一种基于动压滑动轴承的x射线管的运行控制方法和系统

文档序号:307298 发布日期:2021-11-26 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种基于动压滑动轴承的x射线管的运行控制方法和系统 (Operation control method and system of X-ray tube based on dynamic pressure sliding bearing ) 是由 肖鑫 张曦 于 2021-09-17 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法和系统,方法包括:获取X射线管相关的工作参数;所述工作参数包括:X射线管中动压滑动轴承的转动部件的转速、X射线管工作电流或X射线管工作电压中的至少一种;基于所述工作参数,确定所述动压滑动轴承的运行稳定性;基于所述运行稳定性对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。(The application relates to an operation control method and system of a rotary anode X-ray tube based on a dynamic pressure sliding bearing, wherein the method comprises the following steps: acquiring relevant working parameters of the X-ray tube; the working parameters comprise: at least one of the rotation speed of the rotating component of the dynamic pressure sliding bearing in the X-ray tube, the working current of the X-ray tube or the working voltage of the X-ray tube; determining the operation stability of the dynamic pressure sliding bearing based on the working parameters; and performing operation control on the X-ray tube or the dynamic pressure sliding bearing in the X-ray tube based on the operation stability.)

一种基于动压滑动轴承的X射线管的运行控制方法和系统

技术领域

本申请涉及X射线管技术领域,尤其涉及一种基于动压滑动轴承的X射线管的运行控制方法和系统。

背景技术

动压滑动轴承是一种采用动液如流体润滑的轴承,动压滑动轴承的轴套和芯轴之间形成空腔,空腔中填充有流体介质如液体、气体等,在动压滑动轴承运行时,流体介质与轴套、芯轴之间相互作用。动压滑动轴承作为旋转元件,可以应用在众多X射线扫描设备当中,例如用作X射线设备中X射线管的旋转阳极的轴承。

动压滑动轴承运行时,流体介质与轴套、芯轴之间相互作用会影响动压滑动轴承的运行稳定性,若动压滑动轴承的运行稳定性不好,则可能会影响动压滑动轴承的运行效果和引起器件损坏,以及影响X射线扫描设备例如X射线设备的运行效果和引起器件损坏等问题。为了令动压滑动轴承运行时的稳定性满足要求,亟需提供一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法和系统。

发明内容

本说明书的目的在于提供一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法和系统,基于X射线管相关的工作参数来确定运行稳定性,以实现准确预估预设工作参数对应的运行稳定性,可以基于判断运行稳定性是否满足预设条件,来控制X射线管或X射线管中动压滑动轴承的运行,以有效地控制实际运行中的X射线管或X射线管中动压滑动轴承的稳定性满足要求。

本说明书实施例之一提供一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法,所述方法包括:获取X射线管相关的工作参数;所述工作参数包括:X射线管中动压滑动轴承的转动部件的转速、X射线管工作电流或X射线管工作电压中的至少一种;基于所述工作参数,确定所述动压滑动轴承的运行稳定性;基于所述运行稳定性对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

本说明书实施例之一提供一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统,所述系统包括:参数获取模块,用于获取X射线管相关的工作参数;所述工作参数包括:X射线管中动压滑动轴承的转动部件的转速、X射线管工作电流或X射线管工作电压中的至少一种;稳定性预估模块,用于基于所述工作参数,确定所述动压滑动轴承的运行稳定性;运行控制模块,用于基于所述运行稳定性对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

本说明书实施例之一提供一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制装置,所述装置包括至少一个处理器和至少一个存储设备,所述存储设备用于存储指令,当所述至少一个处理器执行所述指令时,实现所述基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明,这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的,在这些实施例中,相同的编号表示相同的结构,其中:

图1是根据本说明书一些实施例所示的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景示意图;

图2是根据本说明书一些实施例所示的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的模块图;

图3是根据本说明书一些实施例所示的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法的示例性流程图;

图4是根据本说明书一些实施例所示的动压滑动轴承的示例性示意图;

图5是根据本说明书一些实施例所示的得到动压滑动轴承的运行稳定性的方法的示例性流程图;

图6是根据本说明书一些实施例所示的基于判断结果对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明,图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解,本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而,如果其他词语可实现相同的目的,则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是,前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反,可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时,也可以将其他操作添加到这些过程中,或从这些过程移除某一步或数步操作。

本说明书所披露的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法和系统,可以应用于多种X射线设备,以控制X射线设备中X射线管或X射线管中动压滑动轴承的运行。例如,可以应用于采用基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的射线发射设备,如X射线扫描设备(包括但不限于计算机X线摄影仪(CR)、数字化X线摄影仪(DR)、计算机断层扫描仪(CT)、平片X射线机、移动X射线设备(比如移动C臂机)、数字减影血管造影扫描仪(DSA)、发射型计算机断层扫描仪(ECT)等中的一种或其任意组合)、放疗设备(包括但不限于医用直线加速器(RT)等)等。仅出于说明的目的,本申请将以X射线扫描设备为例,对披露的技术方案进行详细描述。其中X射线扫描设备包括X射线管,X射线管包括阴极和旋转阳极,旋转阳极可以包括阳极靶和动压滑动轴承。阳极靶固定在动压滑动轴承上,X射线管工作时,通过驱动动压滑动轴承运行,可以令动压滑动轴承的转轴(即转动部件)旋转,以令阳极靶旋转,基于X射线管的工作电压和工作电流,阴极发射电子束轰击旋转的阳极靶,以产生X射线。

图4是根据本说明书一些实施例所示的动压滑动轴承的示例性示意图。如图4所示,动压滑动轴承包括芯轴410、轴套420和动压滑动轴承运行时,芯轴与轴套之间形成的流体层430,流体层430中填充了流体介质如液体(如液态金属、油、水等)、气体(如空气、二氧化碳、氮气等)等。动压滑动轴承可以由驱动系统驱动以令芯轴或轴套旋转运行,旋转运行的部件可以称为转动部件。动压滑动轴承运行时,流体层中的流体介质可以免除芯轴和轴套相互接触,实现芯轴和轴套之间的润滑作用,以减少摩擦阻力和保护芯轴和轴套表面。

在一些实施例中,X射线管或X射线管中动压滑动轴承会根据设置的工作参数进行运行。X射线管或X射线管中动压滑动轴承的运行时,工作参数的设置会影响到流体介质与轴套、芯轴之间相互作用,进而影响动压滑动轴承的运行稳定性,给X射线管或X射线管中动压滑动轴承的运行带来不良影响。例如,对于X射线管,若动压滑动轴承运行稳定性差或不满足要求,会令动压滑动轴承旋转失稳造成轴承上的阳极靶旋转时失稳发生晃动,还会导致X射线管的焦点位置发生偏移,影响X射线管在扫描成像中的成像质量,也会导致动压滑动轴承的器件磨损,降低动压滑动轴承的寿命。

本说明书提出了一种基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法和系统,基于X射线管相关的工作参数,预估动压滑动轴承的运行稳定性,可以通过判断预估的运行稳定性参数是否满足预设条件,进而基于判断结果对X射线管或X射线管中动压滑动轴承进行运行控制,可以有效地保证和提高动压X射线管或X射线管中动压滑动轴承运行时的稳定性。

图1是根据本说明书一些实施例所示的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景示意图。

如图1所示,基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景100可以包括X射线扫描设备110、网络120、终端130、处理设备140以及存储设备150。

X射线扫描设备110可以包括X射线管(图中未示出),还可以包括其它一个或多个组成部件。X射线管可以包括阴极、旋转阳极和动压滑动轴承(图中未示出)。X射线管中的旋转阳极可以基于动压滑动轴承实现旋转。在一些实施例中,X射线扫描设备110中的X射线管及X射线管中的动压滑动轴承可以根据设置的工作参数进行运行。关于工作参数、X射线管及X射线管中的动压滑动轴承运行的进一步说明可以参见图3及其相关说明。

终端130可以包括移动设备131、平板电脑132、笔记本电脑133等或其任意组合。在一些实施例中,终端130可以通过网络与基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景100中的其他组件交互。例如,终端130可以向X射线扫描设备110发送一种或多种控制指令以控制X射线扫描设备110中的X射线管及X射线管中的动压滑动轴承按照指令进行运行。又例如,终端130还可以接收处理设备140的处理结果,例如,运行稳定性、运行稳定性的判断结果等。在一些实施例中,移动设备131可以包括智能家居装置、可穿戴设备、移动装置、虚拟现实装置、增强现实装置等或其任意组合。在一些实施例中,智能家居装置可以包括智能照明装置、智能电器控制装置、智能监控装置、智能电视、智能摄像机、对讲机等或其任意组合。在一些实施例中,可穿戴设备可以包括手链、鞋袜、眼镜、头盔、手表、衣服、背包、智能附件等或其任意组合。在一些实施例中,移动装置可包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏装置、导航装置、POS装置、笔记本电脑、平板电脑、台式机等或其任意组合。在一些实施例中,该虚拟现实装置和/或增强现实装置可包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实补丁、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实补丁等或其任意组合。例如,该虚拟现实装置和/或增强现实装置可包括Google GlassTM、Oculus RiftTM、HoloLensTM或Gear VRTM等。在一些实施例中,终端130可以是处理设备140的一部分。

在一些实施例中,处理设备140可以处理从X射线扫描设备110、终端130和/或存储设备150获得的数据和/或信息。例如,处理设备140可以基于X射线管相关的工作参数得到运行稳定性。又例如,处理设备140可以判断运行稳定性是否满足预设条件,还可以调整各个工作参数,从而令运行稳定性满足预设条件等。在一些实施例中,处理设备140还可以控制X射线扫描设备110中X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承的运行。例如,处理设备140可以控制X射线扫描设备110中X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承基于设置的工作电压、工作电流、动压滑动轴承的转动部件的转速、旋转器件转速等工作参数进行运行。在一些实施例中,处理设备140可以包括单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的,也可以是分布式的。在一些实施例中,处理设备140可以是本地的或远程的。例如,处理设备140可以通过网络120从X射线扫描设备110、终端130和/或存储设备150访问信息和/或数据。又例如,处理设备140可以直接连接X射线扫描设备110、终端130和/或存储设备150以访问信息和/或数据。在一些实施例中,处理设备140可以在云平台上实现。例如,云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、跨云、多云等其中一种或几种的组合。

存储设备150可以存储数据(例如,工作参数等)、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中,存储设备150可以存储从X射线扫描设备110、终端130和/或处理设备140处获得的数据,例如,存储设备150可以存储从X射线扫描设备110获得的X射线管相关的工作参数。在一些实施例中,存储设备150可以存储处理设备140执行或使用的数据和/或指令,以执行本申请中描述的示例性方法。例如,存储设备140可以存储动压滑动轴承的运行稳定性。又例如,存储设备140还可以存储调整后的工作参数。在一些实施例中,存储设备150可包括大容量存储器、可移除存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等其中一种或几种的组合。大容量存储可以包括磁盘、光盘、固态硬盘、移动存储等。可移除存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、ZIP磁盘、磁带等。易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态随机存储器(DRAM)、双数据率同步动态随机存取存储器(DDR-SDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、可控硅随机存取存储器(T-RAM)、零电容随机存取存储器(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模只读存储器(MROM)、可编程的只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM),电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘等。在一些实施例中,存储设备150可以通过本申请中描述的云平台实现。例如,云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、跨云、多云等其中一种或几种的组合。在一些实施例中,存储设备150可以是处理设备140的一部分,也可以是独立的并与处理设备140直接或间接相连。

网络120可以包括能够促进基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中,基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景100的一个或多个组件(例如,X射线扫描设备110、终端130、处理设备140、存储设备150等)可以通过网络120与基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的应用场景100的一个或多个组件之间交换信息和/或数据。例如,处理设备140可以通过网络120从X射线扫描设备110或存储设备150获取X射线管相关的工作参数。网络120可以包括公共网络(如互联网)、私人网络(例如,局域网(LAN)、广域网(WAN))等)、有线网络(如以太网)、无线网络(例如,802.11网络、无线Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如,长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、服务器计算机等其中一种或几种组合。例如,网络120可以包括有线网络、光纤网络、电信网络、局域网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN),公用交换电话网(PSTN)、蓝牙TM网络,ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等其中一种或几种的组合。在一些实施例中,网络120可以包括一个或多个网络接入点。例如,网络120可以包括有线和/或无线网络接入点,例如基站和/或因特网交换点,通过所述接入点,医学图像获取系统100的一个或多个组件可以连接网络120以交换数据和/或信息。

图2是根据本申请一些实施例所示的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统的模块图。

如图2所示,该基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制系统200可以包括参数获取模块210、稳定性预估模块220和运行控制模块230。

在一些实施例中,参数获取模块210可以用于获取X射线管相关的工作参数;所述工作参数包括:X射线管中动压滑动轴承的转动部件的转速、X射线管工作电流或X射线管工作电压中的至少一种。

在一些实施例中,稳定性预估模块220可以用于基于所述工作参数,确定所述动压滑动轴承的运行稳定性。在一些实施例中,稳定性预估模块220还可以用于通过运行稳定性评价模型,处理所述多种工作参数,得到所述动压滑动轴承的所述运行稳定性;或者,根据所述多种工作参数与所述运行稳定性间的映射关系,确定所述多种工作参数对应的所述运行稳定性。

在一些实施例中,所述动压滑动轴承运行时,所述转动部件转动且与固定部件之间形成流体层。

在一些实施例中,稳定性预估模块220还可以用于基于所述X射线管的所述工作电压、所述工作电流和工作时间,确定所述流体层的流体温度和空间结构变形;确定所述动压滑动轴承的承载力;以及,基于所述流体层的所述流体温度、所述流体层的所述空间结构变形、所述转动部件的转速和所述动压滑动轴承的所述承载力,确定所述运行稳定性。在一些实施例中,稳定性预估模块220还可以用于基于所述流体层的所述流体温度和所述流体层的所述空间结构变形,确定所述流体层的流体厚度分布和流体粘度;基于所述流体厚度分布、所述流体粘度、所述转动部件的转速和所述动压滑动轴承的所述承载力,确定所述运行稳定性。

在一些实施例中,动压滑动轴承可以安装于可旋转器件上,所述工作参数还可以包括所述可旋转器件的器件旋转速度。

在一些实施例中,稳定性预估模块220还可以用于基于所述可旋转器件的器件旋转速度和所述动压滑动轴承的重力确定所述动压滑动轴承的所述承载力。

在一些实施例中,运行控制模块230可以用于基于所述运行稳定性对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。在一些实施例中,运行控制模块230还可以用于反馈所述运行稳定性;接收用户基于反馈的所述运行稳定性选择所述工作参数中的至少一种参数进行调整的指令;其中,所述调整令所述运行稳定性满足预设条件;基于调整后的所述工作参数对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。在一些实施例中,运行控制模块230还可以用于若判断所述运行稳定性不满足预设条件,则调整所述工作参数中的至少一种参数,以令所述运行稳定性满足预设条件;并基于调整后的所述工作参数对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。在一些实施例中,运行控制模块230还可以用于若判断所述运行稳定性不满足预设条件,则通过以下调整中的至少一种调整所述工作参数,从而调整所述运行稳定性以满足预设条件:调整所述工作电压或所述工作电流中至少一种;或调整所述转动部件的转速或所述可旋转器件的所述器件旋转速度中的至少一种;以及基于调整后的所述工作参数对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

关于参数获取模块210、稳定性预估模块220和运行控制模块230的更多详细描述可以参见本申请图3、图5和图6及其相关说明,在此不再赘述。

可以理解,对于本领域的技术人员来说,在了解该系统的原理后,可能在不背离这一原理的情况下,对各个模块进行任意组合,或者构成子系统与其他模块连接。例如,图2中披露的参数获取模块210和稳定性预估模块220可以是由一个模块来实现上述两个模块的功能。又例如,各个模块可以共用一个存储模块,各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形,均在本申请的保护范围之内。

图3是根据本说明书一些实施例所示的基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法的示例性流程图。

在一些实施例中,流程300中的一个或多个操作可以通过处理设备140实现。例如,流程300可以以指令的形式存储在存储设备150中,并由处理设备140执行调用和/或执行。

如图3所示,流程300可以包括以下操作。

步骤310,获取X射线管相关的工作参数。

在一些实施例中,步骤310可以由参数获取模块210执行。

如前所述,X射线管和X射线管中的动压滑动轴承会根据设置的工作参数进行运行。例如,根据设置的工作参数令动压滑动轴承的转动部件旋转、令X射线管发射射线。在一些实施例中,动压滑动轴承的转动部件可以是芯轴或轴套。例如,动压滑动轴承运行时可以是芯轴固定,轴套旋转,也可以是轴套固定,芯轴旋转。

在一些实施例中,可以从X射线管或X射线管中动压滑动轴承的控制系统或存储X射线管相关的工作参数的存储空间中获取工作参数,也可以由用户输入以获得X射线管相关的工作参数。

在一些实施例中,X射线管相关的工作参数可以包括以下中的任一种或多种:X射线管的工作电压、X射线管的工作电流、X射线管的工作功率(也称曝光功率,可以基于X射线管的工作电压和工作电流确定)、X射线管的工作时间(也称X射线管曝光时间)、动压滑动轴承的转动部件的转速等。

在一些实施例中,X射线管可以安装于可旋转器件(如X射线管所在的可旋转机架)上,旋转器件可以旋转或不旋转。例如X射线管静止从而定点地进行X射线扫描,又例如X射线管随所在机架进行旋转,以令X射线管实现旋转扫描。

在一些实施例中,工作参数还可以包括可旋转器件的器件旋转速度。X射线管所在的可旋转器件可以以设置的器件旋转速度进行旋转。在一些实施例中,动压滑动轴承所在的可旋转器件的旋转可以影响动压滑动轴承的承载力,关于动压滑动轴承的承载力的更多内容可以参见图5及其相关说明。

步骤320,基于所述工作参数,确定所述动压滑动轴承的运行稳定性。

在一些实施例中,步骤320可以由稳定性预估模块220执行。

在一些实施例中,动压滑动轴承的运行稳定性可以通过稳定或不稳定的结果,以及还可以通过稳定程度(如分值等)等来表征。

在一些实施例中,动压滑动轴承的运行稳定性还可以通过各种参数来表征。预估得到的用于表征动压滑动轴承运行稳定性的参数可以称为运行稳定性参数。

在一些实施例中,基于X射线管相关的工作参数,得到的动压滑动轴承的运行稳定性参数可以包括以下中的一种或多种:动压滑动轴承运行的偏心率、动压滑动轴承运行时芯轴与轴套之间流体层的刚度系数和阻尼系数等。其中,偏心率可以是指动压滑动轴承运行时,芯轴几何中心和轴套几何中心的距离与芯轴半径和轴承孔半径之差的比值。动压滑动轴承运行时流体层的刚度系数表示动压滑动轴承运行时,流体层的流体介质形成的润滑膜弹性变形的难易程度。动压滑动轴承运行时流体层的阻尼系数表示动压滑动轴承运行时,流体层的流体介质形成的润滑膜的阻尼大小。

在一些实施例中,可以通过运行稳定性预估模型处理X射线管相关的工作参数,得到动压滑动轴承的运行稳定性。稳定性预估模型可以是反映输入变量如X射线管相关的工作参数与输出的运行稳定性的之间映射关系、函数关系等变量间关系的模型。

在一些实施例中,稳定性预估模型可以通过对输入变量与输出参数建立计算模型或映射关系得到。

在一些实施例中,稳定性预估模型可以包括神经网络模型,如NN、CNN、RNN等。将X射线管相关的工作参数输入稳定性预估模型,模型可以输出得到对应的运行稳定性。

在一些实施例中,稳定性预估模型包括神经网络模型时,可以通过训练得到所需的稳定性预估模型。在一些实施例中,可以将训练样本输入初始模型,基于损失函数迭代更新所述初始模型的模型参数以得到运行稳定性预估模型,其中,训练样本可以包括X射线管相关的工作参数样本和工作参数样本对应的动压滑动轴承的运行稳定性标签。

在一些实施例中,基于X射线管相关的工作参数,得到动压滑动轴承的运行稳定性可以包括:基于X射线管的工作电压、工作电流和工作时间,可以确定传递到动压滑动轴承的热量,进而可以确定流体层的流体温度和空间结构变形;确定动压滑动轴承的承载力,以及,可以基于流体层的流体温度、流体层的空间结构变形、动压滑动轴承的转动部件的旋转速度和动压滑动轴承的承载力,确定动压滑动轴承的运行稳定性。关于确定动压滑动轴承的运行稳定性的方法更多具体内容可以参见图5及其相关说明,在此不再赘述。

步骤330,基于所述运行稳定性对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

在一些实施例中,步骤330可以由运行控制模块230执行。

在一些实施例中,运行控制模块230可以判断运行稳定性是否满足预设条件,并得到判断结果。运行稳定性是否满足预设条件可以反映X射线管或X射线管中动压滑动轴承的运行是否稳定或满足要求。

在一些实施例中,预设条件可以是运行稳定,或运行稳定性(例如分值)不小于阈值等。

在一些实施例中,预设条件还可以是各个运行稳定性参数的取值范围。例如:动压滑动轴承运行的偏心率的取值范围、动压滑动轴承运行时芯轴与轴套之间流体层的刚度系数的取值范围和阻尼系数的取值范围。其中,取值范围可以包括例如取值大于阈值、小于阈值或位于取值区间、未位于取值区间等。

在一些实施例中,预设条件还可以是对运行稳定性参数进行进一步处理得到的参数的取值范围。例如,可以对多个运行稳定性参数进行归一化,或者加权求和等进一步处理,得到进一步的参数,预设条件可以是得到的进一步参数的取值范围。

在一些实施例中,判断运行稳定性是否满足预设条件可以是对运行稳定性参数中的一个或多个参数进行判断是否满足预设条件。

在一些实施例中,运行稳定性的判断结果可以包括运行稳定性满足预设条件或不满足预设条件。例如,偏心率大于阈值,则判断结果为运行稳定性参数不满足预设条件,又例如,动压滑动轴承运行时芯轴与轴套之间流体层的刚度系数和阻尼系数都大于阈值,则判断结果为运行稳定性参数不满足预设条件。

在一些实施例中,运行稳定性的判断结果为运行稳定性参数满足预设条件,则可以确定动压滑动轴承的运行稳定性满足要求;若判断结果为运行稳定性参数不满足预设条件,则判定动压滑动轴承的运行稳定性不满足要求。

在一些实施例中,判断结果还可以包括将确定的运行稳定性参数与预设的取值范围进行对比,得到的对比结果。在一些实施例中,对比结果可以包括分值。例如,运行稳定性参数越接近预设的取值范围,分值越高。在一些实施例中,对于多个运行稳定性参数,可以得到多个分值。在一些实施例中,可以基于多个分值,得到一个综合分值。综合分值可以是多个分值的加权平均、加权和等。预设条件可以是分值或综合分值的取值位于设定的取值范围,例如分值或综合分值大于阈值。若分值或综合分值满足预设条件,则可以判断运行稳定性满足预设条件,即运行稳定性满足要求。

在一些实施例中,运行稳定性和运行稳定性是否满足预设条件的判断结果可以反馈至用户、X射线管的控制设备等。在一些实施例中,可以通过用户界面反馈给用户,用户可以直观和清楚地知道根据当前工作参数预估的运行稳定性情况。

在一些实施例中,若得到的运行稳定性判断结果为动压滑动轴承的运行稳定性满足要求,则运行控制模块230可以使X射线管和X射线管中动压滑动轴承基于工作参数来运行。

在一些实施例中,若得到的运行稳定性判断结果为动压滑动轴承的运行稳定性不满足要求,则运行控制模块240可以调整X射线管相关的工作参数中的至少一个参数,以令基于调整后的工作参数确定的运行稳定性满足预设条件。X射线管和X射线管中动压滑动轴承基于调整后的预设工作参数时,运行稳定性可以满足要求。

在一些实施例中,也可以由用户基于反馈的运行稳定性选择工作参数中的至少一种参数进行调整,运行控制模块240可以接收调整后的工作参数。

关于基于判断结果控制X射线管和X射线管中动压滑动轴承的运行的方法的更多具体内容可以参见图6及其相关说明,在此不再赘述。

应当注意的是,上述有关流程300的描述仅仅是为了示例和说明,而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说,在本申请的指导下可以对流程300进行各种修正和改变。然而,这些修正和改变仍在本申请的范围之内。

图5是根据本说明书一些实施例所示的得到动压滑动轴承的运行稳定性的方法的示例性流程图。

在一些实施例中,流程500中的一个或多个操作可以通过处理设备140实现。例如,流程500可以以指令的形式存储在存储设备150中,并由处理设备140执行调用和/或执行。

在一些实施例中,流程500中的一个或多个操作可以通过稳定性预估模块220执行。流程500提供了320中描述的实现得到动压滑动轴承的运行稳定性的示例性方法。

如图5所示,流程500可以包括以下操作。

步骤510,基于X射线管的工作电压、工作电流和工作时间,确定流体层的流体温度和空间结构变形。

在一些实施例中,基于X射线管的工作电压、工作电流和工作时间,可以确定传递到动压滑动轴承的热量;传递到动压滑动轴承的热量会引起动压滑动轴承温度的变化,得到动压滑动轴承的温度分布,进而可以确定流体层的流体温度和流体层的空间结构变形。其中,流体温度是指轴承运行时,流体层中流体介质的温度。流体温度可以是流体层中不同位置的流体温度的平均温度,或流体层中不同位置的流体温度的最高值,或各个位置的温度分布。

空间结构变形是指流体层对应的空腔结构的变形。由于动压滑动轴承温度变化,可以令形成流体层对应的空腔结构的芯轴和轴套产生形变,如热膨胀,进而引起形成的空腔结构的变形,即空腔内壁的形状变化。例如,以轴承中心为圆心,30度角对应的径向上芯轴和轴套的内壁至少之一向空腔方向膨胀2mm)。在一些实施例中,空间结构变形可以包括流体层温度对应的芯轴和轴套的热膨胀系数(如0.15),或者流体层的空间结构形变量(如内壁膨胀2mm)。在一些实施例中,空间结构形变量可以包括流体层对应的空腔结构的多个位置(例如以轴承中心为圆心,某一圆心角的径向位置对应的内壁位置)的形变量,或者流体层对应的空腔结构的多个部分(例如以轴承中心为圆心,某一圆心角范围(如0-30度)对应的内壁部分)的形变量。

在一些实施例中,可以建立X射线管的工作电压、工作电流和工作时间与流体层的流体温度和空间结构变形的映射关系(如工作功率和工作时间与流体层的流体温度、空间结构变形一一对应的关系)、计算模型(如传热学、热膨胀等热力学计算模型、神经网络模型等)。基于动压滑动轴承的工作功率和工作时间,通过映射关系或计算模型得到对应的流体层的流体温度和空间结构变形。

在一些实施例中,可以基于实际运行中动压滑动轴承的监测数据(例如对实际运行的动压滑动轴承的流体温度的测量数据)对映射关系、计算模型进行修正,以令映射关系、计算模型更加准确。

仅作为示例,在X射线管工作时,根据X射线管的工作电压、工作电流和工作时间,阴极发射电子束轰击安装在动压滑动轴承上的阳极靶,能量转化为热量传递到动压滑动轴承上。X射线管以设置的工作电压、工作电流和工作时间运行,则可以确定产生的能量,进一步确定传递到动压滑动轴承上的热量,以及进一步基于传热学建立计算模型(如通过有限元软件设置动压滑动轴承的材料属性,边界条件等动压滑动轴承参数,建立热仿真计算模型)。通过有限元计算方法求解计算模型,得到流体层的流体温度,基于温度与热膨胀的关系建立计算模型,得到流体温度对应的流体层的空间结构变形。

步骤520,基于流体层的所述流体温度、流体层的所述空间结构变形、动压滑动轴承的转动部件的转速和动压滑动轴承的承载力,确定动压滑动轴承的运行稳定性。

在一些实施例中,可以确定动压滑动轴承的承载力。动压滑动轴承的承载力是指动压滑动轴承运行时,所需承载的载荷。

在一些实施例中,动压滑动轴承的承载力可以是动压滑动轴承的重力。例如,X射线管固定位置进行定点扫描,动压滑动轴承的承载力即为动压滑动轴承的重力。

在一些实施例中,X射线管安装在可旋转器件上,可旋转器件的旋转为动压滑动轴承的载荷增加了可旋转器件旋转产生的离心力。动压滑动轴承的承载力可以是旋转器件旋转产生的离心力与动压滑动轴承的重力的合力。旋转器件旋转产生的离心力可以基于器件旋转速度确定。

流体层的流体温度、流体层的空间结构变形、动压滑动轴承的转动部件的转速和动压滑动轴承的承载力都可以对动压滑动轴承运行的稳定性产生影响。基于这几个方面,可以全面地考虑动压滑动轴承工作时器件产生的热量对动压滑动轴承运行稳定性的影响,以及由于器件工作产生的热量引起的流体层空间结构变形、轴承转速、轴承的承载力对动压滑动轴承运行稳定性的影响,以确定用于评价运行稳定性的运行稳定性。

在一些实施例中,可以建立流体层的流体温度、流体层的空间结构变形、动压滑动轴承的旋转速度、动压滑动轴承的承载力和运行稳定性例如动压滑动轴承运行的偏心率、动压滑动轴承运行时芯轴与轴套之间流体层的刚度系数和阻尼系数等运行稳定性参数之间的映射关系、计算模型(如Reynolds方程又称雷诺方程等流体计算理论、神经网络模型等)。基于流体层的流体温度、流体层的空间结构变形、动压滑动轴承的转动部件的转速、动压滑动轴承的承载力,可以通过映射关系或计算模型得到运行稳定性。

在一些实施例中,还可以基于流体层的流体温度和流体层的空间结构变形,确定流体层的流体厚度分布和流体粘度。再基于流体厚度分布、所述流体粘度、动压滑动轴承的旋转速度和动压滑动轴承的承载力,确定运行稳定性。

流体层的流体厚度分布是指轴承运行时,流体层的流体厚度分布,可以包括流体层各个位置(如以轴承中心为圆心的各个角度位置)的流体厚度。流体层的流体厚度分布可以基于流体层的空间结构变形确定。

流体粘度与流体介质的温度有关。流体层的流体粘度可以基于流体温度确定。例如,对于液态金属,温度越高,流体粘度越低。

在一些实施例中,可以建立流体层的流体温度、流体层的空间结构变形与流体层的流体厚度分布和流体粘度之间的映射关系(如流体层的流体温度、流体层的空间结构变形与流体层的流体厚度分布、流体粘度一一对应的关系)、计算模型(如,基于流体的粘度和温度变化关系的计算模型、空间结构变形与流体厚度分布的对应关系的计算模型、神经网络模型等)。基于流体层的流体温度、流体层的空间结构变形,通过映射关系或计算模型可以得到流体层的流体厚度分布和流体粘度。

在一些实施例中,通过基于X射线管的工作热量确定的流体温度和流体层的空间结构变形可以确定流体层的流体厚度分布和流体粘度,实现了将热量对轴承运行的影响与流体运动对轴承运行的影响相结合,来确定动压滑动轴承的运行稳定性,这样可以确定准确的运行稳定性。

应当注意的是,上述有关流程500的描述仅仅是为了示例和说明,而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说,在本申请的指导下可以对流程300进行各种修正和改变。然而,这些修正和改变仍在本申请的范围之内。

图6是根据本说明书一些实施例所示的基于所述运行稳定性对X射线管或X射线管中动压滑动轴承进行运行控制的方法的示例性流程图。

在一些实施例中,流程600中的一个或多个操作可以通过处理设备140实现。例如,流程600可以以指令的形式存储在存储设备150中,并由处理设备140执行调用和/或执行。

在一些实施例中,流程600中的一个或多个操作可以通过运行控制模块240执行。流程600提供了实现330描述的基于所述运行稳定性对X射线管或X射线管中动压滑动轴承进行运行控制的示例性方法。

如图6所示,流程600可以包括以下操作。

步骤610,若判断所述运行稳定性不满足预设条件,则调整工作参数,从而调整运行稳定性以满足预设条件。

在一些实施例中,可以调整X射线管相关的工作参数中的一个或多个参数,如调整X射线管的工作电压、X射线管的工作电流、X射线管的工作时间、动压滑动轴承的旋转部件的旋转速度、X射线管所在器件的器件旋转速度中的一个或多个参数,从而今基于调整后工作参数确定的动压滑动轴承的运行稳定性满足预设条件。

在一些实施例中,可以调整X射线管的工作电压、工作电流和工作时间中的一个或全部,以调整所述流体温度和所述空间结构变形发生变化,从而调整确定的运行稳定性(如动压滑动轴承运行的偏心率、轴芯与轴套之间的流体层的刚度系数、轴芯与轴套之间的流体层的阻尼系数)以满足预设条件。

在一些实施例中,可以调整动压滑动轴承的旋转部件的旋转速度,从而调整确定的运行稳定性(如动压滑动轴承运行的偏心率、轴芯与轴套之间的流体层的刚度系数、轴芯与轴套之间的流体层的阻尼系数)以满足预设条件。

在一些实施例中,还可以调整X射线管所在器件(例如,X射线管所在的机架)的器件旋转速度,或者可以同时调整动压滑动轴承的旋转部件的旋转速度和X射线管所在器件的器件旋转速度,从而调整确定的运行稳定性(如动压滑动轴承运行的偏心率、轴芯与轴套之间的流体层的刚度系数、轴芯与轴套之间的流体层的阻尼系数)以满足预设条件。

在一些实施例中,可以调整前述全部工作参数,从而调整确定的运行稳定性(如动压滑动轴承运行的偏心率、轴芯与轴套之间的流体层的刚度系数、轴芯与轴套之间的流体层的阻尼系数)以满足预设条件。

仅作为示例,对于X射线管,若基于相关的X射线管工作参数确定的偏心率大于阈值,可判定运行稳定性不满足预设条件。可以调整X射线管的工作电压和工作电流中的一个或全部,以及调整动压滑动轴承的旋转部件的旋转速度,使得确定的偏心率满足小于或等于阈值的要求。

步骤620,基于调整后的所述工作参数对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

通过调整X射线管相关的工作参数,可以令基于调整后工作参数确定的运行稳定性满足预设条件,则可以令基于调整后的工作参数进行运行的X射线管或X射线管中动压滑动轴承满足运行要求。

作为示例,调整X射线的工作电压和工作电流即可以调整X射线管的工作电力以控制X射线管或X射线管中动压滑动轴承的运行。

应当注意的是,上述有关流程600的描述仅仅是为了示例和说明,而不限定本申请的适用范围。对于本领域技术人员来说,在本申请的指导下可以对流程600进行各种修正和改变。然而,这些修正和改变仍在本申请的范围之内。

本说明书实施例还提供一种装置,包括处理器,所述处理器用于执行前述基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法。所述方法可以包括:获取X射线管相关的工作参数;所述工作参数包括:X射线管中动压滑动轴承的转动部件的转速、X射线管工作电流或X射线管工作电压中的至少一种;基于所述工作参数,确定所述动压滑动轴承的运行稳定性;基于所述运行稳定性对所述X射线管或所述X射线管中所述动压滑动轴承进行运行控制。

本说明书实施例基于动压滑动轴承的旋转阳极X射线管的运行控制方法和系统可能带来的有益效果包括但不限于:(1)通过X射线管相关的工作参数来确定动压滑动轴承的运行稳定性参数,以实现准确X射线管运行时对应的动压滑动轴承的运行稳定性,并可以通过判断运行稳定性是否满足预设条件,来对X射线管或X射线管中动压滑动轴承进行运行控制,例如调整工作参数中的一个或多个参数,可以有效提高X射线管和X射线管中动压滑动轴承的运行效果以及保护器件;(2)通过将基于X射线管工作热量确定的流体温度和流体层的空间结构变形,映射到流体层的流体厚度分布和流体粘度,实现了将热量对轴承运行的影响与流体运动对轴承运行的影响相结合,来确定动压滑动轴承的运行稳定性,使得确定的动压滑动轴承的运行稳定性更加准确,进而更准确地对X射线管或X射线管中动压滑动轴承进行运行控制。需要说明的是,不同实施例可能产生的有益效果不同,在不同的实施例里,可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合,也可以是其他任何可能获得的有益效果。

上文已对基本概念做了描述,对本领域技术人员来说在阅读本详细公开之后十分显然的是,之前的详细公开旨在仅作为示例来给出,而并不构成限定。各种变更、改善和修改可发生且为本领域技术人员所预期,尽管未在本文中明确陈述。这些变更、改善和修改旨在为本公开所建议,并且落入本公开的示例性实施例的精神和范围之内。

此外,已使用特定术语来描述本公开的各实施例。例如,术语“一个实施例”、“一实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本公开的至少一个实施例中。因此,强调并应领会,在本说明书的各个部分中对“一实施例”或“一个实施例”或“替换实施例”的两个或更多个引述未必全都指向同一实施例。此外,特定的特征、结构或特性在本公开的一个或多个实施例中可被适当地组合。

此外,本领域技术人员将领会,本公开的各方面在本文中可以在数个可专利类别或上下文中的任何一者中进行说明和描述,包括任何新的和有用的过程、机器、制造、或物质的组成,或其任何新的和有用的改进。此外,本公开的各方面可采取实施在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式,该一个或多个计算机可读介质上实施有计算机可读程序代码。

计算机可读信号介质可包括被传播的数据信号,其具有被实施在其中(例如,在基带中或作为载波的一部分)的计算机可读程序代码。此类被传播的信号可采取各种形式中的任何形式,包括电磁、光学等等、或其任何合适组合。计算机可读信号介质可以是并非计算机可读存储介质的、并且可以传达、传播、或传输程序以供指令执行系统、装置或设备执行或结合其来执行的任何计算机可读介质。实施在计算机可读信号介质上的程序代码可使用任何恰适的介质来传送,包括无线、有线、光纤电缆、RF等等、或前述的任何合适的组合来传送。

用于执行本公开的各方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写,包括面向对象编程语言,诸如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等等,常规的过程式编程语言,诸如“C”编程语言、VisualBasic、Fortran2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP,动态编程语言,诸如Python、Ruby和Groovy,或其他编程语言。程序代码可完全地在用户的计算机上、部分地在用户的计算机上、作为独立软件包、部分地在用户的计算机上且部分地在远程计算机上、或完全地在远程计算机或服务器上执行。在后一场景中,可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))将远程计算机连接到用户的计算机,或可作出至外部计算机的连接(例如,使用因特网服务提供商通过因特网)或在云计算环境中或被提供作为服务(诸如软件即服务(SaaS))。

此外,处理元素或序列、或使用数字、字母或其他标号的所叙述次序因此并非旨在将所要求保护的过程和方法限定于任何次序,除非可能在权利要求书中指明。尽管以上公开贯穿各种示例讨论了当前被认为是本公开的各种有用实施例的内容,但是应理解,此类细节仅仅是为了该目的,并且所附权利要求书并不被限定于所公开的实施例,而是反之旨在覆盖落在所公开的实施例的精神和范围内的修改和等效布置。例如,尽管以上描述的各种组件的实现可被实施在硬件设备中,但是它也可被实现为仅软件解决方案——例如,安装在现有服务器或移动设备上。

类似地,应当领会,在对本公开的实施例的以上描述中,出于精简本公开以帮助理解各创造性实施例中的一者或多者的目的,各个特征有时被一起编组在单个实施例、附图、或其描述中。然而,这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的主题需要比在每项权利要求中所明确记载的更多特征的意图。相反,创造性的实施例存在于比单个前述公开的实施例的全部特征更少的特征。

在一些实施例中,表达用于描述并要求保护本申请的某些实施例的数量或属性的数字应当被理解为在一些实例中由术语“大约”、“近似”或“基本上”来修饰。例如,“大约”、“近似”或“基本上”可指示所描述的值的±20%的变化,除非另外声明。因此,在一些实施例中,在书面描述和所附权利要求书中所阐述的数值参数是可取决于力图通过特定实施例而获得的期望属性而改变的近似值。在一些实施例中,应当根据所报告的有效数字的数目并且应用普通的舍入技术来解释这些数值参数。尽管阐述本申请的一些实施例的广泛范围的数值范围和参数是近似值,但是在特定示例中阐述的数值是以实践上尽可能精确的方式被报告的。

本文引用的每个专利、专利申请、专利申请公开以及其它材料(诸如文章、书籍、说明书、出版物、文献、物品等)在此出于所有目的引用整体并入本文,与上述材料相关联的任何起诉文件历史记录、上述材料中与本文件不一致或相冲突的材料、或上述材料中可能对现在或之后与本文件相关联的权利要求最大保护范围有限定影响的材料除外。作为示例,假如与任何所纳入的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用和与本文件相关联的术语的描述、定义和/或使用之间存在任何不一致或冲突,则以本文件中的术语的描述、定义和/或使用为准。

最后,应该理解,本文公开的应用的实施例是对本申请的实施例的原理的解说。可以采用的其他修改可以落入本申请的范围内。由此,作为示例而非限制,根据本文的教导可以利用本申请的实施例的替换配置。因此,本申请的实施例并不限于如精确地所示和所描述的那样。

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