球管灯丝电流的控制方法及控制装置与流程

1.本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是涉及一种球管灯丝电流的控制方法及控制装置。


背景技术：

2.球管是x光机的核心部件，球管发射的x射线经人体后由平板探测器接收并转换成用于诊断的医疗影像。
3.球管的阴极灯丝通电升温发热，使原子内电子运动活跃形成电子云发射电子流撞击球管的阳极靶的靶面，撞击过程中电子流能量的1％用于产生x射线，这个电子流被称之为管电流，用于描述x射线的密集程度，管电流越大表示撞击阳极靶靶面的电子越多，产生的x射线就越密集；管电流的大小取决于灯丝电流的大小，因此，可通过调节灯丝电流来控制管电流。
4.在x射线曝光的过程中，实际的曝光时间非常短，如何在较短的曝光时间内准确快速地通过调节灯丝电流来控制管电流关系到医疗诊断影像的质量和病人的受到辐射剂量。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明提出了一种球管灯丝电流的控制方法及控制装置，在球管曝光阶段，能够在较短的曝光时间内准确快速地通过调节灯丝电流来控制管电流。
7.根据本技术的第一方面，提供了一种球管灯丝电流的控制方法，包括以下步骤：
8.获取预热表，所述预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表；
9.基于所述预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值；
10.基于所述预热表获取所述目标管电压的值和所述目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值；
11.在当前灯丝电流的值变化至所述目标灯丝电流的值的过程中，基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值使所述当前管电流的值上升至所述目标管电流的值。
12.在上述方法中，球管具有待机阶段、启动阶段和曝光阶段；
13.在待机阶段，基于所述预热表预先设置所述目标管电压的值和所述目标管电流的值；以及，根据所述预热表将管电流的值为0.1ma时对应的灯丝电流的值作为待机阶段的灯丝电流的值；
14.在启动阶段，将灯丝电流的值设置为在待机阶段的灯丝电流的值的n倍，n的取值范围是2～3；
15.在曝光阶段，在当前灯丝电流的值变化至所述目标灯丝电流的值的过程中，基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值使所述当
前管电流的值上升至所述目标管电流的值。
16.在上述方法中，在启动阶段，将灯丝电流的值设置为在待机阶段的灯丝电流的值的2倍。
17.在上述方法中，所述基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值的步骤，包括：
18.采集当前管电流的值；
19.计算所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差值；
20.将所述偏差值的比例和积分通过线性组合构成控制量对所述当前灯丝电流的值进行调节。
21.根据本技术的第二方面，提供了一种球管灯丝电流的控制装置，该装置包括：
22.预热表获取模块，用于获取预热表，所述预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表；
23.管电压电流设置模块，用于基于所述预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值；
24.灯丝电流设置模块，用于基于所述预热表获取所述目标管电压的值和所述目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值；
25.灯丝电流调节模块，用于在当前灯丝电流的值变化至所述目标灯丝电流的值的过程中，基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值使所述当前管电流的值上升至所述目标管电流的值。
26.在上述装置中，所述灯丝电流调节模块包括：
27.管电流采集单元，用于采集当前管电流的值；
28.偏差获取单元，用于计算所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差值；
29.调节单元，用于将所述偏差值的比例和积分通过线性组合构成控制量对所述当前灯丝电流的值进行调节。
30.根据本技术的第三方面，提供了一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序时执行上述任一项所述的球管灯丝电流的控制方法。
31.根据本技术的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在终端执行上述任一项所述的球管灯丝电流的控制方法。
32.根据本技术所提供的技术方案，至少具有如下有益效果：基于预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压和目标管电流的值，然后再获取目标管电压和目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值，目标管电压、目标管电流和目标灯丝电流的值即管电压、管电流和灯丝电流满足球管曝光需达到的最终值；管电流的大小取决于灯丝电流的大小，通过实时监测球管当前运行时的当前实际管电流和当前实际灯丝电流的值，并基于目标管电流和当前实际管电流的偏差值调节当前实际灯丝电流的值，使当前实际管电流的值逐渐趋近目标管电流的值，达到在较短的曝光时间内准确快速地通过调节灯丝电流来控制管电流的效果。
33.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变
得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
34.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例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
35.图1为本技术实施例提供的球管的内部结构图；
36.图2为本技术实施例提供的控制方法的流程图；
37.图3为本技术实施例提供的采样调节电路的原理图；
38.图4为本技术实施例提供的控制装置的结构图。
具体实施方式
39.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
40.需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
41.在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
42.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施方式作进一步地详细描述。
43.在对本技术提供的球管灯丝电流的控制方法描述之前，先对球管的内部结构进行介绍。
44.如图1所示，球管包括真空管、阴极和阳极靶，阴极和阳极靶设置在真空管的腔体内，真空管通过外部高压变压器施加高压电，使阴极和阳极靶之间形成回路。阴极包括灯丝等，阴极的作用是发射电子，并聚焦高速电子束，使电子束具有一定的形状、大小轰击阳极靶的靶面而产生具有焦点的x射线。
45.具体地，阴极具有一长一短两根灯丝，灯丝通电升温发热，使原子内电子运动活跃形成电子云发射电子流。阳极靶为旋转阳极靶，以增加阳极靶的靶面的耐受能力；阳极靶的靶面受阴极灯丝发射的高压加速电子流的轰击，电子流能量的1％转换为x射线，其他99％转换为热能，靶面将热量散发出去，并通过一定的靶角将x线反射出去；通过控制定子产生旋转磁场驱动转子转动进而带动阳极靶转动，轴承支撑转子旋转，以降低其在运动过程中的摩擦系数。
46.本技术中所述的管电压指的是阴极和阳极靶之间的电压。阴极处的一长一短两根灯丝，长灯丝作为大焦点，其承受的功率较大；短灯丝作为小焦点，其承受的功率较小，但焦点越小，成像分辨率越高。
47.在图1所示的球管结构的基础上，本技术的第一方面实施例提供了一种球管灯丝电流的控制方法，在球管曝光阶段，能够在较短的曝光时间内准确快速地通过调节灯丝电流来控制管电流。如图2所示，该控制方法包括以下步骤：
48.步骤s110、获取预热表，预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表。
49.步骤s120、预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值。
50.步骤s130、基于预热表获取目标管电压的值和目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值。
51.步骤s140、在当前灯丝电流的值变化至目标灯丝电流的值的过程中，基于目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节当前灯丝电流的值使当前管电流的值上升至目标管电流的值。
52.在本技术中，目标管电压的值和目标管电流的值指的是满足球管曝光要求的管电压值和管电流值。
53.球管具有待机阶段、启动阶段和曝光阶段。待机阶段即脚踏踩下前的阶段；启动阶段即脚踏踩下且x射线尚未产生的阶段；曝光阶段即x射线产生直至脚踏抬起曝光结束的阶段。
54.在待机阶段，预先设置目标管电压的值和目标管电流的值；以及，根据预热表将管电流的值为0.1ma时对应的灯丝电流的值作为待机阶段的灯丝电流的值，灯丝以较低的电流预热以避免灯丝持续点亮，降低灯丝蒸发速度，进而避免球管异常放电。
55.在启动阶段，将灯丝电流的值设置为在待机阶段的灯丝电流的值的n倍，n的取值范围是2～3，以增加灯丝亮起的速度。优选地，n取值为2。
56.因管电流的大小取决于灯丝电流的大小，为达到满足曝光要求的目标管电压值和目标管电流值，需先将灯丝电流的值变化至目标灯丝电流的值。为使当前管电流的值能够快速精确地到达目标管电流的值，在曝光阶段，在当前灯丝电流的值变化至目标灯丝电流的值的过程中，基于目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节当前灯丝电流的值使当前管电流的值上升至目标管电流的值以消除偏差。
57.需要说明的是，当前灯丝电流、当前管电压和当前管电流指的是球管当前运行时的实际灯丝电流、实际管电压和实际管电流。
58.在本技术的一些具体实施例中，基于目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节当前灯丝电流的值使当前管电流的值上升至目标管电流的值的步骤，包括：采集当前管电流的值；计算目标管电流的值和当前管电流的值的偏差值；以及，将偏差值的比例和积分通过线性组合构成控制量对当前灯丝电流的值进行调节。
59.具体地，通过如图3所示的采样调节电路和微控器(图中未示出)完成对当前灯丝电流的调节。当前管电流的值通过第一电阻r1、第二电阻r2和第一电容c1组成的采样支路进行采样后连同目标管电流的值一起输入比例积分支路；该比例积分支路由运放u1a、第五电阻r5、第三电容c3、第四电容c4、第七电容c7、第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第八电容c8、第九电容c9以及第一二极管d1和第二二极管d2组成；通过该比例积分支路的输出对当前灯丝电流的值进行调节。
60.进一步地，当曝光开始后，当前管电流的值(该值通过运放进行了反向)与目标管
电流的值进行比较，当前管电流的值大于目标管电流的值时，通过比例积分支路输出负电压，当前灯丝电流的值就会下降，最终使得当前管电流的值下降。当前管电流的值通过负反馈调节最终将趋近于目标管电流的值。
61.下述为本技术装置实施例，可以用于执行本技术方法实施例。对于本技术装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
62.如图4所示，本技术的一个实施例提供了一种球管灯丝电流的控制装置，该装置包括预热表获取模块41、管电压电流设置模块42、灯丝电流设置模块43和灯丝电流调节模块44。
63.其中，
64.预热表获取模块41，用于获取预热表，预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表；
65.管电压电流设置模块42，用于基于预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值；
66.灯丝电流设置模块43，用于基于预热表获取所述目标管电压的值和所述目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值；
67.灯丝电流调节模块44，用于在当前灯丝电流的值变化至目标灯丝电流的值的过程中，基于目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节当前灯丝电流的值使当前管电流的值上升至目标管电流的值。
68.在本发明的一些具体实施例中，灯丝电流调节模块44包括管电流采集单元441、偏差获取单元442和调节单元443。
69.管电流采集单元441，用于采集当前管电流的值；
70.偏差获取单元442，用于计算目标管电流的值和当前管电流的值的偏差值；调节单元443，用于将偏差值的比例和积分通过线性组合构成控制量对当前灯丝电流的值进行调节。
71.本技术的一个实施例还提供了一种终端，包括存储器和处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器运行计算机程序时执行上述图2所示的球管灯丝电流的控制方法。
72.具体地，处理器可以是cpu，通用处理器，dsp，asic，fpga或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本技术公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，dsp和微处理器的组合等。
73.具体地，处理器通过总线与存储器连接，总线可包括通路，以用于传送信息。总线可以是pci总线或eisa总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
74.存储器可以是rom或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，ram或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是eeprom、cd-rom或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
75.可选的，存储器用于存储执行本技术方案的计算机程序的代码，并由处理器来控
制执行。处理器用于执行存储器中存储的应用程序代码，以实现图4所示的球管灯丝电流的控制装置的动作。
76.本技术的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在计算机程序被处理器运行时控制存储介质所在终端执行上述图2所示的球管灯丝电流的控制方法。
77.以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
78.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘(dvd)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
79.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。

技术特征：
1.一种球管灯丝电流的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取预热表，所述预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表；基于所述预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值；基于所述预热表获取所述目标管电压的值和所述目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值；在当前灯丝电流的值变化至所述目标灯丝电流的值的过程中，基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值使所述当前管电流的值上升至所述目标管电流的值。2.根据权利要求1所述的球管灯丝电流的控制方法，其特征在于，球管具有待机阶段、启动阶段和曝光阶段；在待机阶段，基于所述预热表预先设置所述目标管电压的值和所述目标管电流的值；以及，根据所述预热表将管电流的值为0.1ma时对应的灯丝电流的值作为待机阶段的灯丝电流的值；在启动阶段，将灯丝电流的值设置为在待机阶段的灯丝电流的值的n倍，n的取值范围是2～3；在曝光阶段，在当前灯丝电流的值变化至所述目标灯丝电流的值的过程中，基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值使所述当前管电流的值上升至所述目标管电流的值。3.根据权利要求2所述的球管灯丝电流的控制方法，其特征在于，在启动阶段，将灯丝电流的值设置为在待机阶段的灯丝电流的值的2倍。4.根据权利要求2所述的球管灯丝电流的控制方法，其特征在于，所述基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值的步骤，包括：采集当前管电流的值；计算所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差值；将所述偏差值的比例和积分通过线性组合构成控制量对所述当前灯丝电流的值进行调节。5.一种球管灯丝电流的控制装置，其特征在于，包括：预热表获取模块，用于获取预热表，所述预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表；管电压电流设置模块，用于基于所述预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值；灯丝电流设置模块，用于基于所述预热表获取所述目标管电压的值和所述目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值；灯丝电流调节模块，用于在当前灯丝电流的值变化至所述目标灯丝电流的值的过程中，基于所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节所述当前灯丝电流的值使所述当前管电流的值上升至所述目标管电流的值。6.根据权利要求5所述的球管灯丝电流的控制装置，其特征在于，所述灯丝电流调节模块包括：管电流采集单元，用于采集当前管电流的值；
偏差获取单元，用于计算所述目标管电流的值和当前管电流的值的偏差值；调节单元，用于将所述偏差值的比例和积分通过线性组合构成控制量对所述当前灯丝电流的值进行调节。7.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序时执行权利要求1至4中任一项所述的球管灯丝电流的控制方法。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在终端执行权利要求1至4中任一项所述的球管灯丝电流的控制方法。

技术总结
本发明公开了一种球管灯丝电流的控制方法及控制装置。该方法包括获取预热表，预热表是管电压的值和管电流的值与灯丝电流的值的对应关系表；基于预热表预先设置球管曝光时所需的目标管电压的值和目标管电流的值；基于预热表获取目标管电压的值和目标管电流的值对应的目标灯丝电流的值；在当前灯丝电流的值变化至目标灯丝电流的值的过程中，基于目标管电流的值和当前管电流的值的偏差实时调节当前灯丝电流的值使当前管电流的值上升至目标管电流的值。电流的值。电流的值。


技术研发人员：王环宇 付明阳
受保护的技术使用者：西姆高新技术(江苏)有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/4