一种用于辐射成像用的数据获取和控制电路及其方法技术

本发明专利技术涉及辐射检测技术领域，具体是用于辐射成像用的数据获取和控制电路及方法。电路包括网络单片机、ＦＰＧＡ数据存储和控制信号时序产生电路，ＲＳ４８５接口电路、隔离驱动电路，加速器束流强度信号处理电路，数据存储电路，数据及控制信号缓冲和驱动电路，ＦＰＧＡ配置电路。方法包括设置ＦＰＧＡ的工作参数并启动ＦＰＧＡ数据存储；通过缓冲电路和差分电路发出控制信号；通过隔离驱动电路将同步触发脉冲发送至加速器；控制获取来自探测器电路的信号；探测器电路信号经过差分和缓冲电路进入数据存储和控制信号时序产生电路；网络单片机存储完该列探测器数据后，向网络单片机发生中断；网络单片机以以太网的形式发送上一列图像数据，进行处理并成像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及辐射检测
，具体涉及一种控制辐射成像探测器系统中，用于辐射成像用的数据获取和控制电路及其方法。
技术介绍
随着数字化探测器系统的不断推广，辐射成像系统所使用的数字 化探测器分系统的通道数不断增加，对数据传输速率的要求不断提高；同时在一些场合，比如快速检查，要求系统工作频率随着被检测物体(如车辆)的速度的改变而改变，因此需要研制新的数据获取 和控制电路，以满足较高的数据传输率和工作频率不断变换的需要。
技术实现思路
(一) 要解决的技术问题本专利技术的目的是在200510086817.6号专利技术的基础上做进一步的改进，提供一种探测器阵列的数据的辐射成像用数据获取和控制 电路。200510086817.6号专利中涉及的探测器阵列的数据的辐射成像 用数据获取和控制电路只能单独使用，只能够在较低的系统工作频率 和较少的探测器通道的条件下工作，不具备外触发功能。本专利在其 基础上增加外同步和外触发功能，使得探测器阵列的数据的辐射成像用数据获取和控制电路不仅信号抗干扰能力强、结构简单、数据的获 取和传输方便，而且能多个数据获取和控制电路进行并联，从而能够 完成对较多通道的探测器阵列的数据的采集工作，外同步功能保证获 取的图像数据的实时性，外触发功能使得探测器阵列的数据的辐射成 像用数据获取和控制电路能够在其他分系统提供外触发信号时按照该外触发信号的频率工作。(二) 技术方案 为了达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案本专利技术为一种产生输出为串行数据的数字化探测器电路工作所 需的控制信号，以及对其输出数据进行釆集，同时和计算机通讯的数 据获取和控制电路。 5 本专利技术的一个目的在于提供一种用于辐射成像的数据获取和控制电路，控制和数据获取电路包括网络单片机电路、FPGA(现场可 编程逻辑门阵列)数据存储和控制信号时序产生电路，RS485接口及 缓冲驱动电路、触发脉冲隔离驱动电路，加速器束流强度信号处理电 路，数据存储电路，数据及控制信号缓冲和驱动电路，FPGA配置电 io 路，网络单片机连接FPGA数据存储和控制信号时序产生电路，FPGA 数据存储和控制信号时序产生电路分别连接数据缓存器、缓冲驱动电 路、触发脉冲隔离驱动电路、加速器束流强度信号处理电路。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于辐射成像用的数据获取 和控制方法，其步骤过程如下15 数字化探测器电路在接收到X射线后，将其接收到的信号转化为串行数据输出；数据获取和控制电路产生数字化电路工作所需的控 制信号，并读取数字化电路输出的串行数据，经串并变换、缓存后， 通过网络电路与计算机通讯和数据传输，从而实现多通道探测器数据 的釆集；系统通道数超过一个数据获取和控制电路所能连接的通道20时，多个数据获取和控制电路可以并联工作，进一步提高系统通道数 的容量，并联时由主数据获取和控制电路发出同步信号，同时送到所 有从数据获取和控制电路，来确保数据的同步。多个数据采集和控制模块可以并联工作，进一步提高系统通道数 的容量；数据釆集和控制模块可工作在外触发模式，以配合被检测物25 体的速度可变时的图像数据采集。由于使用上述设计，本专利技术具有电 路简化、集成度高、可扩展性强、抗干扰能力强、数据传输率高、通 讯协议简单、使用方便的优点。(三)本专利技术的有益效果1) 由于采取以上方案，数据和控制输入、输出为差分信号，大大提高了抗干扰能力，且可以远距离传送；2) 由于选用差分连接方式， 一个发送器可以带载128个或更多的 5接收器，方便数据获取和控制电路同时控制几十个探测器电路；3) 由于使用双口 RAM存储器，解决了单片机读取数据与可编程 器件写入数据速度不同引起的冲突，如当可编程器件将第一列探测器 电路存入双口 RAM的指定地址1时，单片机可以同时读取已存入双 口 RAM指定地址2的数据；4)加速器为强电设备，由于采用加速器同步脉冲隔离驱动电路，大大减小加速器与该电路之间的电磁干扰；5) 由于釆用网络单片机，很方便的将数据信号以以太网的形式输 送到图像检查分系统，方便对该数据获取和控制电路进行控制；6) 由于釆用可编程器件，方便的完成各种控制信号、时序的产生 15并对数据信号进行串并转化和存储，大大简化了电路。7) 由于多个数据采集与控制电路之间可通过同步信号线同步，多 个数据釆集与控制电路可同时传输探测器数据，大大提高了数据传输 率。8) 由于数据采集与控制电路具备外触发功能，可通过外部触发信 20号来控制系统工作频率，从而可适应被检测物体速度变化时的图像数据采集。下面结合附图，对本专利技术的具体实施作进一步的详细说明。对于 熟悉本
的人员而言，从对本专利技术的详细说明中，本专利技术的上 述和其他目的、特征和优点将显而易见。附图说明图l为本专利技术的工作原理框图2为网络单片机电路图3为FPGA工作原理图4为数据和控制信号RS485差分电路图5为触发脉冲隔离驱动电路图6为加速器東流强度信息处理电路图7为数据存储电路图8为FPGA配置电路图9为信号缓冲电路图10为本专利技术的使用框图ll为本专利技术的方法流程图。图中，1、控制和数据获取电路的电路；2、网络单片机；3、 FPGA数据存储和控制信号时序产生电路；4、 RS485接口电路；5、触发脉 冲隔离驱动电路；6、加速器束流强度信号处理电路；7、数据存储电 路；8、数据及控制信号缓冲和驱动电路；9、東流强度信号电路；10、 以太网口RJ45; 11、同步输出电路；12、同步输入电路；13、外触发 15 输入电路；14、外触发输出电路；15、 FPGA配置电路。具体实施例方式本专利技术提出的用于辐射成像的数字化探测器电路及数据获取电 路结合附图和实施例说明如下。以下实施方式仅用于说明本专利技术，而 并非对本专利技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本发20明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等 同的技术方案也属于本专利技术的范畴，本专利技术的专利保护范围应由各项 权利要求限定。参见图l，本专利技术的实现原理框图，虛线部分为实现本专利技术的控制和数据获取电路的电路l,包括网络单片机2、 FPGA(现场可编程 25逻辑门阵列)数据存储和控制信号时序产生电路3， RS485接口电路 4、触发脉冲隔离驱动电路5，加速器東流强度信号处理电路6，数据 存储电路7，数据及控制信号缓冲和驱动电路8与RS485接口电路4同为一个方框，9是東流强度信号电路，IO是以太网口 RJ45,11是同 步输出电路，12是同步输入电路，13是外触发输入电路，14是外触 发输出电路，FPGA配置电路15。其工作过程如下，网络单片机通过以太网接收图像检查分系统的启动指令后，设置FPGA的工作参数并启动FPGA数据存储和控制信 号时序产生电路产生探测器电路工作所需的控制信号，通过信号缓冲 电路发出，加速器所需的同步触发脉冲(即外触发输出信号)通过触 发脉冲隔离驱动电路发送至加速器，然后控制获取来自探测器电路的 信号；探测器电路信号经过差分和缓冲电路进入数据存储和控制信号时序产生电路(图l)，其中数据信号经串并转换电路将串行输入的图 像数据进行串并转化后存储到数据存储电路，同时网络单片机获取已 存储好在另 一指定地址的上一列图像数据，存储完该列探测器数据后， 向网络单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于辐射成像的数据获取和控制电路，控制和数据获取电路包括网络单片机电路、ＦＰＧＡ数据存储和控制信号时序产生电路，ＲＳ４８５接口及缓冲驱动电路、触发脉冲隔离驱动电路，加速器束流强度信号处理电路，数据存储电路，数据及控制信号缓冲和驱动电路，ＦＰＧＡ配置电路，其特征在于，网络单片机连接ＦＰＧＡ数据存储和控制信号时序产生电路，ＦＰＧＡ数据存储和控制信号时序产生电路分别连接数据缓存器、缓冲驱动电路、触发脉冲隔离驱动电路、加速器束流强度信号处理电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李元景，张清军，康克军，苗齐田，江年铭，李建华，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]