一种自诊断人工线和其自诊断方法与流程

本公开属于医疗器械，具体涉及一种自诊断人工线和其自诊断方法。

背景技术：

1、人工线也叫脉冲形成网络(pfn)，人工线是线性脉冲脉冲调制器中的重要元件，该部件广泛应用在高能电子加速器、医疗加速器、工业辐照加速器、同步辐射加速器、雷达发射机等领域。

2、随着使用时间的推移，构成人工线的电容、电感部件性能参数会发生改变，目前的人工线都不具备实时自检测功能，等发现故障时就比较晚了。

3、另外，目前的人工线还具有电感和电容的级数固定，导致脉宽固定，不容易调节等问题。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种自诊断人工线和其自诊断方法，从而可解决至少部分上述技术问题。

2、本公开实施例的第一个方面提供了一种自诊断人工线，所述自诊断人工线包括：

3、由至少一级串联的电感(l)和电容(c)组成的lc网络，其中每一级电容(c)上串联有高耐压开关(kn)，每一级电感(l)上并联有高耐压开关(sn)；

4、电源模块，用于通过充电电阻(r0)和开关(ki)对所述lc网络进行充电，并通过放电电阻(r1)和开关(k0)对所述lc网络进行放电；

5、隔离调制电路，与所述lc网络并联，以用于获取lc网络两端的电压信号，并将其转换为数字信号；

6、微控制器(mcu)，用于接收隔离调制电路的数字信号，并控制lc网络中各开关的闭合与断开，以及电源模块的输出电压。

7、本公开实施例所达到的主要技术效果是：通过高耐压开关(kn)和高耐压开关(sn)的设置，可以精确控制lc网络中电感和电容的充电和放电过程，从而实现对每个元件的单独诊断，提高了诊断的准确性和可靠性；隔离调制电路的使用确保了高电压信号与微控制器(mcu)之间的电气隔离，防止了可能的电压冲击对mcu的损害，增强了系统的安全性；mcu的实时控制和监测能力使得系统能够动态响应lc网络的状态变化，及时调整电源模块的输出电压，优化系统性能。综上所述，本公开实施例中的人工线当有需要进行检测时，可以控制mcu进行自我检测，保证了设备的稳定运行；以及当某个电容高压击穿时，可以通过开关旁路，只在改变脉冲情况下进行正常使用。

8、可选的，所述高耐压开关(kn)和/或高耐压开关(sn)的耐压大于或等于对应级电容(c)的充电电压。

9、本公开实施例所达到的主要技术效果是：确保了高耐压开关在lc网络充电时的安全性，防止了因电压过高而导致的开关损坏，从而提高了人工线的耐用性和安全性。

10、本公开实施例的第二个方面提供了一种自诊断人工线的自诊断方法，所述自诊断方法采用如上所述的自诊断人工线。

11、可选的，所述自诊断方法包括如下步骤：

12、微控制器(mcu)控制电源模块对lc网络进行充电；

13、隔离调制电路监测lc网络的电压信号，并将该电压信号转换为数字信号输送至微控制器(mcu)；

14、微控制器(mcu)根据所述数字信号判断lc网络中电感(l)和电容(c)的性能是否正常；若检测到异常，微控制器(mcu)控制相应的高耐压开关(kn)或(sn)进行旁路，以维持lc网络的基本功能。

15、本公开实施例所达到的主要技术效果是：通过mcu控制的自诊断过程，可以及时发现lc网络中的异常元件，并通过控制高耐压开关(kn)或(sn)进行旁路，维持系统的基本功能，提高了系统的容错能力和稳定性；自诊断方法能够自动记录异常发生的时间、位置和类型，为维护人员提供了详细的故障信息，大大缩短了故障诊断和维修的时间，提高了维护效率。

16、可选的，微控制器(mcu)在检测到lc网络中某个电感或电容的异常时，自动记录异常发生的时间、位置和类型，并存储相应的诊断数据。

17、本公开实施例所达到的主要技术效果是：异常记录功能使得维护人员能够快速定位问题发生的时间、位置和类型，便于快速响应和维修，减少了故障诊断的时间和成本。

18、可选的，微控制器(mcu)在lc网络充电和放电过程中，实时监测lc网络的电压变化，并通过算法计算电感和电容的实际值，以判断其是否在预设的性能范围内。

19、本公开实施例所达到的主要技术效果是：实时监测和计算电感和电容的实际值，确保了人工线的性能始终处于最佳状态，提高了人工线的工作效率和精确度。

20、可选的，微控制器(mcu)控制lc网络中电感(l)的检测，包括以下步骤：

21、断开与被检测电感并联的所有高耐压开关(sn)，闭合与被检测电感串联的高耐压开关(kn)；

22、微控制器(mcu)控制电源模块对被检测电感进行充电，并通过隔离调制电路监测充电过程中的电压变化；

23、微控制器(mcu)根据电压变化和已知的电流、电阻和时间，计算被检测电感的电感值，以判断其是否符合预设的性能标准。

24、本公开实施例所达到的主要技术效果是：通过断开与被检测电感并联的所有高耐压开关(sn)，闭合与被检测电感串联的高耐压开关(kn)，可以确保被测电感独立于其他电路元件，从而进行精确测量；mcu控制电源模块对被检测电感进行充电，并实时监测充电过程中的电压变化，通过算法计算电感值，可以快速定位电感是否出现故障；通过精确测量电感值，可以及时发现电感的偏差或损坏，从而采取相应的维护措施，避免因电感故障导致的整个lc网络性能下降。

25、可选的，微控制器(mcu)控制lc网络中电容(c)的检测，包括以下步骤：

26、闭合与被检测电容串联的所有高耐压开关(kn)，断开与被检测电容并联的高耐压开关(sn)；

27、微控制器(mcu)控制电源模块对被检测电容进行充电，并通过隔离调制电路监测充电过程中的电压变化；

28、微控制器(mcu)根据电压变化和已知的电流、电阻和时间，计算被检测电容的电容值，以判断其是否符合预设的性能标准。

29、本公开实施例所达到的主要技术效果是：通过闭合与被检测电容串联的所有高耐压开关(kn)，断开与被检测电容并联的高耐压开关(sn)，可以确保被测电容独立于其他电路元件，进行精确测量；mcu控制电源模块对被检测电容进行充电，并实时监测充电过程中的电压变化，通过算法计算电容值，可以快速定位电容是否出现故障；通过精确测量电容值，可以及时发现电容的偏差或损坏，从而采取相应的维护措施，优化整个lc网络的性能。

30、可选的，微控制器(mcu)在自诊断过程中，能够接收外部输入的测试指令，根据指令对lc网络中的特定电感或电容进行详细测试，并输出测试结果。

31、本公开实施例所达到的主要技术效果是：外部测试指令的接收和执行，提高了人工线的灵活性和适应性，使得用户可以根据需要进行特定的测试，增强了人工线的用户体验。

32、可选的，微控制器(mcu)在自诊断过程中，能够通过用户界面向操作者提供实时的诊断信息，包括lc网络的状态、异常报警和建议的维护措施。

33、本公开实施例所达到的主要技术效果是：用户界面的实时诊断信息提供，使得操作者能够直观地了解人工线的工作状态，及时发现并处理问题，提高了人工线的易用性和安全性。同时，维护建议的提供有助于延长人工线的使用寿命。