[发明专利]一种束流输运线磁铁电源同步切换电流的装置及方法

说明书

本发明公开了一种束流输运线磁铁电源同步切换电流的装置及方法，所述装置包括：束流输运线控制单元、脉冲控制单元和磁铁电源单元；所述束流输运线控制单元用于根据质子束能量的排序，制定每个磁铁电源需要输出的电流列表，并将所述电流列表发送至每个磁铁电源对应的电源控制器中；所述脉冲控制单元用于接收所述束流输运线控制单元的触发命令，从而对需要改变输出电流的磁铁电源输出触发脉冲；所述磁铁电源单元用于接收所述触发脉冲，并通过电源控制器将磁铁电源输出的电流值切换至所述电流列表中的下一个电流值。本发明通过列表触发的方式，实现了多台磁铁电源的快速同步控制；控制方式灵活，响应速度快，并且稳定可靠。

技术领域

本发明属于质子重离子治疗中束流输运线磁铁电源控制领域，更具体地，涉及一种束流输运线磁铁电源同步切换电流的装置及方法。

背景技术

在基于回旋加速器的质子治疗装置中，其引出是质子束能量为固定能量，需要通过降能器将质子束的能量调制到70-240MeV，而后经过相应的束流输运线将质子束传输到各治疗室用于病人治疗。质子治疗装置是通过束流输运线的磁铁实现对质子束的控制，然而当质子束的能量发生改变时，需要快速地调节束流输运线磁铁电源的输出电流以满足束流传输的要求。

目前束流输运线磁铁电源输出电流的改变一般是通过网络命令的方式直接设置磁铁电源的输出电流。但是通过网络命令的控制方式会受到通信速度的影响，当需要改变的束流输运线磁铁电源数量较多时，收到命令的第一个磁铁电源和最后一个磁铁电源的时间间隔较长，导致多个磁铁电源之间的响应不同步，使得整个系统的响应速度下降。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种束流输运线磁铁电源同步切换电流的装置及方法，其目的在于解决现有技术中束流输运线多台磁铁电源输出电流调节不同步的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种束流输运线磁铁电源同步切换电流的装置，包括：束流输运线控制单元、脉冲控制单元和磁铁电源单元；

所述束流输运线控制单元与所述磁铁电源单元之间通过交换机连接；

所述磁铁电源单元包括多个磁铁电源和多个电源控制器，每个电源控制器单独控制一个磁铁电源；

所述束流输运线控制单元用于根据质子束能量的排序，制定每个磁铁电源需要输出的电流列表；并将所述电流列表发送至每个磁铁电源对应的电源控制器中；

所述脉冲控制单元用于接收所述束流输运线控制单元的触发命令，从而对需要改变输出电流的磁铁电源输出触发脉冲；

所述磁铁电源单元用于接收所述触发脉冲，并通过电源控制器将磁铁电源输出的电流值切换至所述电流列表中的下一个电流值。

进一步地，所述脉冲控制单元与所述多个磁铁电源之间为点对点连接，通过触发脉冲对每个磁铁电源单独触发。

进一步地，所述脉冲控制单元接收到的触发命令为网络信号或脉冲信号。

进一步地，所述束流输运线控制单元在发送电流列表之前，通过网络通信的方式设置磁铁电源循环励磁的电流波形参数并执行循环励磁过程，以复位磁铁的励磁特性。

进一步地，所述触发脉冲为光脉冲信号或电脉冲信号。

进一步地，所述电流列表中的电流值为降序排列或升序排列。

进一步地，所述磁铁电源的电流切换状态由所述束流输运线控制单元通过查询磁铁电源的输出电流来获取，或者由所述电源控制器判断并上传至所述束流输运线控制单元。

本发明另一方面提供了一种束流输运线磁铁电源同步切换电流的方法，包括以下步骤：

根据质子束能量的排序，制定每个磁铁电源需要输出的电流列表；