【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高端医疗诊断设备x射线计算机断层扫描系统核心部件领域，具体涉及ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统及方法。
技术介绍
1、x射线计算机断层扫描系统(computed tomography，简称ct)利用x射线穿透人体组织后被探测器接收并转换为数字信号，经计算机变换处理后形成检查部位的断面或立体图像，从而发现人体组织或器官病变。系统中的三大组成部分是球管、高压发生器和探测器，高压发生器管理球管发出x射线，探测器负责接收射线并将其转换为电信号，由后处理系统进行图像重建。
2、ct球管包括真空玻璃罩、阴极灯丝、旋转阳极等关键零件，其中旋转阳极由靶面、转子、轴承组成，靶面接受电子轰击，散发热量，并通过一定的靶角反射出x射线；转子负责带动旋转阳极靶转动，轴承支撑转子旋转。球管工作时，靶盘受电子轰击温度可以到3000摄氏度，需要轴承支撑转子以3000转/分钟以上转速高速旋转，保持靶盘表面受热均匀，轴承寿命对球管整体寿命产生了很大的影响。球管内部的高集成度及高要求制造工艺属性，一旦损坏是不可逆的，只能现场更换，不具备维修属性，是ct系统中耗材属性最强的，其中内部真空打火、阴极灯丝烧断、旋转旋转阳极轴承卡滞是球管前三大损坏原因。
3、高压发生器作为驱动电源角色，球管作为被动负载角色，高压发生器了解球管所有的电气性能参数，如何对球管进行寿命预测也是其核心性能指标之一。当前市场ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命无法预测，只能在轴承已经卡滞损坏的情况下报错，做被动维护更换，不能支撑ct整机对部件的深度状
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统及方法，应用于医疗ct设备中，基于高压发生器对球管旋转阳极轴承停止驱动后自由降速时间的精准监控，通过自学习方式获得速度时间关系，预测球管旋转阳极轴承卡滞的变化趋势，实现对球管旋转阳极轴承的寿命监控，之后将球管寿命预测信息反馈给ct系统，系统层面了解此信息后判断何时进行球管维护更换，极大的降低设备维护费用。
2、ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，具体包括：球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元单元、球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元；
3、其中，所述球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元、球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元均处于逆变功率箱体内，两者通过排线连接；
4、所述球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元包括逻辑控制模块和数据存储模块，具体由主控芯片、通讯接口模块、存储调用模块、数据转换模块、脉宽控制模块、电路保护模块及供电模块组成；
5、所述球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元包括功率驱动模块和电流检测模块，具体由电磁兼容模块、脉宽驱动模块、全桥转换模块及电流检测模块组成；
6、所述球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元，通过三相逆变器实现直流-交流转换控制旋转阳极轴承转动，对输出的三相电流进行检测，通过电流判断轴承运动状态；
7、所述球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元通过微控制器与ct系统进行人机交互，对功率驱动电能转换器件进行控制，处理球管旋转阳极轴承停止转动后自由降速的数据，分析数据绘制表格进行球管旋转阳极轴承寿命预估；
8、ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测方法，基于上述ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统实现，具体包括以下步骤：
9、步骤1：高压发生器通过球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元中的逻辑控制模块接收到ct系统曝光停止指令，关闭球管旋转阳极驱动信号进而关闭球管旋转阳极轴承运动状态；数据存储模块同时开启数据存储功能，与轴承电流反馈值对应，将轴承旋转电流i_i与轴承自由降速时间t_i数据保存至存储模块，按存储顺序命名文件f_i(i＝1…n)；
10、步骤2：球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元中的功率驱动模块接收到停止指令后，关闭能量输出，电流检测模块实时检测轴承三相电流幅值，并经过模数转换为数字信号；
11、步骤3：球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元记录球管自使用以来的所有轴承自由降速时间，保存成表格形式，逻辑控制模块调取表格后，利用其中轴承旋转电流与轴承自由降速时间计算阻尼系数，然后结合球管旋转阳极轴承已使用的时间得到拟合函数，建立已使用时间与阻尼系数之间的关系，根据厂家提供的旋转阳极轴承固有阻尼系数限值，预测球管旋转阳极轴承整体可使用时间，进而预测球管旋转阳极轴承剩余寿命数据；
12、逻辑控制模块调取存储单元中的f_i文件，根据文件中轴承旋转电流i_i与轴承自由降速时间t_i，计算每组数据的阻尼系数m_i＝i_i/t_i；
13、逻辑控制模块得到n组阻尼系数后，进行已使用时间t和阻尼系数m_i的数据拟合，得到m_i＝a*t+b的拟合函数，其中a，b为拟合系数；
14、根据球管厂家提供的旋转阳极轴承固有阻尼系数限值m_max，带入拟合函数中，预测球管旋转阳极轴承整体使用时间t_m数值，用t_m减去已使用时间t得到轴承剩余寿命参数；
15、步骤4：高压发生器将球管旋转阳极轴承寿命预测信息同步给ct系统，进行维护调度。
16、本专利技术有益技术效果
17、为应对ct系统中球管内部状态信息不透明，球管损坏后被动更换，无法提前预判优化系统使用效率等问题，本专利技术提出一种ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测方法，具体具有以下效果：
18、1.高压发生器通过记录球管旋转阳极轴承自由降速时间，判断轴承的卡滞情况，通过现有积累模型的自学习功能，预测球管旋转阳极轴承状态，进而预测球管使用寿命，球管不再是黑盒使用状态，提高核心部件信息透明度；
19、2.高压发生器与球管之间由电源和负载的关系升级为一个系统的理念，球管为被动执行部件，不能主动反馈内部状态信息，高压发生器作为球管驱动电源，可以了解到球管所有的电气性能信息，通过深度绑定成为一个组件，增加粘性度，提高产品可靠性，提高ct整机系统的集成度；
20、3.通过高压发生器对球管寿命信息的预测，厂家合理分析对球管的维修保养周期，避免被动临时更换球管的情况，医院可以提前准备球管备机进行无缝升级，增加设备使用效率；ct整机厂可以远程调度球管备件，直接降低球管维护费用；
21、4.高压发生器具备球管寿命信息数据上传功能，可以使ct系统了解到球管更多的内部状态信息，系统对内部所有核心部件做到深度物联网，了解核心部件内部性能信息，合理安排扫描条件，提高扫描效率，延长系统使用寿命，增加客户收益。
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1.CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，具体包括：球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元单元、球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元；
2.根据权利要求1所述的CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，所述球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元包括逻辑控制模块和数据存储模块，具体由主控芯片、通讯接口模块、存储调用模块、数据转换模块、脉宽控制模块、电路保护模块及供电模块组成。
3.根据权利要求1所述的CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，所述球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元包括功率驱动模块和电流检测模块，具体由电磁兼容模块、脉宽驱动模块、全桥转换模块及电流检测模块组成。
4.根据权利要求1所述的CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，所述球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元，通过三相逆变器实现直流-交流转换控制旋转阳极轴承转动，对输出的三相电流进行检测，通过电流判断轴承运动状态。
5.根据权利要求1所述的CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其
6.CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测方法，基于上述权利要求1CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统实现，其特征在于，具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的CT高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测方法，其特征在于，步骤3预测球管旋转阳极轴承剩余寿命数据具体为：
...【技术特征摘要】
1.ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，具体包括：球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元单元、球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元；
2.根据权利要求1所述的ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，所述球管旋转阳极轴承逻辑控制及数据存储单元包括逻辑控制模块和数据存储模块，具体由主控芯片、通讯接口模块、存储调用模块、数据转换模块、脉宽控制模块、电路保护模块及供电模块组成。
3.根据权利要求1所述的ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于，所述球管旋转阳极轴承功率驱动及电流检测单元包括功率驱动模块和电流检测模块，具体由电磁兼容模块、脉宽驱动模块、全桥转换模块及电流检测模块组成。
4.根据权利要求1所述的ct高压发生器对球管旋转阳极轴承寿命预测系统，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：段贺，
申请(专利权)人：苏州潽驱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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