一种阳极靶旋转时间控制方法、装置及设备与流程

本发明涉及X射线球管领域，尤其涉及一种阳极靶旋转时间控制方法、装置及设备。

背景技术：

X射线球管(以下简称球管)是工作在高电压下的真空二极管。包含有两个电极：一个是用于发射电子的灯丝，作为阴极，另一个是用于接受电子轰击的靶材，作为阳极。X射线球管供电部分至少包含有一个使灯丝加热的低压电源和一个给两极施加高电压的高压电源。当灯丝通过足够的电流使其产生电子云，且有足够的电压(千伏等级)加在阳极和阴极间，使得电子云被拉往阳极。此时电子以高能高速的状态撞击阳极靶，高速电子到达靶面，运动突然受到阻止，其动能的一小部分便转化为辐射能，形成X射线。

球管可以分为固定阳极管和旋转阳极管，所谓固定阳极管是指球管中的阳极靶在工作过程中为静止状态；所谓旋转阳极管是指球管中的阳极靶在工作过程中为高速旋转状态。由于电子高速撞击在阳极靶上会产生较高的热量，对于旋转阳极管而言，通过阳极靶的旋转来分散热量的产生，并实时向外辐射热量，达到较强散热性的目的，所以热容量比固定阳极管高，因而旋转阳极管的应用比固定阳极管更为普遍。

对于旋转阳极管而言，阳极靶的轴承磨损是影响旋转阳极管寿命的其中一个关键因素。然而，现有技术设定当扫描结束后，阳极靶保持旋转固定时间段后再停止，这个设定是为了防止当扫描较为频繁时，频繁重启球管的现象，但是若在这一段时间内不再执行扫描，就浪费了阳极靶旋转的能量，缩短了阳极靶轴承的寿命，进而影响球管的寿命。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种阳极靶旋转时间控制方法、装置及设备，实现了延长阳极靶轴承寿命的目的。

本发明实施例提供了一种阳极靶旋转时间控制方法，所述方法包括：

预先获取球管待机时间与热容量的映射关系；

获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率，若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间，所述目标球管待机时间小于默认球管待机时间；

开始计时，并在所述目标球管待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转。

优选的，所述获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率包括：

获取最近预设时间段内的扫描参数，所述扫描参数表示扫描的频繁程度。

优选的，所述获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率包括：

获取最近预设时间段内阳极靶的启动参数，所述启动参数表示阳极靶启动旋转的频繁程度。

优选的，所述获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率包括：

获取最近预设时间段内各个时间点阳极靶的使用状态，所述使用状态包括旋转状态和静止状态；

根据所述各时间点阳极靶的使用状态得到所述阳极靶的有效使用频率。

优选的，所述预先获取球管待机时间与热容量的映射关系包括：

计算所述球管从实际热容量降到目标热容量所需要的球管待机时间；

建立所述球管待机时间与所述实际热容量之间的映射关系；

所述根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间包括：

根据所述球管待机时间与实际热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间。

优选的，若所述有效使用频率大于所述预设频率，则所述方法还包括：

开始计时，并在默认待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转，所述默认待机时间大于所述目标球管待机时间。

本发明实施例还提供了一种阳极靶旋转时间控制装置，所述装置包括：映射关系获取单元、有效使用频率获取单元、目标球管待机时间获取单元和控制单元；

其中，所述映射关系获取单元，用于预先获取球管待机时间与热容量的映射关系；

所述有效使用频率获取单元，用于获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率；

所述目标球管待机时间获取单元，用于若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间，所述目标球管待机时间小于默认球管待机时间；

所述控制单元，用于开始计时，并在所述目标球管待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转。

优选的，所述有效使用频率获取单元，具体用于：

获取最近预设时间段内的扫描参数，所述扫描参数表示扫描的频繁程度。

优选的，所述有效使用频率获取单元，具体用于：

获取最近预设时间段内阳极靶的启动参数，所述启动参数表示阳极靶启动旋转的频繁程度。

优选的，所述有效使用频率获取单元，具体用于：

获取最近预设时间段内各个时间点阳极靶的使用状态，所述使用状态包括旋转状态和静止状态，并根据所述各时间点阳极靶的使用状态得到所述阳极靶的有效使用频率。

优选的，所述映射关系获取单元包括：计算单元和映射关系建立单元；

所述计算单元，用于计算所述球管从实际热容量降到目标热容量所需要的球管待机时间；

所述映射关系建立单元，用于建立所述球管待机时间与所述实际热容量之间的映射关系；

所述目标球管待机时间获取单元，具体用于若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与实际热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间。

本发明实施例还提供了一种阳极靶旋转时间控制设备，所述设备包括：处理器和用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

预先获取球管待机时间与热容量的映射关系；

获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率，若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间，所述目标球管待机时间小于默认球管待机时间；

开始计时，并在所述目标球管待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转。

本发明通过获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率，若所述有效使用频率在预设范围内，即当所述阳极靶的有效使用频率较低时，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间。由于仅考虑所述阳极靶散热得到的所述目标球管待机时间要远小于现有技术中考虑频繁启动所设定的默认球管待机时间，因此，本实施例在当阳极靶有效使用频率较低时，在保证阳极靶足够散热时间的基础上，降低球管待机时间，实现了延长阳极靶轴承寿命，进而延长球管寿命的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种阳极靶旋转时间控制方法的流程图；

图2为本发明实施例一中球管散热曲线的示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种阳极靶旋转时间控制装置的结构框图；

图4为本发明实施例二提供的一种阳极靶旋转时间控制装置的硬件架构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、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。

实施例一：

参见图1，该图为本发明实施例一提供的一种阳极靶旋转时间控制方法的流程图。

本实施例提供的阳极靶旋转时间控制方法包括如下步骤：

步骤S101：预先获取球管待机时间与热容量的映射关系。

在本实施例中，所述球管待机时间指的是扫描结束后，球管的阳极靶保持旋转的时间。在现有技术中，所述球管待机时间是固定的一段时间，即默认球管待机时间，通常情况下，所述默认球管待机时间设置较长，例如20分钟，其目的在于避免因球管频繁启动而缩短阳极靶轴承的寿命。

但是，因为在扫描的过程中，球管的阳极靶积累了较多的热量，如果在扫描结束后立刻让阳极靶停止旋转，阳极靶上积累的热量散发不出去，会传导到阳极靶轴承中的滚珠，由于滚珠为静止状态，可能会导致局部滚珠过热而损坏，从而影响到阳极靶轴承的寿命。

所以，我们的目标在于：在保证阳极靶足够散热时间的基础上，降低球管待机时间。下面详细介绍本实施例提供的实现该目标的技术方案。

球管的热容量，是指球管在实际工作中存储的热量(单位为MHU)。球管最大热容量就是在最大连续散热条件下，球管最大能存储的热量。参见图2，该图为球管散热曲线的示意图，在该图中，纵轴为球管的实际热容量与最大热容量的比值，横轴为从实际热容量降到目标热容量所需要的球管待机时间(单位为秒)。例如，当扫描刚结束时，球管实际热容量与最大热容量的比值为95％，若所述目标热容量与最大热容量的比值为80％，则需要的球管待机时间为100秒；若所述目标热容量与最大热容量的比值为60％，则需要的球管待机时间为350秒。

在实际应用中，所述球管的最大热容量是已知的，通过实验可以得到实际热容量对应的球管待机时间，也就是所述球管待机时间与热容量的映射关系。当获取到球管的当前热容量后，就可以根据所述映射关系得到与所述当前热容量对应的球管待机时间。

步骤S102：获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率。

在本实施例中，具体的，可以通过如下方式来得到所述阳极靶的有效使用频率：

方式一：

获取最近预设时间内的扫描参数作为阳极靶的有效使用频率。所述扫描指的是CT(Computed Tomography，即电子计算机断层)扫描。

所述预设时间段内的扫描参数可以是所述预设时间段内的扫描次数与所述预设时间段的比值，即扫描频率。例如，在3个小时之内一共扫描了12次，扫描频率为每15分钟一次。

所述预设时间段内的扫描参数还可以根据在所述预设时间段内连续次扫描的扫描时间间隔得到。具体的，所述扫描参数可以是各次扫描的扫描时间间隔的均值。例如，在1个小时之内一共扫描了四次，这四次扫描相邻两次扫描的时间间隔分别为t1、t2和t3，那么所述扫描参数可以是(t1+t2+t3)/3。或者，可以为每个扫描时间间隔分配一个权重，距离当前时刻最近的时间间隔的权重最大，距离当前时刻最远的时间间隔的权重最小，然后计算赋有权重的扫描时间间隔的均值，将其作为所述扫描参数。以上个例子为例，扫描时间间隔按照时间由近到远的顺序为：t3、t2、t1，那么所述扫描参数可以是a·t1+b·t2+c·t3，其中，a、b及c为各时间间隔赋予的权重值，a+b+c＝1，且a<b<c。

方式二：

获取最近预设时间段内阳极靶的启动参数作为阳极靶的有效使用频率，所述启动参数表示阳极靶启动旋转的频繁程度。

所述预设时间段内阳极靶的启动参数可以是所述阳极靶的启动频率，即在所述预设时间段内所述阳极靶的启动次数与所述预设时间段的比值。例如，在3个小时之内一共启动了6次，启动频率为每30分钟一次。

所述预设时间段内阳极靶的启动参数还可以根据在所述预设时间段内连续次启动的启动时间间隔得到。具体的，所述启动参数可以是各次启动的启动时间间隔的均值。例如，在1个小时之内一共启动了三次，这三次启动相邻两次启动的时间间隔分别为t5和t6，那么所述启动参数可以是(t5+t6)/2。或者，可以为每个启动时间间隔分配一个权重，距离当前时刻最近的启动时间间隔的权重最大，距离当前时刻最远的启动时间间隔的权重最小，然后计算赋有权重的启动时间间隔的均值，将其作为所述启动参数。以上个例子为例，启动时间间隔按照时间由近到远的顺序为：t6、t5，那么所述扫描参数可以是d·t6+e·t5，其中，d、e为各时间间隔赋予的权重值，d+e＝1，且d>e。

方式三：

在实际应用中，可以周期性(例如每分钟)的获取所述阳极靶的使用状态，若所述使用状态为旋转状态，则可以令AnodeStatus(i)＝1，若所述使用状态为静止状态，则可以令AnodeStatus(i)＝0。

然后，获取最近预设时间段(例如最近的720分钟内)内各个时间点阳极靶的使用状态，并根据所述各时间点阳极靶的使用状态得到所述阳极靶的有效使用频率，即通过如下公式得到阳极靶的使用频率DutyCycle：

步骤S103：判断所述有效使用频率是否在预设范围内，若是，则执行步骤S104；若否，则执行步骤S106。

在本实施例中，若所述阳极靶的有效使用频率在预设范围内，则认为所述阳极靶需要停止旋转；若所述阳极靶的有效使用频率不在预设范围内，则认为所述阳极靶不需要停止旋转。

可以理解的是，不同的有效使用频率的计算方法对应的预设范围是不同的。例如，若所述有效使用频率为最近预设时间内的扫描参数，且所述扫描参数为扫描频率，则所述预设范围与扫描频率相关，即当所述扫描频率小于或等于所述预设的扫描频率时，说明扫描频率较低，此时所述阳极靶可以停止旋转；若大于所述预设的扫描频率，则说明扫描频率较高，为了避免频繁启动，需要保持所述阳极靶的旋转状态。

若所述扫描参数是各次扫描的扫描时间间隔的均值时，则所述预设范围与所述扫描时间间隔相关，即当所述扫描时间间隔的均值大于或等于预设的扫描时间间隔时，则认为扫描较为不频繁，此时阳极靶可以停止旋转；当所述扫描时间间隔的均值小于预设的扫描时间间隔时，则认为扫描较为频繁，此时需要保持阳极靶的旋转状态。

再例如，若所述有效使用频率为最近预设时间内的启动参数，且所述启动参数为启动频率，则所述预设范围与启动频率相关。启动频率可以在一定程度上反映扫描频率，启动的频率越高表示扫描频率也越高，但是扫描频率越高并不表示启动频率越高，因为启动一次阳极靶旋转，可能会经历多次扫描。当所述启动频率小于或等于所述预设的启动频率时，说明启动频率较低，也就是扫描频率较低，此时所述阳极靶可以停止旋转；若大于所述预设的启动频率，则说明启动频率较高，也就是扫描频率较高，为了避免频繁启动，需要保持所述阳极靶的旋转状态。

再例如，若所述有效使用频率是根据最近预设时间段内各个时间点阳极靶的使用状态得到的，那么当所述阳极靶的使用频率DutyCycle大于或等于某个阈值时，则认为所述阳极靶的使用频率较为频繁，为了避免频繁启动，需要保持所述阳极靶的旋转状态；若所述阳极靶的使用频率DutyCycle小于该阈值时，则认为所述阳极靶的使用频率较低，则可以使阳极靶停止旋转。

步骤S104：获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间，所述目标球管待机时间小于默认球管待机时间。

在本实施例中，若所述阳极靶的有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与当前热容量对应的目标球管待机时间。

从图2可以看出，一般情况下，随着目标热容量的降低，需要散热的时间越来越长，因此目标热容量可以设定为一个非0值，该值可以在保证阳极靶停止旋转的情况下不会导致滚珠过热而损坏轴承，且从当前热容量降到目标热容量的时间小于默认球管待机时间。例如，参见图2，可以设定所述目标热容量与最大热容量的比值为60％，若所述当前热容量为95％，那么所述目标球管待机时间仅为350秒，远小于现有技术中20分钟的默认球管待机时间。

步骤S105：开始计时，并在所述目标球管待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转。

步骤S106：开始计时，并在默认待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转，所述默认待机时间大于所述目标球管待机时间。

在本实施例中，当所述阳极靶使用较为频繁时，可以不在较短的目标球管待机时间结束后就停止所述阳极靶旋转，而是在较长的默认待机时间结束后，再控制所述阳极靶停止旋转。若在计时的过程中执行扫描，则可以停止计时。

本实施例通过获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率，若所述有效使用频率在预设范围内，即当所述阳极靶的有效使用频率较低时，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间。由于仅考虑所述阳极靶散热得到的所述目标球管待机时间要远小于现有技术中考虑频繁启动所设定的默认球管待机时间，因此，本实施例在当阳极靶有效使用频率较低时，在保证阳极靶足够散热时间的基础上，降低球管待机时间，实现了延长阳极靶轴承寿命，进而延长球管寿命的目的。

基于以上实施例提供的一种阳极靶旋转时间控制方法，本发明实施例还提供了一种阳极靶旋转时间控制装置，下面结合附图来详细说明其工作原理。

实施例二

参见图3，该图为本发明实施例二提供的一种阳极靶旋转时间控制装置的结构框图。

本实施例提供的阳极靶旋转时间控制装置包括：映射关系获取单元101、有效使用频率获取单元102、目标球管待机时间获取单元103和控制单元104；

其中，所述映射关系获取单元101，用于预先获取球管待机时间与热容量的映射关系；

所述有效使用频率获取单元102，用于获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率；

所述目标球管待机时间获取单元103，用于若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间，所述目标球管待机时间小于默认球管待机时间；

所述控制单元104，用于开始计时，并在所述目标球管待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转。

本实施例通过获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率，若所述有效使用频率在预设范围内，即当所述阳极靶的有效使用频率较低时，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间。由于仅考虑所述阳极靶散热得到的所述目标球管待机时间要远小于现有技术中考虑频繁启动所设定的默认球管待机时间，因此，本实施例在当阳极靶有效使用频率较低时，在保证阳极靶足够散热时间的基础上，降低球管待机时间，实现了延长阳极靶轴承寿命，进而延长球管寿命的目的。

可选的，所述有效使用频率获取单元102，具体用于：

获取最近预设时间段内的扫描参数，所述扫描参数表示扫描的频繁程度。

可选的，所述有效使用频率获取单元102，具体用于：

获取最近预设时间段内阳极靶的启动参数，所述启动参数表示阳极靶启动旋转的频繁程度。

可选的，所述有效使用频率获取单元102，具体用于：

获取最近预设时间段内各个时间点阳极靶的使用状态，所述使用状态包括旋转状态和静止状态，并根据所述各时间点阳极靶的使用状态得到所述阳极靶的有效使用频率。

可选的，所述映射关系获取单元101包括：计算单元和映射关系建立单元；

所述计算单元，用于计算所述球管从实际热容量降到目标热容量所需要的球管待机时间；

所述映射关系建立单元，用于建立所述球管待机时间与所述实际热容量之间的映射关系；

所述目标球管待机时间获取单元103，具体用于若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与实际热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间。

所述实施例二提供的阳极靶旋转时间控制装置可以应用在任何具有处理器的电子设备上，所述电子设备可以是现有的、正在研发的或将来研发的任何电子设备，包括但不限于：现有的、正在研发的或将来研发的台式计算机、膝上型计算机、移动终端(包括智能手机、非智能手机、各种平板电脑)等。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在带有处理器的电子设备的处理器将存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图4所示，为本发明阳极靶旋转时间控制装置所在带有处理器的电子设备的一种硬件结构图，除了图4所示的处理器、内存、网络接口、以及存储器之外，实施例中装置所在的投影系统的设备或带有处理器的电子设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，例如显示器，对此不再赘述。

其中，存储器中可以存储有阳极靶旋转时间控制方法对应的逻辑指令，该存储器例如可以是非易失性存储器(non-volatile memory)，处理器可以调用执行存储器中的保存的逻辑指令，以执行上述的阳极靶旋转时间控制方法。

阳极靶旋转时间控制方法对应的逻辑指令的功能，如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例三

本实施例提供一种阳极靶旋转时间控制设备，所述设备包括：处理器和用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

预先获取球管待机时间与热容量的映射关系；

获取最近预设时间段内阳极靶的有效使用频率，若所述有效使用频率在预设范围内，则获取球管的当前热容量，并根据所述球管待机时间与热容量的映射关系，得到与所述当前热容量对应的目标球管待机时间，所述目标球管待机时间小于默认球管待机时间；

开始计时，并在所述目标球管待机时间结束后控制所述阳极靶停止旋转。

当介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“这个”和“所述”都意图表示有一个或多个元件。词语“包括”、“包含”和“具有”都是包括性的并意味着除了列出的元件之外，还可以有其它元件。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。