一种电子枪束流控制系统的防护装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种电子枪束流控制系统的防护装置及方法。该装置包括：电流采样模块，分别与电子枪阴极和负高压电源输出模块相连，用于对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流；报警模块，与电流采样模块相连，用于根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号；负高压电源输出模块，与报警模块相连，用于接收到报警信号时切断高压输出。本发明专利技术实施例可以对电子枪束流控制系统进行打火防护，提高控制系统安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种电子枪束流控制系统的防护装置及方法
本专利技术实施例涉及保护电路技术，尤其涉及一种电子枪束流控制系统的防护装置及方法。
技术介绍
电子枪是一种工作在真空状态下，通过高压对电子进行加速引出的装置。在放疗系统中，电子枪在正常工作时，阴极电流的大小反映了电子枪的电子激发能力，是放疗中衡量剂量的一个关键性指标。同时电子枪在使用过程中，由于真空度变差，会偶发出现打火现象。打火时阴极电压与正极瞬间的放电，阴极电压供电一般都是在几十KV，正极为PE，打火时产生的阴极电流(达到100A以上)和电压波动就会极大，容易引起电子枪束流控制系统的损坏。现有技术中，专利号为“CN103248242A”的专利公开了医用电子直线加速器用栅控电子枪数字电源，包括交流输入模块、功率变化模块、高压输出模块和综合信号处理系统。但该专利中没有公开针对打火保护的技术方案，不能对电子枪控制系统进行保护，一旦发生打火，很容易打坏控制系统中的器件，存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电子枪束流控制系统的防护装置及方法，以实现对电子枪束流控制系统进行打火防护，提高控制系统安全性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种电子枪束流控制系统的防护装置，包括：电流采样模块，分别与电子枪阴极和负高压电源输出模块相连，用于对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流；报警模块，与电流采样模块相连，用于根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号；负高压电源输出模块，与报警模块相连，用于接收到报警信号时切断高压输出。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种电子枪束流控制系统的防护方法，包括：对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流；根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号；当负高压电源输出模块接收到报警信号时切断高压输出。本专利技术实施例通过电流采样模块对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流，并由报警模块根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号，负高压电源输出模块接收到报警信号时切断高压输出，如此对电子枪束流控制系统进行打火防护，提高控制系统安全性。附图说明图1为本专利技术实施例一提供的一种电子枪束流控制系统的防护装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例二提供的一种电子枪束流控制系统的防护装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例三提供的一种电子枪束流控制系统的防护装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例四提供的一种电子枪束流控制系统的防护方法的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图1为本专利技术实施例一提供的一种电子枪束流控制系统的防护装置的结构示意图，本实施例可适用于对电子枪束流控制系统进行保护的情况，该装置可以通过硬件和/或软件的方式实现。参考图1，本实施例提供的电子枪束流控制系统的防护装置具体包括：电流采样模块1，分别与电子枪阴极和负高压电源输出模块3相连，用于对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流；报警模块2，与电流采样模块1相连，用于根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号；负高压电源输出模块3，与报警模块2相连，用于接收到报警信号时切断高压输出。电子枪一般包括灯丝、阴极和栅极和阳极。其中，灯丝通电后能将电能转变为热能并对阴极进行加热，使阴极表面产生较高温度，从而创造一个使阴极发射电子的外部条件；阴极接负高压，呈圆筒状，灯丝装在圆筒内部，灯丝通电时，阴极受热后发射大量电子；栅极套在阴极外面，为金属圆筒，顶端开有小孔，可以让电子束通过，栅极有脉冲的时候才有阴极电流，通过改变栅极电流的大小可以控制阴极电流的大小；阳极主要用于建立一个强电场，使电子束以较快的速度进入加速管进行第二次加速。其中，电子枪束流控制系统主要完成对电子枪阴极、栅极、灯丝的供电和供电电压/电流的监控。其中，打火时，阴极电压与正极之间瞬间放电，阴极电流会波动极大，通过对阴极电流进行采样并与预设电流安全阈值进行比对，可判断当前电路中是否发生了打火现象，并在发生打火时发出报警信号，以迅速切断高压输出，保护电子枪束流控制系统中的元器件不被打坏。实施例二图2为本专利技术实施例二提供的一种电子枪束流控制系统的防护装置的结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上，优选是对电流采样模块1和报警模块2进一步优化，参考图2，具体包括如下：优选的，所述电流采样模块1包括采样电阻11、差分运算放大器12以及第一TVS管13(TransientVoltageSuppressor，瞬变电压抑制二极管)；所述采样电阻11一端连接电子枪阴极，另一端连接负高压电源输出模块3；所述差分运算放大器12的两个输入端与采样电阻11两端相连，输出端与报警模块2相连；所述第一TVS管13的两端与差分运算放大器12的两个输入端相连。由于打火时瞬间的电流非常大，采样电阻11需要满足打火时的瞬时功率。因此在选择采样电阻11时，通常需要满足：和PR为需要满足的瞬时功率，I瞬间电流为打火时的阴极电流，R为采样电阻11阻值，QR为需要满足的热量，t打火时间为打火时间。综合来说采样电阻11的值选取不宜太大，选取的值一般在1Ω内。打火时间根据实际电路参数(如选取的差分运算放大器12的类型)决定，采样电流采集的越快，报警信号传输的越快，负高压电源输出模块3接收到高压使能信号越快，如此可及时切断高压输出来限制打火时间，一般可以限制打火时间在us级别。其中，差分运算放大器12的反相输入端和同相输入端接在采样电阻11两端，用于将采样电阻11两端电压进行放大采样。差分运放器件对于电流采样来说是较为理想的器件，能满足较高的输入共模电压，保证打火时采样电阻11通过大电流而产生高共模电压但不会损坏器件。为了保证采样的实时性，使得报警信号能尽快的传递传送给下一级，可使用高速的差分器件，以满足us级别的实时采样。其中，TVS管是一种新型高效电路保护器件，它具有极快的响应时间(亚纳秒级)和相当高的浪涌吸收能力，当发生打火时，TVS管的两端经受瞬间的高能量冲击，它能以极高的速度(最高达1*10-12秒)把两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间大电流，把它的两端电压箝制在一个预定的数值上，从而保护后面的电路元件不受瞬态高压尖峰脉冲的冲击。优选的，所述报警模块2包括比较器21和状态锁存器22，比较器21与电流采样模块1相连，用于当采样电流大于预设电流阈值时判断当前电路发生打火，并输出报警信号；状态锁存器22与比较器21相连，用于接收到报警信号时锁定报警状态，并将报警信号上报给负高压电源输出模块3。其中，比较器21是将一个模拟电压信号与一个基准电压相比较的电路，两路输入为模拟信号，输出端为数字信号，根据比较结果，可在正常时输出低电平，打火时输出高电平，即报警信号。其中，状态锁存器22是一种对脉冲电平敏感的存储单元电路，它可以把信号暂存以维持某种电平状态。发生打火时，状态锁存器22将状态进行硬件锁定，如果没有人为主动操作，可一直保持打火报警状态。在上述技术方案的基础上，优选是进一步增加了第一滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，包括：电流采样模块，分别与电子枪阴极和负高压电源输出模块相连，用于对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流；报警模块，与电流采样模块相连，用于根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号；负高压电源输出模块，与报警模块相连，用于接收到报警信号时切断高压输出。

【技术特征摘要】
1.一种电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，包括：电流采样模块，分别与电子枪阴极和负高压电源输出模块相连，用于对电子枪阴极电流进行采样以获得采样电流；报警模块，与电流采样模块相连，用于根据所述采样电流判断当前电路是否发生打火，并在发生打火时输出报警信号；负高压电源输出模块，与报警模块相连，用于接收到报警信号时切断高压输出。2.根据权利要求1所述的电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，所述电流采样模块包括采样电阻、差分运算放大器以及第一TVS管；所述采样电阻一端连接电子枪阴极，另一端连接负高压电源输出模块；所述差分运算放大器的两个输入端与采样电阻两端相连，输出端与报警模块相连；所述第一TVS管的两端与差分运算放大器的两个输入端相连。3.根据权利要求1所述的电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，所述报警模块包括：比较器，与电流采样模块相连，用于当采样电流大于预设电流阈值时判断当前电路发生打火，并输出报警信号；状态锁存器，与比较器相连，用于接收到报警信号时锁定报警状态，并将报警信号上报给负高压电源输出模块。4.根据权利要求1所述的电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，还包括：第一滤波模块，分别与电流采样模块和报警模块相连，设置有第一截止频率。5.根据权利要求1所述的电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，还包括缓冲模块和监控模块；所述缓冲模块，一端与报警模块相连，另一端分别与监控模块和负高压电源输出模块相连，用于缓冲报警信号并将所述报警信号上报给监控模块和负高压电源输出模块；所述监控模块，用于存储报警信号并发出报警通知。6.根据权利要求5所述的电子枪束流控制系统的防护装置，其特征在于，还包括：模数数模转换模块，分别与电流采样模块和缓冲模块相...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延嗣，王洪涛，王海科，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31