具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例提供一种X射线管剂量快速调节的控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S1：获取X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及目标启动时间。

在一具体实施例中，首先，X射线管收到上位机发送的出束指令后，根据X射线的目标辐射剂量确定X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值，即需要X射线球管电压、电流达到何值时，X射线管输出的辐射剂量才能保证安检设备的正常运行。确定X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值后，根据安检设备的工作时间需求，确定目标启动时间。

获取X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及目标启动时间。上述X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值为X射线

步骤S2：将X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及启动时间输入至灯丝预热模型中，得到X射线管灯丝目标电流值及第一阶段启动时间及第二阶段启动时间，目标启动时间等于第一阶段启动时间及第二阶段启动时间之和。

在一具体实施例中，将X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及启动时间输入至灯丝预热模型中，从灯丝预热模型中遍历曝光组合中每一个点，筛选出与X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值对应的X射线管灯丝目标电流值及第一阶段启动时间。另外，由于目标启动时间为一定值，而根据灯丝预热模型又可确定第一阶段启动时间，因此，将目标启动时间减去第一阶段启动时间即为第二阶段启动时间。

步骤S3：在第一阶段启动时间内，根据X射线管灯丝目标电流值对当前X射线管灯丝电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。

在一具体实施例中，在第一阶段启动时间内，根据X射线管灯丝目标电流值对当前X射线管灯丝电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值，具体包括如下步骤：

步骤S31：在第一阶段启动时间内，将X射线管灯丝目标电流值作为给定值输入至X射线管灯丝电流闭环控制环路。

步骤S32：实时监测当前X射线管灯丝电流值，将当前X射线管灯丝电流值作为反馈值输入至X射线管灯丝电流闭环控制环路，对当前X射线管灯丝电流值进行闭环调节，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。

在本发明实施例中，如图2所示，在第一阶段启动时间内，将预热模型作为X射线管灯丝电流闭环控制环路中的控制器。将预热模型计算得到的X射线管灯丝目标电流值作为给定值输入至X射线管灯丝电流闭环控制环路中，并将当前X射线管灯丝电流值Ifil作为反馈值输入至X射线管灯丝电流闭环控制环路，控制灯丝变电流上升。根据反馈值监测当前X射线管灯丝电流值是否上升至X射线管灯丝目标电流值。当当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值时，说明灯丝热量迅速到达目标值所需，此时X射线管完成第一阶段的启动工作。通过将预热模型计算得到的X射线管灯丝目标电流值作为给定值输入至X射线管灯丝电流闭环控制环路中，保证了控制参数连续性。

步骤S4：在第二阶段启动时间内，对预设X射线球管电压值及预设X射线球管电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。

在一具体实施例中，在第二阶段启动时间内，对预设X射线球管电压值及预设X射线球管电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值，包括如下步骤：

步骤S41：在第二阶段启动时间内，将预设X射线球管电压值kV作为电压给定值，斜坡输入至X射线球管电压闭环控制环路，将预设X射线球管电流值mA作为电流给定值，斜坡输入至X射线球管电流闭环控制环路。

步骤S42：实时监测当前X射线球管电压值，将当前X射线球管电压值作为反馈值输入至X射线球管电压闭环控制环路，实时监测当前X射线球管电流值，将当前X射线球管电流值作为反馈值输入至X射线球管电流闭环控制环路。

步骤S43：对当前X射线球管电压值及当前X射线球管电流值进行闭环调节，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。

在本发明实施例中，在第二阶段启动时间内，如图2所示，将X射线管灯丝电流闭环控制环路切换到X射线球管电流闭环控制环路下，同时启动X射线球管电压闭环控制环路。将预设X射线球管电压值作为X射线球管电压闭环控制环路中的电压给定值，同时将预设X射线球管电流值作为X射线球管电流闭环控制环路中的电流给定值，其中预设X射线球管电压值及预设X射线球管电流值均为斜坡给定，斜坡上升时间为第二阶段启动时间。在第一阶段启动时间的预热结束后进行闭环调节时，通过将预设X射线球管电压值及预设X射线球管电流值斜坡给定输入双闭环控制回路，可以有效减小上升过程中的过冲，降低对于球管和灯丝的冲击损耗，还可以有效延长球管的使用寿命。

进一步地，当前X射线球管电压值作为反馈值输入至X射线球管电压闭环控制环路，将当前X射线球管电流值作为反馈值输入至X射线球管电流闭环控制环路。通过给定值与反馈值的差值调节斜坡给定输入值，使X射线球管在设定的目标启动时间内到达X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值，实现剂量的快速稳定上升。如图3所示，为X射线管启动全过程，在第一阶段启动时间内(即第1阶段)，实现X射线管灯丝电流的快速调节。在第二阶段启动时间内(即第2阶段)，实现X射线管灯丝电流的精确调节。

本发明提供的X射线管剂量快速调节的控制方法，包括：获取X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及目标启动时间；将X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及启动时间输入至灯丝预热模型中，得到X射线管灯丝目标电流值及第一阶段启动时间及第二阶段启动时间，目标启动时间等于第一阶段启动时间及第二阶段启动时间之和；在第一阶段启动时间内，根据X射线管灯丝目标电流值对当前X射线管灯丝电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值；在第二阶段启动时间内，对预设X射线球管电压值及预设X射线球管电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。通过将第一阶段启动时间内，建立灯丝预热模型在启动开始介入控制，实现X射线管灯丝电流的快速调节。完成预热后，在第二阶段启动时间切换到PI双闭环控制方法，实现X射线管灯丝电流的精确调节。从而只需X射线管在出束时候进行预热控制，有效缩短管电流的稳态时间。

在一实施例中，灯丝预热模型建立过程，包括如下步骤：

步骤S21：获取X射线球管历史电压值、X射线球管历史电流值以及X射线管灯丝历史电流值；

步骤S22：根据X射线球管历史电压值、X射线球管历史电流值以及X射线管灯丝历史电流值的对应关系建立灯丝预热模型。

在一具体实施例中，在灯丝预热模型建模过程中，X射线球管会遍历曝光组合中每一个点，获取X射线球管历史电压值、X射线球管历史电流值以及X射线管灯丝历史电流值。之后将每次曝光对应的X射线球管历史电压值、X射线球管历史电流值和X射线管灯丝历史电流值存储成表格，然后可以根据将要曝光的X射线球管电压、X射线球管电流来查询相应的X射线管灯丝电流，对于非表格中数值可由包括但不限于使用插值、拟合、逼近等方法得到，从而建立灯丝预热模型。上述灯丝预热模型将作为后面控制灯丝电流第一阶段启动过程中的控制器。建立灯丝预热模型后可以进行正常曝光，首先获取X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值，之后根据灯丝预热模型获取X射线管灯丝目标电流值。将X射线管加载X射线管灯丝目标电流值使得灯丝热量满足曝光出束要求。然后切换到双闭环控制，斜坡给定预设X射线球管电压值和预设X射线球管电流值在设定的启动时间内使得射线剂量到达目标值。

在一实施例中，X射线管剂量快速调节的控制方法，还包括如下步骤：

步骤S23：判断X射线管工作曝光时间间隔是否大于第一预设时间阈值。

步骤S24：当X射线管工作曝光时间间隔大于第一预设时间阈值时，更新灯丝预热模型。

步骤S25：当X射线管工作曝光时间间隔不大于第一预设时间阈值时，将当前灯丝预热模型作为第一阶段启动时间内的控制器。

在一具体实施例中，X射线管在第一次工作时会进行判断，如果距离上一次工作曝光时间间隔大于N天，会自动进行训管操作。每次训管都会更新灯丝预热模型，避免因为使用时间或使用环境的差异导致系统性能的下降，保证X射线源性能时刻处于最优。第一预设时间阈值可根据实际情况进行设置。

本发明实施例提供还一种X射线管剂量快速调节的控制系统，如图4所示，包括：

获取模块1，用于获取X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及目标启动时间。详细内容参见上述实施例中步骤S1的相关描述，在此不再赘述。

计算模块2，用于将X射线球管目标电压值、X射线球管目标电流值以及启动时间输入至灯丝预热模型中，得到X射线管灯丝目标电流值及第一阶段启动时间及第二阶段启动时间，目标启动时间等于第一阶段启动时间及第二阶段启动时间之和。详细内容参见上述实施例中步骤S2的相关描述，在此不再赘述。

第一调制模块3，用于在第一阶段启动时间内，根据X射线管灯丝目标电流值对当前X射线管灯丝电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。详细内容参见上述实施例中步骤S3的相关描述，在此不再赘述。

第二调制模块4，用于在第二阶段启动时间内，对预设X射线球管电压值及预设X射线球管电流值进行闭环控制，直至当前X射线管灯丝电流值上升至X射线管灯丝目标电流值。详细内容参见上述实施例中步骤S4的相关描述，在此不再赘述。

本发明提供的X射线管剂量快速调节的控制系统，通过将第一阶段启动时间内，建立灯丝预热模型在启动开始介入控制，实现X射线管灯丝电流的快速调节。完成预热后，在第二阶段启动时间切换到PI双闭环控制方法，实现X射线管灯丝电流的精确调节。从而只需X射线管在出束时候进行预热控制，有效缩短管电流的稳态时间。

本发明实施例还提供一种计算机设备，如图5所示，该设备可以包括处理器61和存储器62，其中处理器61和存储器62可以通过总线或者其他方式连接，图5以通过总线连接为例。

处理器61可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器61还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。

存储器62作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的对应的程序指令/模块。处理器61通过运行存储在存储器62中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的X射线管剂量快速调节的控制方法。

存储器62可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器61所创建的数据等。此外，存储器62可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器62可选包括相对于处理器61远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器61。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、企业内网、移动通信网及其组合。

一个或者多个模块存储在存储器62中，当被处理器61执行时，执行本发明实施提供的X射线管剂量快速调节的控制方法。

上述计算机设备具体细节可以对应参阅图1-图3所示的实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法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的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。