一种BNCT靶装置控制系统

专利检索2026-02-25  3


本发明涉及靶装置控制领域,特别是涉及一种bnct靶装置控制系统。


背景技术:

1、硼中子俘获治疗(boron neutron capture therapy,bnct)是一种先进的癌症放射疗法。它的工作原理是利用含有10b的氨基酸来标记癌细胞,并利用10b与热中子和超热中子进行核反应,生成高能量的α粒子和li核。由此反应生成的α粒子和li核对细胞具有很强的杀伤能力,但其作用范围极小(约10微米,大致相当于一个细胞的直径),因此可以选择性地杀死癌细胞且对正常细胞的损害较小。

2、在加速器驱动的bnct设备中,靶装置(或称为中子源)是关键组件之一。其主要任务是生成中子束。现有方法是使用高能量的质子轰击be或li元素生成中子束。使用be作为靶材料时,中子的产率较低且对入射质子的能量要求较高。相反,使用li作为靶材料时,对入射质子的能量要求较低,中子产率较高,同时产生的中子能量更为理想(约10kev)。因此,bnct靶装置控制系统通常采用基于li靶的控制系统。

3、虽然li具有诸多优点,但由于其熔点低,无法承受高热负载。为了最大限度地提高中子的产量,采用了以下方法来提高其可以承受的热负载:1)设置一个用于辅助散热的水冷装置;2)将li元素镀在一个旋转的基座上,通过旋转基座的方式将热量分散至更大的面积。

4、此外,还采取了一些手段来解决设备的其他问题,并提高设备的整体运行稳定性:1)设定一个阻挡器用于在非治疗时段屏蔽靶区的次生放射性。由于靶区经常受到质子束流的照射,靶区的元素可能会被活化。2)靶装置需要有较好的真空维持能力,因为li元素在空气中容易被氧化。在bnct设备中,靶装置与前级磁铁装置和加速器装置之间通过一段真空的束流传输线连接。其中间设置了一个插板阀,可以隔断两者的内部空间,在维修或升级靶装置或前级装置时保证其他正常工作部分的内部真空状态不受影响。

5、传统的此类控制系统一般由一套硬件设备和一套专门用于控制设备的电脑构成,其在维护及升级方面有很大的不便,可拓展性也较差,同时其要求用户在使用时必须在特定的电脑或设备上操作,使用前还需要在电脑上安装相应的软件,具有较差的用户体验。


技术实现思路

1、基于此,本发明实施例提供一种bnct靶装置控制系统,以提高用户使用的便捷性,增强用户体验。

2、为实现上述目的,本发明实施例提供了如下方案:

3、一种bnct靶装置控制系统,包括:控制系统服务器、上层客户端和下层plc控制系统;

4、所述控制系统服务器分别与所述上层客户端和所述下层plc控制系统连接;所述下层plc控制系统与目标bnct靶装置连接;所述控制系统服务器与所述上层客户端构成b/s架构的web服务器结构;

5、所述上层客户端用于:

6、向所述下层plc控制系统发送用户操作指令;

7、向所述下层plc控制系统发送数据拉取指令;

8、接收下层plc控制系统发送的靶装置状态数据并显示;

9、所述控制系统服务器用于:

10、将所述用户操作指令下发至所述下层plc控制系统;

11、定时从所述下层plc控制系统中获取靶装置状态数据并存储;

12、在接收到所述数据拉取指令据时,将存储的靶装置状态数据返回至所述上层客户端;

13、所述下层plc控制系统用于:

14、根据所述用户操作指令控制目标bnct靶装置执行相应的操作;

15、定时获取目标bnct靶装置的靶装置状态数据并上传至所述控制系统服务器。

16、可选地,所述目标bnct靶装置包括:靶结构、水冷装置和阻挡器;所述靶装置用于在旋转时产生中子束流;所述水冷装置用于冷却所述靶装置;所述阻挡器用于控制所述靶装置出束口的开闭;

17、所述下层plc控制系统,具体包括:靶结构plc控制系统、水冷装置plc控制系统和阻挡器plc控制系统;

18、所述靶结构plc控制系统与所述靶结构连接;所述水冷装置plc控制系统与所述水冷装置连接;所述阻挡器plc控制系统与所述阻挡器连接。

19、可选地,所述控制系统服务器还用于:

20、对存储的靶装置状态数据中的慢连锁内容进行判断;所述慢连锁内容为响应速度要求低于设定响应速度值的连锁内容。

21、可选地,所述下层plc控制系统还用于:

22、对采集的靶装置状态数据中的快连锁内容进行判断;所述快连锁内容为响应速度要求高于设定响应速度值的连锁内容。

23、可选地,所述控制系统服务器通过基于http或https协议的api接口与外部设备连接;

24、所述控制系统服务器还用于:

25、向所述外部设备发送靶装置状态数据;

26、获取所述外部设备的数据并上传至所述上层客户端。

27、可选地,所述下层plc控制系统通过硬件接口与外部设备连接;

28、所述下层plc控制系统还用于:

29、向所述外部设备发送靶装置状态数据;

30、获取所述外部设备的数据并上传至所述上层客户端。

31、可选地,所述bnct靶装置控制系统,还包括:数据库;

32、所述数据库与所述控制系统服务器连接。

33、可选地,所述bnct靶装置控制系统,还包括:交换机;

34、所述控制系统服务器通过所述交换机与所述下层plc控制系统连接。

35、可选地,所述靶装置状态数据包括:水冷装置中各个流道的水流参量、靶装置的转速、位于靶装置与加速器之间的插板阀的开合状态以及目标bnct靶装置中各个电磁阀的开合状态;所述水流参量包括:流量、温度、压力及电导率。

36、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:

37、本发明实施例的bnct靶装置控制系统包括:控制系统服务器、上层客户端和下层plc控制系统,控制系统服务器与上层客户端构成b/s架构的web服务器结构,引入了一个web服务器,使得用户在使用该控制系统进行设备的操作时不需要使用专门的设备,仅需要一台可以通过网络访问web服务器的设备即可进行操作,大大提高了用户使用的便捷性,增强了用户体验。



技术特征:

1.一种bnct靶装置控制系统,其特征在于,包括:控制系统服务器、上层客户端和下层plc控制系统;

2.根据权利要求1所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,所述目标bnct靶装置包括:靶结构、水冷装置和阻挡器;所述靶装置用于在旋转时产生中子束流;所述水冷装置用于冷却所述靶装置;所述阻挡器用于控制所述靶装置出束口的开闭;

3.根据权利要求2所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,

4.根据权利要求2所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,

5.根据权利要求1所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,所述控制系统服务器通过基于http或https协议的api接口与外部设备连接;

6.根据权利要求1所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,所述下层plc控制系统通过硬件接口与外部设备连接;

7.根据权利要求1所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,还包括:数据库;

8.根据权利要求1所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,还包括:交换机;

9.根据权利要求1所述的bnct靶装置控制系统,其特征在于,所述靶装置状态数据包括:水冷装置中各个流道的水流参量、靶装置的转速、位于靶装置与加速器之间的插板阀的开合状态以及目标bnct靶装置中各个电磁阀的开合状态;所述水流参量包括:流量、温度、压力及电导率。


技术总结
本发明公开了一种BNCT靶装置控制系统,涉及靶装置控制领域,所述BNCT靶装置控制系统包括:控制系统服务器、上层客户端和下层PLC控制系统;所述控制系统服务器分别与所述上层客户端和所述下层PLC控制系统连接;所述下层PLC控制系统与目标BNCT靶装置连接;所述控制系统服务器与所述上层客户端构成B/S架构的web服务器结构。本发明能提高用户使用的便捷性,增强用户体验。

技术研发人员:杜俊良,王勇泉,刘扬,关兴彩,顾龙
受保护的技术使用者:兰州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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