用于为医学成像设备的高压产生器提供温度信息的方法和负载计算机技术

本发明专利技术涉及一种用于为医学成像设备的高压产生器提供温度信息的方法和一种负载计算机，该温度信息与用于医学成像设备的X射线管的高压产生器的逆变器模块有关，其中，逆变器模块具有逆变器和冷却体，该方法包括：

【技术实现步骤摘要】
用于为医学成像设备的高压产生器提供温度信息的方法和负载计算机


[0001]本专利技术涉及一种用于提供温度信息的方法。本专利技术还涉及负载计算机、医学成像设备、计算机程序产品和计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]由于损耗功率，在具有X射线管的医学成像设备的高压产生器中会产生热量。这取决于扫描参数，例如管电压、管电流和扫描持续时间，以及与医学成像设备台架冷却系统的连接。在过热的情况下，出于安全原因，通常会规定停机。虽然这可以防止损坏高压产生器，但也可能导致潜在的有问题的扫描中止。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是，为医学成像设备的高压产生器提供传统过热保护的替代方案。
[0004]本专利技术涉及一种用于提供温度信息的方法，该温度信息与用于医学成像设备的X射线管的高压产生器的逆变器模块有关，其中，逆变器模块具有逆变器和冷却体，该方法包括：
[0005]‑
接收与逆变器相关的损耗功率数据；
[0006]‑
接收一热力学系数组，该热力学系数组与逆变器的由损耗功率引起的发热、从逆变器到冷却体的热传导以及从冷却体到冷却流体F的热传递有关；
[0007]‑
接收与冷却流体有关的冷却流体温度数据；
[0008]‑
基于损耗功率数据、该热力学系数组和冷却流体温度数据，计算温度信息；
[0009]‑
提供温度信息。
[0010]温度信息例如可以包括：随时间的温度曲线，特别是曲线形式；温度最大值，特别是值的形式；或者与温度阈值相关的比较结果，特别是二进制信息的形式。温度信息尤其可以与逆变器模块的一个或多个组件有关。
[0011]特别是，可以足够精确地计算温度信息，以实现防止高压产生器过热的保护。由此可以以成本有利的方式延长高压产生器的组件的使用寿命。
[0012]该热力学系数组的热力学系数尤其可以是与温度无关的，尤其是恒定的。例如，冷却流体温度数据可以具有冷却流体温度的温度值。特别地，冷却流体温度数据可以由冷却流体温度的恒定温度值组成。
[0013]根据一种实施方式，该方法还包括：
[0014]‑
接收与X射线管的管电流有关的管电流数据；
[0015]‑
接收与X射线管的管电压有关的管电压数据；
[0016]‑
接收与逆变器N的中间电路直流电压有关的中间电路直流电压数据；
[0017]‑
其中，损耗功率数据是基于管电流数据、管电压数据和中间电路直流电压数据算得的。
[0018]在逆变器中，特别是在逆变器的半导体结中，由于损耗功率而产生热量。可以假定，损耗功率直接地，特别是没有时间延迟地，传递到逆变器的壳体。损耗功率取决于高压产生器的运行参数。运行参数尤其可以包括管电流、管电压和中间电路直流电压。特别可以规定，通过对运行参数的列表值和相应的损耗功率值应用线性插值来计算损耗功率数据。特别可以规定，通过将给定的损耗功率公式应用于运行参数的值来直接计算损耗功率数据。
[0019]在管电流数据中尤其可以考虑管电流的时间相关性，例如以管电流随时间变化的曲线的形式。在管电压数据中尤其可以考虑管电压的时间相关性，例如以管电压随时间变化的曲线的形式。在中间电路直流电压数据中，尤其可以考虑中间电路直流电压数据的时间相关性，例如以中间电路直流电压随时间变化的曲线的形式。
[0020]特别地，接收管电流的恒定值连同接收扫描持续时间的恒定值可以理解为接收管电流随时间变化的曲线，因为管电流在扫描持续时间结束时改变。类似的情况适用于管电压和/或中间电路直流电压。
[0021]例如，可以基于管功率分布和/或检查协议来计算管电流随时间变化的曲线。例如，可以基于管功率分布和/或检查协议来计算管电压随时间变化的曲线。例如，可以基于管功率分布和/或检查协议来计算中间电路直流电压随时间变化的曲线。
[0022]尤其可以规定，中间电路直流电压主要取决于在高压产生器的电源输入电路上的电源输入电压，和/或中间电路直流电压基本上是恒定的和/或基本上被保护以防发生过电压。
[0023]特别地，在损耗功率数据中可以考虑或忽略损耗功率的温度相关性。
[0024]一种实施方式规定，该热力学系数组是基于模拟和/或测量的。
[0025]例如，该热力学系数组可以基于依据模拟和/或测量特别是以拟合的形式对热力学模型的调整来算得，该热力学模型与逆变器的由损耗功率引起的发热、从逆变器到冷却体的热传导以及从冷却体到冷却流体的热传递有关。模拟和/或测量例如可以由高压产生器的制造商提供，和/或在系统集成期间进行。
[0026]一种实施方式规定，逆变器具有第一半桥和第二半桥，它们尤其在损耗功率方面可以不同，
[0027]‑
其中，损耗功率数据包括与第一半桥有关的第一损耗功率数据和与第二半桥相关的第二损耗功率数据，
[0028]‑
其中，该热力学系数组包括与第一半桥的基于损耗功率的发热有关的系数，
[0029]‑
其中，该热力学系数组包括与第二半桥的基于损耗功率的发热有关的系数。
[0030]一种实施方式规定，对温度信息的计算基于冷却体的热力学模型，根据该模型，冷却体具有第一区域和第二区域，其中，该热力学系数组与从逆变器到冷却体的热传导和从冷却体到冷却流体的热传递有关，其方式为，该热力学系数组与从逆变器到冷却体的第一区域的热传导、从冷却体的第一区域到冷却体的第二区域的热传导、从冷却体的第二区域到冷却流体的热传递有关。
[0031]通过这种方式，可以更好地表示温度曲线的各种时间常数。冷却体第一区域的温度例如可以理解为中间的冷却体温度。冷却体的第二区域的温度例如可以理解为冷却体的实际可测量的温度。通过这种方式，可以考虑温度不均匀性。也可以在热力学模型中将冷却
体分成两个以上的区域。
[0032]一种实施方式规定，对温度信息的计算包括求解微分方程组，其中，微分方程组包括多个关联的具有常系数的非齐次线性一阶常微分方程。
[0033]这种微分方程组的一个例子是：
[0034][0035][0036][0037][0038]P
loss,1
是温度为T
N1
的第一半桥的损耗功率。P
loss,2
是温度为T
N2
的第二半桥的损耗功率。T
HSi
是冷却体的第一区域的温度。T
HS
是冷却体的第二区域的温度。T
K
是冷却流体的温度。k
i1
…
k
i9
形成一热力学系数组。
[0039]一种实施方式规定，用于微分方程组的矩阵表示的系数矩阵是基于该热力学系数组确定的，其中，具有用于微分方程组的矩阵表示的非齐次向量是基于该热力学系数组、损耗功率数据和冷却流体温度确定的，其中，微分方程组是基于矩阵运算求解的。
[0040]这种矩阵表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于提供温度信息(TI)的方法，所述温度信息与用于一个医学成像设备(1)的一个X射线管(46)的一个高压产生器(G)的一个逆变器模块(NG)有关，其中，所述逆变器模块(NG)具有一个逆变器(N)和一个冷却体(K)，所述方法包括：
‑
接收(M1)与所述逆变器(N)有关的损耗功率数据；
‑
接收(M2)一热力学系数组，所述热力学系数组与所述逆变器(N)的由损耗功率引起的发热、从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的热传导以及从所述冷却体(K)到一种冷却流体(F)的热传递有关；
‑
接收(M3)与所述冷却流体(F)有关的冷却流体温度数据；
‑
基于所述损耗功率数据、所述热力学系数组和所述冷却流体温度数据，计算(M4)所述温度信息(TI)；
‑
提供(M5)所述温度信息(TI)。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
‑
接收(M11)与所述X射线管(46)的管电流有关的管电流数据；
‑
接收(M12)与所述X射线管(46)的管电压有关的管电压数据；
‑
接收(M13)与所述逆变器(N)的中间电路直流电压有关的中间电路直流电压数据；
‑
其中，所述损耗功率数据是基于所述管电流数据、所述管电压数据和所述中间电路直流电压数据算得的。3.根据权利要求1或2所述的方法，
‑
其中，所述热力学系数组基于模拟和/或测量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，
‑
其中，所述逆变器(N)具有第一半桥(N1)和第二半桥(N2)；
‑
其中，所述损耗功率数据包括与所述第一半桥(N1)有关的第一损耗功率数据和与所述第二半桥(N2)有关的第二损耗功率数据；
‑
其中，所述热力学系数组包括与所述第一半桥(N1)的基于损耗功率的发热有关的系数；
‑
其中，所述热力学系数组包括与所述第二半桥(N2)的基于损耗功率的发热有关的系数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
‑
其中，对所述温度信息(TI)的所述计算(M4)基于所述冷却体(K)的热力学模型，根据所述热力学模型，所述冷却体(K)具有第一区域(HSi)和第二区域(HS)；
‑
其中，所述热力学系数组与从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的热传导和从所述冷却体(K)到一种冷却流体(F)的热传递有关，其方式为，所述热力学系数组与从所述逆变器(N)到所述冷却体(K)的所述第一区域(HSi)的热传导、从所述冷却体(K)的所述第一区域(HSi)到所述冷却体(K)的所述第二区域(HS)的热传导、以及从所述冷却体(K)的所述第二区域(HS)到一种冷却流体(F)的热传递有关。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
‑
其中，对所述温度信息(TI)的计算(M4)包括求解一个微分方程组，其中，所述微分方程组包括多个关联的具有常系数的非齐次线性一阶常微分方程。7.根据权利要求6所述的方法，
‑
其中，基于所述热力学系数组，确定用于所述微分方程组的矩阵表示的系数矩阵；
‑
其中，基于所述热力学系数组、所述损耗功率数据和所述冷却流体温度，确定用于所述微分方程组的矩阵表示的非齐次向量；
‑
基于，基于矩阵运算求解所述微分方...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：西门子医疗有限公司，
类型：发明
国别省市：