一种x射线源远程控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于野外环境下的X射线源远程控制装置，属于X射线源控制装置【技术领域】。该装置包括电源、手轮、现场可编程门阵列FPGA、差分数字传输模块、数模转换模块；通过手动控制手轮旋转角度输出相应电平信号作为控制信号，电平信号被传送至现场可编程门阵列FPGA；FPGA根据接收到的电平信号进行计算转换，并将转换后的信号通过差分数字信号模块传送至远端的FPGA，再通过数模转换模块将数字信号转换成模拟信号后传送至X射线源控制端口。在本装置中，采用现场可编程门阵列FPGA作为处理核心不需要大量外围电路驱动，可移植性和可拓展性较高；运用绝对式光电编码器进行控制操作，控制精度高，操作简单；采用差分数字传输，信号远传不易衰减、抗干扰性强、可靠性高；远端控制，可大大降低对人体的辐射伤害。
【专利说明】一种X射线源远程控制装置
【技术领域】
[0001]本发明属于X射线源控制装置【技术领域】，涉及一种应用于野外环境下的X射线源远程控制装置。
【背景技术】
[0002]X射线源广泛应用于工业产品的无损检测和探伤，根据被检工件的材料及尺寸选择不同能量的X射线。管电压、管电流是和X射线源相关的重要参数，管电压是射线机工作时加在射线管阴阳两极的峰值电压，管电流是通过射线管阴阳两极的平均电流值实现控制；管电压控制是通过控制X射线发生器中高压变压器初级电压(低压)实现的，管电流是直接采样射线管中流过的电流，两者均由电压控制器控制。
[0003]绝对式光电编码器(手轮)是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成数字量的传感器。因其高精度、易操作，成为目前应用最多的传感器。并且，为保护X射线管并延长其使用寿命必须为其设计训机模式，训机即将管电压按照一定规律，从起始电压缓慢增加到设置的最大电压。
[0004]目前的工业CT中，X射线源往往在室内应用，即通过墙壁或者厚金属板即可达到屏蔽射线源辐射对人体伤害的效果。一旦工作环境是野外，这种防护措施会受条件限制不能具备，近距离操作，会对操作员身体造成辐射危害；又由于现有的射线源控制器与X射线源装置是模拟信号连接，而模拟信号在远距离传输时会衰减失真，抗干扰性能差，造成控制信号不准确，最终导致成像结果不准确，故模拟信号不能远距离传输。综上，就要求对射线源进行远距离控制操作，并且要达到控制信号远传不失真的效果。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种X射线源远程控制装置，该装置通过旋转手轮来控制射线源中的参数大小，并将控制信号进行远程传送，实现远距离无损伤控制X射线源，使得管电压管电流参数值连续可调，解决了在室外或者野外环境中对不同物件进行X射线无损探伤的难题，具有安全性高、装置简单、信号远传不失真和控制精度高等优点。
[0006]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]一种X射线源远程控制装置，包括电源、手轮、现场可编程门阵列FPGA、差分传输总线、数模转换模块；通过手动控制手轮旋转角度输出相应电平信号作为控制信号，电平信号被传送至现场可编程门阵列FPGA ；FPGA根据接收到的电平信号进行计算转换，并将转换后的信号通过差分总线传送至远端的FPGA，该FPGA把差分信号转化为单端信号传送至数模转换模块，数模转换模块将其转换成模拟信号后并传送至X射线源控制端口。
[0008]进一步，所述手轮为两个，用来完成X射线源管两个参数的控制，旋转一圈代表360度，正转增加，反转减小，转满一圈代表管电压管电流分别达到了最大值。
[0009]进一步，所述控制信号通过差分总线远距离传输时选择双绞线材料线传输，采用差动的两根数据线。
[0010]进一步，所述手轮为绝对式光电编码器，输出方式为串行二进制输出。
[0011]进一步，所述控制装置还包括配置芯片和晶体振荡器，所述配置芯片用于存储FPGA的算法程序，所述晶体振荡器用于提供时钟信号。
[0012]进一步，所述FPGA为两个，一个在控制端，用于将控制信号转化为差分信号；一个在远端，把差分信号转化为单端信号并送至数模转换模块。
[0013]进一步，所述数模转换模块把数字信号转换为电压型模拟信号，然后输出给射线源低压控制端口去完成对管电压和管电流的控制。
[0014]本发明的有益效果在于:1)采用现场可编程门阵列FPGA作为处理核心不需要大量外围电路驱动，能够节约硬件成本，并且可移植性和可拓展性较高；2 )运用绝对式光电编码器进行控制操作，控制精度高，操作简单；3)采用差分数字传输，信号远传不易衰减、抗干扰性强、可靠性高；远端控制，可大大降低对人体的辐射伤害，安全性能高。4)最终是模拟信号实现参数控制
【专利附图】
【附图说明】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明:
[0016]图1为本发明所述装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明提供了一种X射线源远程控制装置，包括线两个手轮、两个作为核心处理部件的现场可编程门阵列FPGA、晶体振荡器、配置芯片、差分传输总线、两个数模转换模块和一个X射线源。手动旋转手轮到一定角度后，手轮中吸光元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数并输出传送至现场可编程门阵列FPGA的I/O接口，FPGA根据接收到的电平信号进行计算和处理，并将处理结果通过差分总线传输传送至X射线源低压控制端口 ；配置芯片用于存储FPGA的算法程序，晶体振荡器用于提供时钟信号；所述的两个手轮分别用来控制X射线源射线管的两个参数，使二者连续可调，其中一个控制管电压，一个控制管电流；当手轮正转时，参数增加，反转时，参数减小。
[0018]下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
[0019]图1为本发明所述装置的结构示意图，X射线源远程控制装置，它包括两个串行输出手轮、两个作为核心处理部件的现场可编程门阵列FPGA、两个晶体振荡器、两个配置芯片、差分传输总线、两个数模转换模块和一个X射线源。
[0020]手动旋转手轮到一定角度后，手轮中各吸光元件根据受光照与否转换出相应的电平信号，形成二进制数字信号并输出传送至现场可编程门阵列FPGA的I/O接口，FPGA处理该信号并转化为差分信号，经差分总线远传至被控端的FPGA，该FPGA把差分信号转化为单端信号并送至数模转换模块。数模转换模块将其转换为模拟信号送至X射线源的低压控制端口 ；配置芯片用于存储FPGA的算法程序，晶体振荡器用于提供时钟信号；所述的两个手轮分别用来控制X射线源射线管的两个参数，其中一个控制管电压，一个控制管电流；当手轮正转时，管电流或者管电压增加，反转时则减小。[0021]在本实施例中，差分总线的通信介质采用在长度和方向上完全对称的双绞屏蔽线。
[0022]作为本实施例的一种改进，本显示装置的核心处理部件还可以采用CPLD。
[0023]最后说明的是，本专利还适用于其它弱电压远端控制设备。以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种X射线源远程控制装置，其特征在于:包括电源、手轮、现场可编程门阵列FPGA、差分传输模块、数模转换模块；通过手动控制手轮旋转角度输出相应电平信号作为控制信号，电平信号被传送至现场可编程门阵列FPGA ;FPGA根据接收到的电平信号进行计算转换成差分信号，并将转换后的信号通过差分传输总线传送至被控端的数模转换模块，数模转换模块将数字信号转换成模拟信号后将信号传送至X射线源控制端口。
2.根据权利要求1所述的一种X射线源远程控制装置，其特征在于:所述手轮为两个，用来完成X射线源中两个参数的控制，一圈代表360度，正转增加，反转减小，转满一圈代表管电压管电流分别达到了最大值。
3.根据权利要求1所述的一种X射线源远程控制装置，其特征在于:所述控制信号通过差分总线远距离传输时选择双绞线材料线传输，采用差动的两根数据线。
4.根据权利要求1所述的一种X射线源远程控制装置，其特征在于:所述手轮为绝对式光电编码器，输出方式为串行二进制输出。
5.根据权利要求1所述的一种X射线源远程控制装置，其特征在于:远端的FPGA将差分信号转换成单端数字信号并传输给数模转换模块。
6.根据权利要求1所述的一种X射线源远程控制装置，其特征在于:数模转换模块把数字信号转化为电压型的模拟信号，用该模拟信号直接去控制管电压和管电流。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的一种X射线源远程控制装置，其特征在于:所述控制装置还包括配置芯片和晶体振荡器，所述配置芯片用于存储FPGA的算法程序，所述晶体振荡器用于提供时钟信号。
【文档编号】H05G1/30GK103841740SQ201410108238
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】高富强, 杨瑞娜, 杨雷 申请人:重庆大学