一种用于ct机的探测器的热控制装置及探测器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于CT机的探测器的热控制装置及探测器。该热控制装置包括：导热框架，其设置于探测器中的电路板上的芯片所在的一面；加热器，其与导热框架相热接触，用于对导热框架加热；散热件，其与导热框架相连接，用于散发探测器产生的热量；以及隔热件，其包裹于探测器的准直器、导热框架和加热器的外周。
【专利说明】
一种用于CT机的探测器的热控制装置及探测器
技术领域
[0001]本发明涉及一种热控制装置及探测器，尤其涉及一种用于CT机的探测器的热控制装置及用于CT机的探测器。
【背景技术】
[0002]CT机(Computed Tomography)中的探测器可以用于接收由CT球管(Tube)发出的、穿过被检测体的X射线。CT机中的探测器可以多个探测器模块(detector module)组成，每个探测器模块上可以包含有准直器、光电二极管、闪烁体、电路板等器件。
[0003]在使用过程中，电路板上的模数转换器(ADC)、FPGA芯片、电源芯片等会产生较多的热量，这些热量带来的温度变化会使这些芯片以及探测器模块内的准直器、光电二极管、闪烁体等器件的性能发生变化，这会导致最终产生的CT影像上出现伪影。因此，需要用热控制装置对探测器在工作过程中的温度进行准确的调控。
[0004]现有的热控制装置主要通过温度传感器、控制模块和风扇组成的回路来对探测器进行控温。控制模块根据温度传感器输出的温度，控制风扇的转速大小，达到控温的作用。这种装置的缺点是:模块较多、控制回路较复杂、成本较高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种模块较少、控制回路简单、成本更低的热控制装置及相应的CT机探测器。
[0006]本发明的一个实施例提供了一种用于CT机的探测器的热控制装置，包括:导热框架，其设置于探测器中的电路板上的芯片所在的一面；加热器，其与导热框架相热接触，用于对导热框架加热；散热件，其与导热框架相连接，用于散发探测器产生的热量；以及隔热件，其包裹于探测器的准直器、导热框架和加热器的外周。
[0007]本发明另一个实施例提供了一种CT机的探测器，包括多个探测器模块，还包括:根据本发明的热控制装置。
【附图说明】
[0008]通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中:
[0009]图1所示为本发明的用于CT机的探测器的热控制装置的一个实施例的结构示意图；
[0010]图2所示为本发明热控制装置中的加热器的一个实施例的结构示意图；
[0011]图3所示为本发明的热控制装置在使用过程中的热流动路径的示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下将描述本发明的【具体实施方式】，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所做出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
[0013]除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
[0014]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0015]本发明实施例中的热控制装置，只采用加热器而不需要风扇就可以确保探测器工作过程中的温度稳定。
[0016]通常，CT机中的探测器由多个探测器模块组成，在本发明的一个实施例中，可以针对其中的每一个探测器模块设置一套本发明实施例中的热控制装置。
[0017]参考图1，图1所示为本发明的用于CT机的探测器的热控制装置的一个实施例的结构示意图。在图1中，以一个探测器模块上的热控制装置为例作说明，其他探测器模块上的热控制装置与之类似。图1所示的一个探测器模块可以包含光电二极管101、闪烁体102、电路板103和准直器104。光电二极管101和闪烁体102可以位于电路板103的一面(图1所示的左面)，电路板上的芯片105，如:FPGA、电源芯片和模数转换器(ADC)可以位于电路板103的另一面(图1所示的右面)。
[0018]图1所示的热控制装置可以包括:导热框架106、加热器107、散热件108和隔热件109。
[0019]导热框架106可以设置于探测器中的电路板103上的芯片105所在的一面(图1所示的右面)。导热框架106可以采用高导热的材料制作而成以确保导热框架106能够始终处于等温状态。导热框架106还可以对探测器模块起到支撑作用.
[0020]加热器107可以与导热框架106相热接触，用于对导热框架106加热。在本发明的一个实施例中，加热器107可以用发热电阻作为其发热体。在本发明的一个实施例中，可以直接将发热电阻粘贴于导热框架106的外壁上。在本发明的另一个实施例中，参考图2，可以先将发热电阻201粘贴于支撑体202上，然后通过螺钉203将支撑体202和发热电阻201固定于导热框架106上，这样，可以方便发热电阻201的拆卸更换。
[0021]散热件108可以与导热框架106相连接，用于散发探测器产生的热量。在本发明的一个实施例中，散热件108可以与导热框架连为一体，散热件108的表面积可以通过计算以后来设定，以确保合适的散热量。
[0022]隔热件109可以包裹于探测器的准直器104的外周、导热框架106的外周和加热器107的外周。这样，探测器模块内产生的热量，只能通过没有被隔热件109所包裹的散热件108散发出去。
[0023]在本发明的一个实施例中，还可以在导热框架106和电路板103上的主要发热区域(如:FPGA、电源芯片和模数转换器等发热量大的器件)与导热框架之间敷设导热材料115。这样，可以有利于发热区域的热量更好的向导热框架106散发。
[0024]在本发明的一个实施例中，还可以设置温度传感器110和加热控制器(图中未示出)来更好地控制探测器模块的温度。参考图1，在本发明的一个实施例中，温度传感器110可以位于电路板103上。具体来说，可以位于电路板103上光电二极管101的正背面，并通过穿过电路板103的导热体与光电二极管101相热接触，从而准确地探知光电二极管的温度。加热控制器可以与温度传感器110相连接，用于根据温度传感器110的输出控制加热器107的发热温度高于探测器所在的扫描机架(gantry)内的温度且低于探测器的工作温度上限。例如，探测器的工作温度上限是45摄氏度，探测器所在的扫描机架内的温度是37摄氏度，则可以通过加热控制器控制加热器107，使得探测器内的温度维持在37到45摄氏度之间，如:42摄氏度左右。在本发明的一个实施例中，加热控制器可以位于电路板103上或位于CT机的DAS(Data acquisit1n system，数据采集系统)板上。
[0025]如图1所示，在本发明的一个实施例中，导热框架106可以通过螺钉111固定于CT机的扫描机架中的探测器安装件112上。在本发明的一个实施例中，在导热框架106和探测器安装件112之间可以采用隔热材料，在螺钉111的周围可以采用隔热垫圈113。
[0026]如图1所示，在本发明的一个实施例中，为了确保准直器104在工作过程中的温度稳定可控，可以通过螺钉114将准直器104固定在导热框架106上。
[0027]上述的结构一方面确保探测器中的光电二极管101、闪烁体102、导热框架106和温度传感器110始终处于紧密的热接触状态，另一方面确保了探测器及整个热控制装置除散热件108以外的部分均与外界处于热隔绝状态这样，就可以为加热控制器提供准确的输入信息以便其准确控温。
[0028]参考图3，图3所示为本发明的热控制装置在使用过程中的热流动路径的示意图。本发明实施例所描述的热控制装置中，热量会按照图3箭头所示的方向流动:来自加热器107的热量通过导热框架106施加于探测器模块内的器件，这些器件产生的热量通过与导热框架相连接的散热件108散发出去。
[0029]至此描述了根据本发明实施例的用于CT机的探测器的热控制装置及相应的探测器，该热控制装置不需要采用风扇，简化了热控制装置的复杂度，降低了成本。采用该热控制装置的探测器能够在工作过程中保持温度稳定地略高于扫描机架内的温度而始终低于探测器所能允许的温度上限。
[0030]以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
【主权项】
1.一种用于CT机的探测器的热控制装置，其特征是，包括: 导热框架，其设置于所述探测器中的电路板上的芯片所在的一面；加热器，其与所述导热框架相热接触，用于对所述导热框架加热；散热件，其与所述导热框架相连接，用于散发所述探测器产生的热量；以及 隔热件，其包裹于所述探测器的准直器、所述导热框架和所述加热器的外周。2.根据权利要求1所述的热控制装置，其特征是，还包括: 导热材料，其一面与所述导热框架相接触，另一面与所述电路板上的发热区域相接触。3.根据权利要求1所述的热控制装置，其特征是，还包括: 温度传感器，其位于所述电路板上；以及 加热控制器，其与所述温度传感器相连接，用于根据温度传感器的输出控制所述加热器的发热温度高于所述探测器所在的扫描机架内的温度且低于所述探测器的工作温度上限。4.根据权利要求3所述的热控制装置，其特征是，所述加热控制器位于所述电路板上或位于所述CT机的DAS板上。5.根据权利要求1所述的热控制装置，其特征是，所述加热器进一步包括: 发热体，用于产生热量；以及 支撑体，其一面与所述发热体相热接触，另一面通过螺钉固定于所述导热框架上。6.根据权利要求1所述的热控制装置，其特征是，所述加热器粘贴于所述导热框架的外壁。7.根据权利要求1所述的热控制装置，其特征是，所述导热框架通过螺钉固定于所述CT机的扫描机架中的探测器安装件上。8.根据权利要求1所述的热控制装置，其特征是，所述探测器的准直器通过螺钉固定在所述导热框架上。9.一种CT机的探测器，包括多个探测器模块，其特征是，还包括:根据权利要求1-8中的任一项所述的热控制装置。10.根据权利要求9所述的探测器，其特征是，每个所述探测器模块上设置有一套所述热控制装置。
【文档编号】A61B6/03GK105982688SQ201510081872
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月15日
【发明人】李欣峰, 张华 , 刘鹏程, J·莱西
【申请人】通用电气公司