用于CT探测器的温度采集处理系统及其数据采集处理方法发明专利

用于CT探测器温度采集处理系统及其数据采集处理方法
技术领域
本发明属于CT技术领域,具体涉及用于CT探测器的温度采集处理系统及其数据采集处理方法。
背景技术
CT探测器是CT机的核心部件,探测器的性能直接决定CT图像的质量,要保证CT探测器稳定运行,稳定的温度环境是不可或缺的。要为CT探测器提供一个稳定的温度环境,需要设计一套复杂的温度控制方案,该方案在硬件上依赖温度采集线路与电路,在软件上依赖数据的采集与处理方式,即采集线路,采集方式,处理方式。当前已经有很多CT探测器的温度控制多侧重于处理方式,即控制算法,而忽视了温度的采集线路和采集方式,造成的结果使得算法再好,但源数据失真或不足也会使得实际的温度控制效果大受影响。
另外,现有的CT探测器温度采集方式还存在探头安装位置不当,安装工艺复杂,温度数据采集缓慢,温度一致性差等问题。
因此,设计一种能够使CT探测器温度采集线路更加简洁,温度更稳定真实,维护更简单,温度响应更快,抗干扰能力更强的用于CT探测器的温度采集处理系统,就显得十分必要。
例如,申请号为CN201920044537.6的中国实用新型专利所述的一种CT探测器温度控制机构,包括探测器基板,所述探测器基板的一侧设有若干探测器模块组件,另一侧设有加热条,所述探测器模块组件上设有温度传感器,所述探测器模块组件包括电路板和探测器模块支撑板,所述电路板的底部设有陶瓷闪烁晶体,所述探测器模块支撑板上设有钨金片,所述钨金片与陶瓷闪烁晶体间隔设置。虽然能够提高探测器的使用寿命和性能,但是其缺点在于,在探测器温度采集线路上面并没有做出改进,使得源数据容易失真或不足,导致实际的温度控制效果大受影响。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中,现有的CT探测器温度采集方式存在温度数据采集线路复杂,温度数据采集缓慢,进而导致CT探测器温度一致性较差的问题,提供了一种能够使CT探测器温度采集线路更加简洁,温度更稳定真实,维护更简单,温度响应更快,抗干扰能力更强的用于CT探测器的温度采集处理系统及其数据采集处理方法。
为了达到上述发明目的,本发明采用以下技术方案:
用于CT探测器的温度采集处理系统,包括若干个探测器模块MOD、探测器基板VPB和探测器温度控制板DTCB;所述探测器模块均与探测器基板电连接;所述探测器基板与探测器温度控制板电连接;所述探测器基板用于读取每个探测器模块上的温度,并将读取的温度数据打包后传输给探测器温度控制板。
作为优选,所述探测器模块均包括至少4个AD芯片、PD芯片和FPGA芯片;所述AD芯片均内置有温度传感器;所述FPGA芯片分别与各个AD芯片连接,并采集各个AD芯片的温度;所述FPGA芯片内置有温度寄存器。
作为优选,所述AD芯片分布在PD芯片周围;所述AD芯片和PD芯片分别分布在探测器模块的正反面。
作为优选,所述探测器基板包括第一MCU和若干个NTC传感器;所述NTC传感器均与第一MCU电连接;所述第一MCU通过SPI总线与FPGA芯片电连接。
作为优选,所述探测器温度控制板包括第二MCU;所述第二MCU通过CAN总线与第一MC
U电连接。
本发明还提供了用于CT探测器的温度采集处理系统的数据采集处理方法,包括以下步骤:
S1,所述AD芯片通过内置的温度传感器采集探测器模块的温度数据;
S2,所述FPGA芯片读取所有AD芯片的温度数据,并通过取所有温度数据的平均值的方式,确定探测器模块的温度数据;
S3,每个探测器模块在同一时刻重复步骤S1和步骤S2,并将最终确定的探测器模块的温度数据,保存在各个探测器模块FPGA芯片内的温度寄存器中;
S4,所述第一MCU通过SPI总线,读取各个探测器模块FPGA芯片内温度寄存器保存的温度数据;
S5,所述第一MCU将读取的各个探测器模块的温度数据进行AD转换后,通过CAN总线发送给探测器温度控制板的第二MCU进行处理。
作为优选,步骤S4还包括如下步骤:
所述第一MCU在获得各个探测器模块温度数据的同时,还采集探测器基板上各个NTC传感器的温度数据,所述NTC传感器的温度数据作为环境温度数据。
作为优选,步骤S5还包括如下步骤:
所述第一MCU将采集的NTC传感器的温度数据进行AD转换后,通过CAN总线发送给探测器温度控制板的第二MCU进行处理。
本发明与现有技术相比,有益效果是:(1)本发明针对探测器模块温度,不用增加额外的温度传感器,也不需要配套的传输线路,利用探测器模块自身的AD芯片的温度传感器和自身的通讯线路即可实现探测器模块的温度采集与传递,针对探测器环境温度,也不需要传统的采集线路,利用系统自身的通讯总线传递环境温度;(2)本发明从硬件上节省物料,简化系统的走线,本发明不需要人工干预就可实现温度采集,保证每台设备的一致性,同时降低系统的生产工时,提高系统的维护便利性;(3)本发明采集的温度数据通过通讯总线数字传输,提高数据的抗干扰能力,数据更真实,为控制算法提供便利。
附图说明
图1为本发明中用于CT探测器的温度采集处理系统的一种原理框图;
图2为本发明中探测器模块MOD的一种俯视图;
图3为本发明中探测器模块MOD的一种侧视图;
图4为本发明中探测器基板VPB采集与传送数据的一种流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图,并获得其他的实施方式。
实施例1:
如图1所示的用于CT探测器的温度采集处理系统,包括n个探测器模块MOD、探测器基板VPB和探测器温度控制板DTCB;所述探测器模块均与探测器基板电连接;所述探测器基
板与探测器温度控制板电连接;所述探测器基板用于读取每个探测器模块上的温度,并将读取的温度数据打包后传输给探测器温度控制板。设定当前探测器模块MOD为29个。
进一步的,如图2所示,所述探测器模块均包括4个AD芯片、PD芯片和FPGA芯片;所述AD芯片均内置有温度传感器;所述FPGA芯片分别与各个AD芯片连接,并采集各个AD芯片的温度;所述FPGA芯片内置有温度寄存器。图2中,4个AD芯片分布在探测器模块的四个方向,即探测器模块的四个角落。正常情况下4个AD芯片的温度保持一致。由于AD芯片的温度传感器是封装在AD芯片内部,不同于外置传感器易受环境的影响,使温度采集从源头上保证数据的可靠性。温度数据在AD芯片内部已经实现模数转换,相较于常规的模拟传输,数字传输的抗干扰能力更强。
进一步的,如图3所示,所述AD芯片分布在PD芯片周围;所述AD芯片和PD芯片分别分布在探测器模块的正反面。探测器模块上的FPGA芯片读取4个AD芯片的温度数据,利用FPGA芯片的并行工作优势,实现同时采集4个AD芯片的温度数据。
进一步的,如图4所示,所述探测器基板包括第一MCU和两个NTC传感器;所述NTC传感器均与第一MCU电连接;所述第一MCU通过SPI总线与FPGA芯片电连接。探测器基板读
取29个MOD的温度,并将温度数据存放在各个探测器模块FPGA芯片内的温度寄存器中,供探测器基板上的第一MCU取用并发送给探测器温度控制板。第一MCU通过SPI总线读取FPGA芯片的温度数据寄存器,利用第一MCU上SPI接口的DMA功能,在不占用MCU内存的前提下快速获得温度数据。
所述探测器基板还要读取自身的NTC传感器的数据,作为探测器的环境温度。针对环境温度,将NTC传感器直接放置在电路板上,即能够省掉布线,也使得电路板上的温度更能反映环境的温度,因为探测器温度控制算法利用的环境温度就是指电路板的温度。
读取环境温度是探测器基板上的第一MCU直接读取。通过第一MCU自身的ADC接口的DMA功能将NTC传感器的模拟数据转化为数字数据后,通过CAN总线发送给DTCB,发送给DTCB的温度数据可以是原始数据,也可以是按照DTCB的要求处理之后的数据。
进一步的,所述探测器温度控制板包括第二MCU;所述第二MCU通过CAN总线与第一MCU电连接。所述第二MCU用于接收第一MCU发来的数据并进行后续处理。
基于实施例1,并结合图1和图2,本发明还提供了用于CT探测器的温度采集处理系统的数据采集处理方法,包括以下步骤:
S1,所述AD芯片通过内置的温度传感器采集探测器模块的温度数据;
S2,所述FPGA芯片读取所有AD芯片的温度数据,并通过取所有温度数据的平均值的方式,确定探测器模块的温度数据;
S3,每个探测器模块在同一时刻重复步骤S1和步骤S2,并将最终确定的探测器模块的温度数据,保存在各个探测器模块FPGA芯片内的温度寄存器中;

本文发布于:2024-09-24 04:24:31,感谢您对本站的认可!

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