CN209611161U - 一种硬件同步曝光采图装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于医学技术领域，涉及一种硬件同步曝光采图装置，包括PLC控制器、高压发生器及平板探测器，其特征在于，所述PLC控制器通过继电器与高压发生器连接，所述高压发生器与X射线管连接，同时高压发生器与PLC控制器信号连接；所述PLC控制器通过硬件同步板与平板探测器连接，所述平板探测器接收X射线管发射的X射线；该装置通过硬件同步板来控制平板探测器，由于硬件同步板是通过硬件来控制的，且PLC控制器的运行速度很快，使得曝光结束到平板探测器采集图像几乎没有延时，从而能获取高质量的图像。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种曝光采图装置，具体是一种硬件同步曝光采图装置，属于医学技术领域。
背景技术
随着X射线成像系统在放射诊断、放射治疗领域广泛应用，已经形成了一整套完备的供应链系统。随着技术的发展，由X射线平板探测器、高压发生器和X射线管的组成结构逐渐成为了主流选择。其中，由高压发生器按下曝光手闸产生高压，激发X射线管产生X射线；平板探测器接收X射线，通过荧光材料转换为可见光，再通过光电转换为图像。
平板探测器以采样速率划分，可分为静态和动态两种。其中动态平板探测器有很高的采样速率，最高可达20帧/秒以上。在每帧的采样过程中，成像电路不断在充电、放电。如果不能及时采集成像电路中图像信息，则会导致图像信息消散或被覆盖，无法采集到高质量图像。
在技术发展过程中，如何同步高压发生器的曝光信号和平板探测器的采集信号，采集到高质量图像是一大难题。早期，部分提供软件接口，部分硬件接口，部分二者皆提供，并没有一个行业共识。到现在逐渐发展成均包括一种同步方式：高压发生器提供曝光开始和结束的输出电信号，平板探测器提供触发图像采集的电信号输入口。另外，还可有选择的提供SDK库软件接口。但是，由于各个厂家给出的电信号触发方式、电平高低有差别，难以做到即插即用，这是系统集成厂商需要解决的重要问题。
因此，需要开发一种可以实现平板探测器和高压发生器硬件同步曝光采图的控制装置。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种硬件同步曝光采图装置及其方法，该装置通过硬件同步板来控制平板探测器，由于硬件同步板是通过硬件来控制的，且PLC控制器的运行速度很快，使得曝光结束到平板探测器采集图像几乎没有延时，从而能获取高质量的图像。
为实现以上技术目的，本实用新型的技术方案是：一种硬件同步曝光采图装置，包括PLC控制器、高压发生器及平板探测器，其特征在于，所述PLC控制器通过继电器与高压发生器连接，所述高压发生器与X射线管连接，同时高压发生器与PLC控制器信号连接；所述PLC控制器通过硬件同步板与平板探测器连接，所述平板探测器接收X射线管发射的X射线。
进一步地，还包括上位机，所述上位机与PLC控制器信号交互连接，所述平板探测器与所述上位机信号连接，用于发送图像给上位机。
为了进一步实现以上技术目的，本实用新型还提出一种硬件同步曝光采图方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一. 上位机向PLC控制器发送曝光命令，PLC控制器接收曝光命令后，反馈曝光准备响应给上位机；
步骤二. PLC控制器通过硬件同步板控制平板探测器进行准备采集操作，平板探测器完成准备采集操作，并将该完成准备信号通过硬件同步板反馈给PLC控制器；
步骤三. PLC控制器控制继电器吸合，通过继电器吸合驱动高压发生器产生高压，高压激发X射线管产生X射线，直到曝光结束；
步骤四. 高压发生器发送曝光结束信号给PLC控制器；
步骤五. PLC控制器收到曝光结束信号后，再次通过硬件同步板控制平板探测器进行采集图像操作，平板探测器执行采集图像操作，直到采集结束；
步骤六. 平板探测器向上位机返回图像数据，所述上位机获取X射线图像。
进一步地，所述步骤二中，所述PLC控制器输出单端脉冲信号给硬件同步板，硬件同步板将该脉冲信号转换为差分脉冲信号，并将该差分脉冲信号发送给平板探测器，平板探测器接收到该差分脉冲信号后，执行平板探测器准备操作，操作完成后，返回差分脉冲信号给硬件同步板，硬件同步板将该差分脉冲信号转换成单端脉冲信号给PLC控制器。
进一步地，所述步骤五中，当PLC控制器收到曝光结束信号后，输出单端脉冲信号给硬件同步板，硬件同步板将该脉冲信号转换为差分脉冲信号，并将该差分脉冲信号发送给平板探测器，平板探测器接收到该差分脉冲信号后，平板探测器执行采集图像操作，直到采集结束。
本实用新型具有以下优点：
1）在整个曝光采图过程中，上位机和平板探测器没有交互，只在获取图像时候进行交互；高压发生器曝光结束后到平板探测器开始采图，只需要经过高压发生器与PLC控制器的命令交互、PLC控制器发送脉冲信号给硬件同步板转换成差分输入到平板探测器的硬件交互；由于硬件同步板是通过硬件来控制平板探测器，并且PLC控制器的运行速度很快，曝光结束到平板探测器采图几乎没有延时，能获取高质量的图像；
2）上位机与PLC控制器进行命令交互，PLC控制器通过继电器操作高压发生器的信号线来模拟曝光手闸的按下与弹开动作，不需要人工进行曝光操作；
3）本实用新型只需要通过上位机下达曝光命令就可以完成整个曝光采图过程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型信号交互的结构示意图。
图3为本实用新型硬件同步板将单端脉冲信号转换成差分脉冲信号的电路原理图。
图4为本实用新型硬件同步板将差分脉冲信号转换成单端脉冲信号的电路原理图。
图5为本实用新型的工作流程图。
附图标记说明：11-平板探测器、12-上位机、13-硬件同步板、14-PLC控制器、15-继电器、16-高压发生器、17-X射线管。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如附图1所示，本实施例1中一种硬件同步曝光采图装置，包括PLC控制器14、高压发生器16及平板探测器11，所述PLC控制器14通过继电器15与高压发生器16连接，所述高压发生器16与X射线管17连接，同时高压发生器16与PLC控制器14信号连接；所述PLC控制器14通过硬件同步板13与平板探测器11连接，所述平板探测器11接收X射线管17发射的X射线；还包括上位机12，所述上位机12与PLC控制器14信号交互连接，所述平板探测器11与所述上位机12信号连接，用于发送采集图像给上位机12。
如图2所示，上位机12，主要用于与PLC控制器14进行曝光命令交互，并接收平板探测器11的；
PLC控制器14，主要用于与上位机12进行曝光命令交互；并通过硬件同步板13与平板探测器11连接，进行采图信号交互；通过继电器15与高压发生器16连接，进行曝光信号交互；
硬件同步板13，主要是将PLC控制器14输出的单端脉冲信号转换成差分脉冲信号给平板探测器11，并把平板探测器11返回的差分脉冲信号转换成单端脉冲信号给PLC控制器14；
平板探测器11，主要与硬件同步板13进行采图信号交互，并执行采图动作，将其上传给上位机12；
继电器15，主要模拟曝光手闸的按下与弹开，并由PLC控制器14来控制，进而控制高压发生器16输出曝光信号；
本实施例1中，上位机12选用高性能的PC机，PLC控制器14选用西门子的S7-200。
如图5所示，如上实施例1中的一种硬件同步曝光采图方法，包括如下步骤：
步骤一. 上位机12向PLC控制器14发送曝光命令，PLC控制器14接收曝光命令后，反馈曝光准备响应给上位机12；
步骤二. PLC控制器14通过硬件同步板13控制平板探测器11进行准备采集操作，平板探测器11完成准备采集操作，并将该完成准备信号通过硬件同步板13反馈给PLC控制器14；
具体为，所述PLC控制器14输出单端脉冲信号给硬件同步板13，硬件同步板13将该脉冲信号转换为差分脉冲信号，如图3所示，并将该差分脉冲信号发送给平板探测器11，平板探测器11接收到该差分脉冲信号后，执行平板探测器11准备操作，操作完成后，返回差分脉冲信号给硬件同步板13，硬件同步板13将该差分脉冲信号转换成单端脉冲信号给PLC控制器14，如图4所示；
步骤三. PLC控制器14控制继电器15吸合，通过继电器15吸合驱动高压发生器16产生高压，高压激发X射线管17产生X射线，直到曝光结束；
步骤四. 高压发生器16发送曝光结束信号给PLC控制器14；
步骤五. PLC控制器14收到曝光结束信号后，再次通过硬件同步板13控制平板探测器11进行采集图像操作，平板探测器11执行采集图像操作，直到采集结束；
具体为，当PLC控制器14收到曝光结束信号后，输出单端脉冲信号给硬件同步板13，硬件同步板13将该脉冲信号转换为差分脉冲信号，如图3所示，并将该差分脉冲信号发送给平板探测器11，平板探测器11接收到该差分脉冲信号后，平板探测器11执行采集图像操作，直到采集结束；
步骤六. 平板探测器11向上位机12返回图像数据，所述上位机12获取X射线图像。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (2)
1.一种硬件同步曝光采图装置，包括PLC控制器（14）、高压发生器（16）及平板探测器（11），其特征在于，所述PLC控制器（14）通过继电器（15）与高压发生器（16）连接，所述高压发生器（16）与X射线管（17）连接，同时高压发生器（16）与PLC控制器（14）信号连接；所述PLC控制器（14）通过硬件同步板（13）与平板探测器（11）连接，所述平板探测器（11）接收X射线管（17）发射的X射线。
2.根据权利要求1所述的一种硬件同步曝光采图装置，其特征在于：还包括上位机（12），所述上位机（12）与PLC控制器（14）信号交互连接，所述平板探测器（11）与所述上位机（12）信号连接，用于发送采集图像给上位机（12）。
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| CN201822274652.0U CN209611161U (zh) | 2018-12-29 | 2018-12-29 | 一种硬件同步曝光采图装置 |
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| CN109480880A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-03-19 | 江苏瑞尔医疗科技有限公司 | 一种硬件同步曝光采图装置及其方法 |
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