CN214965764U - 一种可控温的ct探测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可控温的CT探测器，涉及医学影像设备领域，包括若干探测器模块，且每一所述探测器模块均包括一承载晶体的电路板，所述电路板在背离所述晶体一侧设有多个用于控温的功率电阻和多个用于测温的热敏电阻；所述电路板在所述晶体下方设有铺铜传热结构，所述铺铜传热结构延伸至与所述功率电阻连接；所述功率电阻和所述热敏电阻与微控单元电连接，并由所述微控单元控制；当微控单元控制所述热敏电阻工作采集的实时温度低于阈值时，控制所述功率电阻工作，将产生的热量通过所述铺铜传热结构传递至所述晶体上，以对所述探测器模块进行控温，用于解决现有CT探测器设置加热条和风扇实现温控，操作繁琐，且成本较高的问题。

Description

一种可控温的CT探测器

技术领域

本实用新型涉及医学影像设备领域，尤其涉及一种可控温的CT探测器。

背景技术

CT在临床诊断中的应用已经越来越广泛，良好的CT图像质量是医生诊断的重要依据。获得良好的图像质量需要各方面的协同配合，其中CT探测器的性能是CT图像质量的决定性因素。为获得良好的图像质量，CT探测器需要工作在尽可能理想的条件下，温度尽可能低，且温度尽可能均衡，使所有探测器模块的性能保持一致，因为CT重建的理论模型就是认为CT各模块的性能是一样的。

现有CT生产商大多采用加热条，风扇或其他冷却装置配合使用，再根据特定的控制算法使温度达到理想的效果。加热条在温度低于探测器的目标温度时开始工作，并根据温差的大小通过PID算法控制加热功率的大小。风扇或其他冷却装置主要用来使探测器内部的空气流动，使探测器内部的空气温度尽可能均衡，同时也起到一定的散热作用。

但是上述方式需要复杂的温控算法才能达到预期的效果，且由于通过一个加热模块实现升温，会产生每个模块温度不均衡的问题，同时需要在CT探测器上安装温度传感器，温度传感器的安装位置会影响温度控制的准确性，且布线复杂，还需要多只风扇配合才能实现温控，增加成本，操作复杂。

实用新型内容

为了克服上述技术缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可控温的CT探测器，用于解决现有CT探测器设置加热条和风扇实现温控，温度控制均匀性和准确性较差，且需要复杂算法，操作繁琐，且成本较高。

本实用新型公开了一种可控温的CT探测器，包括若干探测器模块，且每一所述探测器模块均包括一承载晶体的电路板；

所述电路板在背离所述晶体一侧设有多个用于控温的功率电阻和多个用于测温的热敏电阻；

所述电路板在所述晶体下方设有铺铜传热结构，所述铺铜传热结构延伸至与所述功率电阻连接；

所述功率电阻和所述热敏电阻与微控单元电连接，并由所述微控单元控制；

当微控单元控制所述热敏电阻工作采集的实时温度低于阈值时，控制所述功率电阻工作，将产生的热量通过所述铺铜传热结构传递至所述晶体上，以对所述探测器模块进行控温。

优选地，所述热敏电阻设置为5个，且分别设置在所述电路板上与所述晶体四角及中心对应的位置。

优选地，所述功率电阻设置为5个，且各个所述功率电阻间隔均匀设置。

优选地，各个所述功率电阻设置在同一直线上，且设置在所述电路板上与所述晶体中轴线对应的位置。

优选地，所述功率电阻通过IO驱动器与所述微控单元连接。

优选地，所述热敏电阻与所述微控单元的模/数转换器引脚电连接。

优选地，所述铺铜传热结构延伸至所述晶体两侧，将所述晶体两侧包围。

优选地，所述探测器模块还连接有上位机，上位机通过接口读取微控单元上的温控信息。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型通过在每个探测器模块上承载晶体的电路板设置用于加热的功率电阻以及用于测温的NTC热敏电阻(实现温度传感器的功能)，并与微控单元连接，用于通过微控单元采集热敏电阻的电阻值来获取探测器模块的实时温度，并在温度较低时控制功率电阻工作，以使探测器模块保持在稳定的温度下工作，本方案中无需设置附加的加热装置或冷却装置，降低成本且由于功率电阻距离晶体近，导热效率高，温度控制均匀，且操作简便。

附图说明

图1为本实用新型所述一种可控温的CT探测器的结构示意图；

图2为本实用新型所述一种可控温的CT探测器用于体现晶体的结构示意图；

图3为本实用新型所述一种可控温的CT探测器用于体现铺铜传热结构的结构示意图；

图4为本实用新型所述一种可控温的CT探测器用于体现微控单元与功率电阻和热敏电阻连接的结构示意图。

附图标记：1-探测器模块；2-晶体；3-电路板；4-功率电阻；5-热敏电阻；6-铺铜传热结构；7-微控单元；8-驱动器。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

实施例：本实施例公开了一种可控温的CT探测器，参阅图1-图4，包括若干探测器模块1，每个探测器模块1结构一致，且在探测器环上圆周均匀分布，每一探测器模1块均包括一承载晶体2的电路板3，该晶体2用于接收X射线并转换成电信号。该电路板3在背离晶体2一侧上设有多个用于控温的功率电阻4和多个用于测温的热敏电阻5，具体的，功率电阻4用于产生热量，设置每个电阻的功率为0.2W，每个模块的加热功率为1W；热敏电阻5是敏感元件的一类，其特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值，起到温度传感器的的作用，在本实施方式中，采用负温度系数热敏电阻5(NTC)，根据实时电阻值获取该探测器模块1上的实时温度，将功率电阻4和热敏电阻5设置在电路板3背离晶体2一侧，可在实现对探测器模块1温度控制的同时减少对晶体2工作状态的干扰，确保探测器模块1的正常工作。

在上述实施方式中，晶体2设置在电路板3顶层，功率电阻4设置在电路板3底层，电路板3上在晶体2下方设有铺铜传热结构6，铺铜传热结构6延伸至与功率电阻4连接，即该铺铜传热结构5设置为由电路板3顶层向下延伸至电路板3底层，用于使热量从电路板3底层传输至电路板3顶层，实现对电路板3温度的控制，功率电阻4和热敏电阻5与微控单元7(即MCU)电连接，并由微控单元控制。

在上述实施方式中，热敏电阻5工作，根据读取热敏电阻5上的电阻值获取电路板3上的实时温度，当微控单元7控制热敏电阻5工作采集的实时温度低于阈值时，控制功率电阻4工作，将产生的热量通过铺铜传热结构6传递至晶体2上，以对探测器模块1进行控温，当实时温度较低(即低于阈值)使功率电阻4加热，进而使得工作状态下探测器温度保持在稳定的目标温度下，确保探测器的使用，获得较高的图像质量。

在本实施方式中，由于每探测器模块1上功率电阻4的电热功率只有1W，且就近加热，热效率相比之前提升10倍以上，且在每一探测器模块1上分别加热，则可以提高各个探测器模块1上温度变化的均匀性，同时在CT静止情况下，功率电阻4只需要工作在1/10瓦的条件下，即可实现热平衡，而在在CT工作状态下，由于功率电阻4距离晶体2近，导热快，导热效率高，只需要通过适当的算法，也可以使温度稳定在目标温度上，因此无需附加的加热装置及冷却装置，成本较低，且无需布线，操作简便。

在一个较优的实施方式中，参阅图1和图2，热敏电阻5设置为5个，且分别设置在电路板3上与晶体2四角及中心对应的位置，通过四角及中心的设置使得热敏电阻5散布在电路板3上背离晶体2一侧，可以实时监测各个部分的温度，以提高对该探测器模块1上温度采集的准确性，同时保持晶体2及该探测器模块温度1控制的一致性。

在一个较优的实施方式中，参阅图1和图2，功率电阻4设置为5个，且各个功率电阻4间隔均匀设置，间隔均匀设置的目的在于减少各个功率电阻4之间的干扰，同时使各个功率电阻4同时工作时提供一定的热量，减少热量堆积而降低在铺铜传热结构6上的传导效率，进一步作为优选的，功率电阻4设置在同一直线上，且设置在电路板3上与晶体2中轴线对应的位置，将各个功率电阻4设置在同一直线上，是为了使其形成一条线状的加热区域，该加热区域与晶,2轴线对应设置，使得各个功率电阻4同时工作时在电路板3上对应晶体2中心位置产生一定热量，以便通过铺铜传热结构6将热量传导至晶体2底部，减少此过程中的热量损耗。在本实施方式中，前述形成的加热区域只有15平方厘米，可在提高热效率的同时减少空间占用，进而确保探测器的安全使用。

在一个较优的实施方式中，参阅图2和图3，铺铜传热结构6延伸至晶体2两侧，将晶体2两侧包围，具体的作为举例以便清楚说明的，铺铜传热结构6可以设置为包括与功率电阻连接的第一平板(图中未标出)、用于放置晶体的第二平板(图中未标出)以及设置在第一平板和第二平板之间的若干传导柱(图中未标出)，第二平板上设有用于使晶体卡嵌的卡槽，该第一平板、第二平板和传导柱外表面均铺设有铜层，用以实现将功率电阻4产生的热量从电路板3底层传到电路板顶层，从而实现对晶体2的加热，现有其他结构便于传热也可用于此，铺铜传热结构6将晶体包围，有利于提高热量从功率电阻4传导至晶体2的效率，进一步减少热量传导过程中的损耗，以提高对探测器模块1控温的即时性和准确性。

在一个较优的实施方式中，参阅图4，功率电阻4通过IO驱动器8与微控单元7连接，在本实施方式中，功率电阻4通过一个IO口驱动器8连接到MCU(微控单元7)上，以实现功率PWM控制，操作人员可以直接通过微控单元7实现功率电阻4的状态控制。同时，作为优选的，热敏电阻5与微控单元7的模/数转换器(MCU)引脚电连接，实现将热敏电阻5采集的数据传输到微控单元7，无需采用现有技术中复杂的控制元件，操作简便且可实现对功率电阻4和热敏电阻5实时状态的控制，进而实现对探测器模块1的实时控温。

在一个优选的实施方式中，所述探测器模块1还可连接有上位机(图中未示出)，上位机是指可以直接发出操控命令的计算机，包括但不限于PC/host computer/mastercomputer/upper computer(主机)等。计算机屏幕上显示各种信号变化(在本实施方式中为电阻、温度等)，上位机通过接口读取微控单元7上的温控信息，上述接口包括但不限于FPGA器件，FPGA器件属于专用集成电路中的一种半定制电路，是可编程的逻辑列阵，FPGA的基本结构包括可编程输入输出单元，可配置逻辑块，数字时钟管理模块，嵌入式块RAM，布线资源，内嵌专用硬核，底层内嵌功能单元，模块上的FPGA用于微控单元7进行信息交互。具体的，上位机通过与探测器模块上的FPGA器件通讯，当然，微控单元7也可以直接与上位机通过CAN或者其他接口通讯，通过获取微控单元7上的温控信息，进而获取当前探测器模块1的工作状态，以便操作人员进行实时控制。

应当注意的是，本实用新型的实施例有较佳的实施性，且并非对本实用新型作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种可控温的CT探测器，其特征在于：

包括若干探测器模块，且每一所述探测器模块均包括一承载晶体的电路板；

所述电路板在背离所述晶体一侧设有多个用于控温的功率电阻和多个用于测温的热敏电阻；

所述电路板在所述晶体下方设有铺铜传热结构，所述铺铜传热结构延伸至与所述功率电阻连接；

所述功率电阻和所述热敏电阻与微控单元电连接，并由所述微控单元控制；

当微控单元控制所述热敏电阻工作采集的实时温度低于阈值时，控制所述功率电阻工作，将产生的热量通过所述铺铜传热结构传递至所述晶体上，以对所述探测器模块进行控温。

2.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于：

所述热敏电阻设置为5个，且分别设置在所述电路板上与所述晶体四角及中心对应的位置。

3.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于：

所述功率电阻设置为5个，且各个所述功率电阻间隔均匀设置。

4.根据权利要求3所述的CT探测器，其特征在于：

各个所述功率电阻设置在同一直线上，且设置在所述电路板上与所述晶体中轴线对应的位置。

5.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于：

所述功率电阻通过IO驱动器与所述微控单元连接。

6.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于：

所述热敏电阻与所述微控单元的模/数转换器引脚电连接。

7.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于：

所述铺铜传热结构延伸至所述晶体两侧，将所述晶体两侧包围。

8.根据权利要求1所述的CT探测器，其特征在于：

所述探测器模块还连接有上位机，上位机通过接口读取微控单元上的温控信息。

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