侧的长度方向。无论对于哪种形状而言，回液管道121的轴向方向仅为回液管道121的中轴线方向。本实施例中，仅以回液管道121为圆形进行说明。

在一实施例中，第二进液管1121的数量为多个，多个第二进液管1121沿副进液管道112的延伸方向间隔且均匀或非均匀分布。第二进液管1121的数量等于探测器冷却管的数量，每一第二进液管1121连接一个探测器冷却管，通过第二进液管1121向对应的探测器冷却管输送冷却液，以冷却对应的探测器。

可选地，第二进液管1121可以沿副进液管道112的延伸方式均匀分布。也就是说，第二进液管1121沿副进液管道112的周向方向均匀分布。当然，第二进液管1121可以沿副进液管道112的延伸方向非均匀分布。可以在出厂时设置非均匀分别的多个第二进液管1121；也可以对均匀分布的第二进液管1121进行改造，可以在第二进液管1121中设置流量阀，通过流量阀调节第二进液管1121中冷却液的流量，达到非均匀的效果。

在一实施例中，回液进管122的数量为多个，多个回液进管122沿回液管道121的延伸方向间隔且均匀或非均匀分布。也就是说，回液进管122沿回液管道121的周向方向均匀分布。当然，回液进管122可以沿回液管道121的延伸方向非均匀分布。可以在出厂时设置非均匀分布的多个回液进管122；也可以对均匀分布的回液进管122进行改造，可以在回液进管122中设置流量阀，通过流量阀调节回液进管122中冷却液的流量，达到非均匀的效果。

参见图1至图6，在一实施例中，进液组件110还包括连接端盖114，连接端盖114盖设于主进液管道111与副进液管道112，主进液管道111与连接端盖114围设成主进液腔1112，副进液管道112与连接端盖114围设成副进液腔1122。连接件113包括连接孔，多个连接孔沿主进液管道111的延伸方向间隔设置，并连通主进液腔1112与副进液腔1122。

主进液管道111为开放的腔体，副进液管道112也为开放的腔体，连接端盖114连接主进液管道111与副进液管道112后，可以形成封闭的主进液腔1112与副进液腔1122。也就是说，主进液管道111具有半个腔体，连接端盖114具有半个腔体，主进液管道111与副进液管道112连接后，两个为半个的腔体对合形成完整的腔体即为主进液腔1112。副进液腔1122同理设置，在此不一一赘述。连接端盖114的形状与主进液管道111、副进液管道112的形状相一致，保证连接处的密封效果。

连接件113为设置于连接端盖114的连接孔，多个连接孔沿主进液管道111的周向方向间隔设置。各连接孔贯通连接件113设置，以连通主进液腔1112与副进液腔1122。这样，主进液腔1112中的冷却液可以经连接孔进入到副进液管道112中。由于主进液管道111中冷却液的流量是一定的，通过副进液管道112内部形成流动，并依靠连接孔可以将第二进液管1121输出的冷却液流量控制在一定偏差内，保证进入各个探测器冷却管的流量基本一致，从而保证各个探测器的工作温度近似相同，进而保证图像的成像精度。

参见图6，在一实施例中，主进液管道111的端面具有对称设置于主进液腔1112两侧的第一配合部1113，连接端盖114的端面具有与至少一个第一配合部1113配合的第二配合部1141，第一配合部1113与第二配合部1141配合，以密封主进液管道111与连接端盖114的连接处。主进液管道111与连接端盖114连接时，第一配合部1113与第二配合部1141对接连接，可以提高主进液管道111与连接端盖114处的密封效果，避免冷却液泄漏，保证使用的安全性。可选地，主进液腔1112每侧的第一配合部1113的数量相等，且为至少一个，第二配合部1141的数量等于第一配合部1113的数量，并对应第一配合部1113设置。

可选地，第一配合部1113与第二配合部1141为凸起与凹槽的配合。通过凸起与凹槽的配合可以形成迷宫式密封结构，避免冷却液的泄漏。可选地，可以第一配合部1113为凹槽，第二配合部1141为凸起；当然，也可第一配合部1113为凹槽，第二配合部1141为凸起。可选地，凸起与凹槽的截面形状可以为方形、三角形、多边形或弧形等等。可选地，当每侧第一配合部1113与第二配合部1141的数量为至少两个时，至少两个第一配合部1113沿径向方形间隔设置，第二配合部1141与第一配合部1113的位置相匹配。

在一实施例中，副进液管道112的端面具有对称设置于副进液腔1122两侧的第三配合部1123，连接端盖114的端面具有与至少一个第三配合部1123配合的第四配合部1142，第三配合部1123与第四配合部1142配合，以密封副进液管道112与连接端盖114的连接处。副进液管道112与连接端盖114连接时，第三配合部1123与第四配合部1142对接连接，可以提高副进液管道112与连接端盖114处的密封效果，避免冷却液泄漏，保证使用的安全性。可选地，副进液腔1122每侧的第三配合部1123的数量相等，且为至少一个，第四配合部1142的数量等第三配合部1123的数量，并对应第三配合部1123设置。

可选地，第三配合部1123与第四配合部1142为凸起与凹槽的配合。通过凸起与凹槽的配合可以形成迷宫式密封结构，避免冷却液的泄漏。可选地，可以第三配合部1123为凹槽，第四配合部1142为凸起；当然，也可第三配合部1123为凹槽，第四配合部1142为凸起。可选地，凸起与凹槽的截面形状可以为方形、三角形、多边形或弧形等等。可选地，当每侧第三配合部1123与第四配合部1142的数量为至少两个时，至少两个第三配合部1123沿径向方向间隔设置，第四配合部1142与第三配合部1123的位置相匹配。

在一实施例中，主进液管道111与连接端盖114之间通过固定件连接。通过固定件保证主进液管道111与连接端盖114之间连接可靠。可选地，固定件为螺纹件或者卡扣结构等。可选地，主进液管道111与连接端盖114具有凸出的端部，固定件通过凸出的端部连接主进液管道111与连接端盖114。

在一实施例中，副进液管道112与连接端盖114之间通过固定件连接。通过固定件保证副进液管道112与连接端盖114之间连接可靠。可选地，固定件为螺纹件或者卡扣结构等。可选地，副进液管道112与连接端盖114具有凸出的端部，固定件通过凸出的端部连接副进液管道112与连接端盖114。

在一实施例中，进液组件110还包括密封件，密封件设置于主进液管道111与连接端盖114之间，和/或，密封件设置于副进液管道112与连接端盖114之间。密封件用于进一步密封主进液管道111与连接端盖114的连接处以及副进液管道112与连接端盖114的连接处。这样可以进一步密封，避免冷却液泄漏。可选地，密封件为密封圈或者其他能够起到密封作用的垫片等等。

参见图7至图9，在一实施例中，连接件113包括多个连接管，主进液管道111与副进液管道112独立设置，多个连接管沿主进液管道111的延伸方向间隔设置，并连接分别连通主进液管道111与副进液管道112。也就是说，主进液管道111与副进液管道112为整体式设计的结构，即主进液管道111与副进液管道112为独立的管状结构，主进液管道111自身围设成封闭的主进液腔1112，副进液管道112自身围设成封闭的主进液腔1112。

主进液管道111与副进液管道112通过多个连接管连接。多个连接管沿主进液管道111的周向方向间隔设置。各连接管连通主进液腔1112与副进液腔1122。这样，主进液腔1112中的冷却液可以经连接管进入到副进液管道112中。由于主进液管道111中冷却液的流量是一定的，通过副进液管道112内部形成流动，并依靠连接管可以将第二进液管1121输出的冷却液流量控制在一定偏差内，保证进入各个探测器冷却管的流量基本一致，从而保证各个探测器的工作温度近似相同，进而保证图像的成像精度。

在一实施例中，多个连接件113沿主进液管道111的延伸方向非均匀分布。也就是说，至少两个连接件113之间的间距与其余的两个连接件113之间的间距是不等的。可选地，可以各个连接件113之间的距离都不相等，也可以部分连接件113之间的距离相等，部分连接件113之间的距离不等。

可选地，连接管可设置于两个第二进液管1121的中间位置，也可不在。

为了说明非均匀分布连接孔的设置形式对流量均匀分布的效果，做如下仿真实验：

以进入探测器的第二进液管1121的数量(由成像设备中的探测器数量决定)为基准作为主进液管道111与副进液管道112中连接件113的数量。本实施例中，以连接件113为连接管为例进行说明，而且，用主进液管道111上设置连接管的俯视图说明连接管的布局，如图11、图13和图15所示。

如图9所示，第二进液管1121的数量为34个，将34个第二进液管1121的标号赋予1～34号，同时，相邻的两个第二进液管1121之间设置连接管，并赋予相应的标号，但因两个第一进液管1111之间的空间省去一个连接管，同时，因32号的第二进液管1121波动严重，所以剩余对应32号第二进液管1121的连接管。因此，将连接管的数量为32个作为初始模型进行流体动力学仿真，连接管的位置处于两个第二进液管1121的之间，第二进液管1121的数量为32个。

示例性地，以连接管的数量为32个、第二进液管1121为34个为例进行说明。34个第二进液管1121的出液口出液量的多少，以柱状图的形式表现出来，如图10所示，然后波动程度用下面的公式计算得到。

通过对图10中波动程度的分析可以看出某些第二进液管1121的流量是远低于平均水平的，如13、23号管道，所以可以在该第二进液管1121附近可以额外增加连接管以增大该位置的流量，以13号第二进液管1121为例，在12和13号第二进液管1121之间增加了一个连接管，该连接管在12号和13号第二进液管1121之间的位置也是需要通过仿真计算波动程度然后选择一个波动程度相对最小的位置，如图11所示的主进液管道111上的连接管的布局，基于该模型进行仿真得到的结果如图12所示。

由图10和图12的对比结果可知，13号第二进液管1121的波动程度绝对值明显下降，也就是说更接近于34个管路流量的平均水平。接下来再以23号第二进液管1121为例说明。由图12可知23号第二进液管1121的流量相比平均值偏差最大，故通过在22和23号增加连接管以增大23号第二进液管1121的流量，具体位置同样也是通过对比波动程度得到一个相对最佳位置，如图13所示的主进液管道111上的连接管的布局，基于该模型得到的仿真结果如图14所示。

由图14和图10对比可知23号第二进液管1121的流量与平均值偏差缩小，此时其他33个第二进液管1121的流量都会发生变化，但连接管的增加主要是影响增加位置附近的第二进液管1121的流量。基于上述调节流程，最终主进液管道111的连接管位置图如图15所示，仿真结果如图16所示。

由最终仿真结果可知，波动程度位置在正负3％之内，对探测器成像性能的提升存在较大空间。值得说明的是，因副进液管道112与主进液管道111的位置关系，连接管与第二进液管1121也是基本对应的，上述增加连接管的形式省去第二进液管1121的附图，但仍是对应于第二进液管1121的位置增加的。

当然，在本发明的其他实施方式中，连接件113中设置调节阀，调节阀用于调节连接件113中冷却液的流量。调节阀可以根据第二进液管1121中冷却液的波动情况进行流量控制。通过调节阀增加或减小连接件113中冷却液的流量，这样也能调节连接件113进入副进液管道112中冷却液的流量，达到调节第二进液管1121中冷却液的流量，使得各个第二进液管1121中冷却液的流量基本一致，保证各个探测器的温度基本一致，达到高质量成像的目的。

参见图1至图3、图7至图9，原则上，主进液管道111与副进液管道112的位置不受限制，只要通过连接件113建立主进液管道111的主进液腔1112与副进液管道112的副进液腔1122的连通关系即可。以下介绍几种主进液管道111与副进液管道112的位置关系：

可选地，主进液管道111位于副进液管道112的径向内侧或径向外侧。也就是说，主进液管道111与副进液管道112沿径向方向间隔设置。可以主进液管道111位于副进液管道112的径向内侧，还可以主进液管道111位于副进液管道112的径向外侧。

可选地，主进液管道111位于副进液管道112的内部。也就是说，主进液管道111安装于副进液管道112的副进液腔1122中。当然，在本发明的其他实施方式中，副进液管道112位于主进液管道111的内部。副进液管道112安装于主进液管道111的主进液腔1112中。

可选地，主进液管道111与副进液管道112沿轴向方向间隔设置。

原则上，主进液管道111与回液管道121的位置不受限制，只要能够实现冷却液的输送与回收即可即可。以下介绍几种主进液管道111与回液管道121的位置关系：

可选地，回液管道121位于主进液管道111的径向外侧或径向内侧。也就是说，主进液管道111与回液管道121沿径向方向间隔设置。可以回液管道121位于主进液管道111的径向内侧，还可以回液管道121位于主进液管道111的径向外侧。当然，也可回液管道121位于副进液管道112的径向外侧或径向内侧。可选地，回液管道121与主进液管道111沿轴向方向间隔设置。

本发明还提供一种分液冷却装置100的布局方法，应用于上述任一技术特征的分液冷却装置100；布局方法包括如下步骤：

根据探测器的数量确定第二进液管1121以及连接件113的数量；

将各所述连接件113均匀分布于主进液管道111；

利用均匀分布的各所述连接件113作为初始模型进行流体动力学仿真；

获取副进液管道112中各所述第二进液管1121的冷却液流动时的波动情况；

根据所述第二进液管1131中冷却液的波动情况增减所述连接件113。

以进入探测器的第二进液管1121的数量(由成像设备中的探测器数量决定)为基准作为主进液管道111与副进液管道112中连接件113的数量。本实施例中，以连接件113为连接管为例进行说明，而且，用主进液管道111上设置连接管的俯视图说明连接管的布局，如图11、图13和图15所示。

如图9所示，第二进液管1121的数量为34个，将34个第二进液管1121的标号赋予1～34号，同时，相邻的两个第二进液管1121之间设置连接管，并赋予相应的标号，但因两个第一进液管1111之间的空间省去一个连接管，同时，因32号的第二进液管1121波动严重，所以剩余对应32号第二进液管1121的连接管。因此，将连接管的数量为32个作为初始模型进行流体动力学仿真，连接管的位置处于两个第二进液管1121的之间，第二进液管1121的数量为32个。

示例性地，以连接管的数量为32个、第二进液管1121为34个为例进行说明。34个第二进液管1121的出液口出液量的多少，以柱状图的形式表现出来，如图10所示，然后波动程度用下面的公式计算得到。

然后，根据波动程度在主进液管道111上增加或减少连接管，以使连接管缓冲冷却液，减小各个第二进液管1121中冷却液的波动，使得进入各个探测器中冷却液的流量波动基本一致，保证冷却效果。

在一实施例中，所述根据所述第二进液管1121中冷却液的波动情况增减所述连接件113包括如下步骤：

当所述第二进液管1121中冷却液的波动情况较大时，减少对应所述第二进液管1131的所述连接件113；

当所述第二进液管1121中冷却液的波动情况较小时，在所述第二进液管1121的对应位置增加所述连接件113。

通过对图10中波动程度的分析可以看出某些第二进液管1121的流量是远低于平均水平的，如13、23号管道，所以可以在该第二进液管1121附近可以额外增加连接管以增大该位置的流量，以13号第二进液管1121为例，在12和13号第二进液管1121之间增加了一个连接管，该连接管在12号和13号第二进液管1121之间的位置也是需要通过仿真计算波动程度然后选择一个波动程度相对最小的位置，如图11所示的主进液管道111上的连接管的布局，基于该模型进行仿真得到的结果如图12所示。

由图10和图12的对比结果可知，13号第二进液管1121的波动程度绝对值明显下降，也就是说更接近于34个管路流量的平均水平。接下来再以23号第二进液管1121为例说明。由图12可知23号第二进液管1121的流量相比平均值偏差最大，故通过在22和23号增加连接管以增大23号第二进液管1121的流量，具体位置同样也是通过对比波动程度得到一个相对最佳位置，如图13所示的主进液管道111上的连接管的布局，基于该模型得到的仿真结果如图14所示。

由图14和图10对比可知23号第二进液管1121的流量与平均值偏差缩小，此时其他33个第二进液管1121的流量都会发生变化，但连接管的增加主要是影响增加位置附近的第二进液管1121的流量。基于上述调节流程，最终主进液管道111的连接管位置图如图15所示，仿真结果如图16所示。

由最终仿真结果可知，波动程度位置在正负3％之内，对探测器成像性能的提升存在较大空间。值得说明的是，因副进液管道112与主进液管道111的位置关系，连接管与第二进液管1121也是基本对应的，上述增加连接管的形式省去第二进液管1121的附图，但仍是对应于第二进液管1121的位置增加的。

当然，在本发明的其他实施方式中，连接件113中设置调节阀，调节阀用于调节连接件113中冷却液的流量。通过调节阀增加或减小连接件113中冷却液的流量，这样也能调节连接件113进入副进液管道112中冷却液的流量，达到调节第二进液管1121中冷却液的流量，使得各个第二进液管1121中冷却液的流量基本一致，保证各个探测器的温度基本一致，达到高质量成像的目的。

本发明还提供一种成像设备，包括探测装置、冷却管组以及上述实施例中的分液冷却装置100。探测装置包括多个探测器，冷却管组包括多个探测器冷却管，每一探测器冷却管围设于对应的探测器的周侧，分液冷却装置100的进液组件110连接探测器冷却管的输入端，探测器冷却管的输出端连接分液冷却装置100的回液组件120。

在成像设备中，探测装置及冷却管组可以采用现有技术的结构，并与上述实施例中的分液冷却装置100连接。本发明的成像设备采用上述实施例的分液冷却装置100对探测组件的多个探测器进行冷却，可以保证进入各个探测器冷却管的冷却液的流量基本均匀，减小各探测器冷却管中冷却液的流量差，使得各个探测器的工作温度基本一致，满足对高精度图像质量的要求。

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申请专利范围的限制。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)

1.一种分液冷却装置，用于向成像设备的探测器的冷却管输送冷却液，其特征在于，所述分液冷却装置包括：

进液组件，包括主进液管道、多个连接件以及副进液管道，所述主进液管道具有用于连接深冷器的第一进液管，所述副进液管道具有用于连接所述成像设备的探测器的冷却管的输入端的第二进液管，多个所述第二进液管沿所述副进液管道的延伸方向间隔且非均匀分布，多个所述连接件连通所述主进液管道与所述副进液管道，用于将所述主进液管道中的冷却液分流输送至所述副进液管道；多个所述连接件沿所述主进液管道的延伸方向非均匀分布；

回液组件，所述回液组件包括回液管道以及与所述回液管道连通的回液进管以及回液出管，所述回液进管用于连接至所述成像设备的探测器的冷却管的输出端，所述回液出管用于连接至所述深冷器。

2.根据权利要求1所述的分液冷却装置，其特征在于，所述进液组件还包括连接端盖，所述连接端盖盖设于所述主进液管道与所述副进液管道，所述主进液管道与所述连接端盖围设成主进液腔，所述副进液管道与所述连接端盖围设成副进液腔。

3.根据权利要求2所述的分液冷却装置，其特征在于，所述连接件包括连接孔，多个所述连接孔沿所述主进液管道的延伸方向间隔设置，并连通所述主进液腔与所述副进液腔。

4.根据权利要求1所述的分液冷却装置，其特征在于，所述连接件包括连接管，所述主进液管道与所述副进液管道独立设置，多个所述连接管沿所述主进液管道的延伸方向间隔设置，并连接分别连通所述主进液管道与所述副进液管道。

5.根据权利要求1至4任一项所述的分液冷却装置，其特征在于，所述连接件中设置调节阀，所述调节阀用于调节所述连接件中冷却液的流量。

6.根据权利要求1至4任一项所述的分液冷却装置，其特征在于，多个所述连接件非均匀分布时，所述连接件非均匀分布形式根据各所述第二进液管中冷却液的波动情况设置。

7.根据权利要求1至4任一项所述的分液冷却装置，其特征在于，所述主进液管道位于所述副进液管道的径向内侧或径向外侧；

或者，所述主进液管道位于所述副进液管道的内部；

或者，所述副进液管道位于所述主进液管道的内部；

或者，所述主进液管道与所述副进液管道沿轴向方向间隔设置。

8.一种分液冷却装置的布局方法，其特征在于，应用于如权利要求1至7任一项所述的分液冷却装置；所述布局方法包括如下步骤：

根据探测器的数量确定第二进液管以及连接件的数量；

将各所述连接件均匀分布于主进液管道；

利用均匀分布的各所述连接件作为初始模型进行流体动力学仿真；

获取副进液管道中各所述第二进液管的冷却液流动时的波动情况；

根据所述第二进液管中冷却液的流量情况增减所述连接件。

9.根据权利要求8所述的分液冷却装置的布局方法，其特征在于，所述根据所述第二进液管中冷却液的流量情况增减所述连接件包括如下步骤：

当所述第二进液管中冷却液的流量较大时，减少对应所述第二进液管的所述连接件；

当所述第二进液管中冷却液的较小时，在所述第二进液管的对应位置增加所述连接件。

10.一种成像设备，其特征在于，包括探测装置、冷却管组以及如权利要求1至7任一项所述的分液冷却装置；

所述探测装置包括多个探测器，所述冷却管组包括多个探测器冷却管，每一所述探测器冷却管围设于对应的所述探测器的周侧。