CN103728704B

CN103728704B - 滑环系统

Info

Publication number: CN103728704B
Application number: CN201310726175.6A
Authority: CN
Inventors: 付威威; 刘敏
Original assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Current assignee: Suzhou Institute of Biomedical Engineering and Technology of CAS
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: CN103728704A

Abstract

本发明提供了一种滑环系统，将光纤分路器和光纤准直发射器嵌入滑环部件内，并在滑环内壁设置安装槽和线槽，通过安装槽对光纤分路器进行固定，从而解决了滑环系统在进行数据传输的过程中光纤容易晃动和容易被拉扯而损坏的问题，通过线槽内对光纤进行固定，解决旋转过程中光纤晃动带来误码的问题，提高了数据传输的精确度。

Description

滑环系统

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，尤其是涉及一种滑环系统。

背景技术

传统的CT系统从其静止部分或者静止部分外部的供电系统通过电缆连接到其旋转部分，用来给旋转部分的各个X射线管等部件供电。旋转部分中的数据采集系统采样得到的数据也通过电缆连接并传输至外部的图像重建系统。另外，CT系统的主计算机为了将指令参数传输到旋转部分的各个控制系统，也采用电缆与所述的控制系统进行连接。然而，上述的电缆在CT系统的旋转部分相对于静止部分旋转的时候会相互缠绕，使得每次扫描的时候旋转部分的旋转角度范围很小，只能进行小角度的往复运动；而且在每次旋转扫描的时候，还必须有启动、加速、稳定、减速、制动等过程，因此每次的有效扫描范围受到很大的限制。基于上述的反复往复运动，电缆间的缠绕、牵拉、脱落等现象时有发生。因此，传统的CT系统的采用电缆给旋转部分的供电以及数据传输造成了扫描周期长、结构笨重复杂、转速低且不均匀、无法连续扫描等问题。

为了实现连续扫描，克服上述的诸多问题，滑环技术被引进CT系统中。滑环技术解决了机架旋转与静止部分的电力和数据传输方式，可以实现连续扫描。它是用一个滑环和碳刷代替电缆，当电刷沿滑环滑动时，则经滑环与碳刷向X射线管供电以及进行数据传输。

专利CN200610002618.7提供了一种基于光纤数据传输的CT滑环系统。其应用于包括静止部分和在该静止部分中进行旋转扫描的旋转部分的CT系统中，采用非接触式的光信号传输方法将数据采集系统采集到的数据传输到该旋转部分之外，在经过光/电转换将信号传送到图像重建系统进行图像重建。但是，上述专利任然存在一些缺陷：光纤束制作工艺要求高，通道多，光纤头容易被污染，影响系统可实现性和可靠性；光纤束不可能做得很大，特别对于CT系统的孔径级别（内孔直径700mm以上）来说，需要有非常多的发射端才能保证至少有一个发射端照射到光纤束上，这样太多的发射端一方面会将每一路光功率降低很多，另一方面光纤线缆会非常多，杂乱且出现问题时无法快速定位，不利于产品维修和保养，另外，对于小型过孔滑环系统，由于空间限制，很难放下如此多的光纤部件；此外，在传输过程中，光纤束至少有1-2根光纤可以接收到光，但是根据光纤光学原理，两根及以上光纤在合束时若想保持光纤芯径不变，就会损失非常多的能量，这样，光电探测端接收到的信号稳定性将受到极大影响，会增加误码率，严重时会导致无法传输。若增加合束后芯径，虽然可减少能量损失，但是由于芯径增大，光纤模式增多，会导致数据传输脉冲展宽，严重限制传输距离和误码率。而且合束后通常都不是满模注入，也会导致探测器接收到的光功率不稳定，不利于系统的长期稳定工作。

发明内容

本发明的目的是：提供一种滑环系统，该滑环系统能够实现精确的数据传输。

本发明的技术方案是：一种滑环系统，包括：滑环、光纤分路器、光纤及光纤准直发射器，所述滑环的内壁开设有安装槽和线槽，所述光纤分路器固定安装于所述安装槽上且收容于所述滑环内，所述光纤固定安装于所述线槽内且收容于所述滑环内，经所述光纤分路器分配后的所述光纤固定连接于所述光纤准直发射器。

在一些较佳的实施例中，还包括收容于所述滑环内的光纤转向柱，所述光纤绕行所述光纤转向柱而使所述光纤准直发射器正对所述滑环所在圆形的圆心。

在一些较佳的实施例中，所述光纤转向柱设置于所述光纤的中部，且每路光纤至少设有一个光纤转向柱。

在一些较佳的实施例中，所述滑环的材质为树脂。

在一些较佳的实施例中，所述光纤准直发射器为四个，经所述光纤分路器分配后的所述光纤为四路，每路所述光纤的一端固定连接于每个所述光纤准直发射器。

在一些较佳的实施例中，每个所述光纤准直发射器沿所述滑环所在的圆形等距离分布，且所述光纤准直发射器正对所述滑环所在圆形的圆心。

本发明提供的滑环系统，将光纤分路器和光纤准直发射器嵌入滑环部件内，并在滑环内壁设置安装槽和线槽，通过安装槽对光纤分路器进行固定，从而解决了滑环系统在进行数据传输的过程中光纤容易晃动和容易被拉扯而损坏的问题，通过线槽内对光纤进行固定，解决旋转过程中光纤晃动带来误码的问题，

提高了数据传输的精确度。

另外，本发明提供的滑环系统，光纤准直发射器设置为4个，降低了滑环系统的复杂度及其制作工艺，提高了系统的可靠性；同时，由于光纤准直发射器较少，每一路的光功率就越高，整个通信链路的功率损耗就越少，有利于提高系统可靠性和降低系统误码率。

此外，本发明提供的滑环系统，将光传输系统整合到滑环内部，能够更好的适应不同的系统整机环境，对不同的机型进行快速适配，系统模块化程度高，制造工艺简单可靠，对旋转公差的要求低，数据传输方式更加灵活，可以为市场提供完整的过孔滑环电力和高速数据传输解决方案。

附图说明

图1为本发明实施例提供的滑环系统的结构示意图。

其中，滑环110、光纤分路器120、光纤130及光纤准直发射器140、光纤转向柱150。

具体实施方式

请参考图1，图1为本发明实施例提供的滑环系统100的结构示意图。在本发明中，CT滑环系统包括电力传输和数据传输两部分，其中，电力传输部分可以采取现有的方式，上图中为了简单清晰起见，仅示出了与本发明有关的滑环、光纤分路器、光纤及光纤准直发射器。

滑环系统100包括滑环110、光纤分路器120、光纤130及光纤准直发射器140。

滑环110的内壁（图未示）开设有安装槽（图未示）和线槽（图未示）。光纤分路器120固定安装于安装槽上且收容于滑环110内，光纤130固定安装于线槽内且收容于滑环110内，经光纤分路器120分配后的光纤130固定连接于光纤准直发射器140。

可以理解，本发明提供的滑环110采用现有技术的结构，将光纤分路器120和光纤准直发射器140嵌入滑环110部件内，并在滑环110内壁设置安装槽和线槽，通过安装槽对光纤130分路器进行固定，从而解决了滑环系统100在进行数据传输的过程中光纤容易晃动和容易被拉扯而损坏的问题，通过线槽内对光纤130进行固定，解决旋转过程中光纤130晃动带来误码的问题，提高了数据传输的精确度。

优选地，滑环系统100还可以包括光纤转向柱150，光纤转向柱150收容于滑环110内，光纤130绕行光纤转向柱150而使光纤准直发射器140正对滑环110所在圆形的圆心。可以理解，通过光纤转向柱150能够改变光纤130的方向，从而节省了滑环110的内部空间。

优选地，光纤转向柱150设置于光纤130的中部，且每路光纤130至少设有一个光纤转向柱150。可以理解，当每路光纤130采用多个光纤转向柱150时，能够实现对光纤130的多次转向，更好的节省滑环110内部空间。

优选地，滑环110的材质为树脂。可以理解，滑环110的基材为树脂可以很方便的加工出线槽和安装槽。可以理解，滑环110的材质为树脂只是其中优选的一种方式，实际中还可以采用其他的材质。

优选地，光纤准直发射器140为四个，经光纤分路器120分配后的光纤130为四路，每路光纤130的一端固定连接于每个光纤准直发射器140。可以理解，光纤准直发射器140设置为4个，降低了滑环系统100的复杂度及其制作工艺，提高了系统的可靠性；可以理解，将光纤准直发射器140设置为四个，只是较佳的实施方式，实际中如采用芯片裸封装探测器，其接收角度将更大，光纤准直发射器140需求会更少，由于光纤准直发射器140较少，每一路的光功率就越高，整个通信链路的功率损耗就越少，有利于提高系统可靠性和降低系统误码率。

优选地，每个光纤准直发射器140沿滑环110所在的圆形等距离分布，且光纤准直发射器140正对滑环110所在圆形的圆心。可以理解，将每个光纤准直发射器140采用上述位置进行布置，可以更好的被外围探测器进行采集，提高了数据传输的精确度；另外，采用上述位置对每个光纤准直发射器140进行设置，可以采用光电探测器直接接收方式，由于整体光路为等光程设计，不存在脉冲展宽和非线性效应，系统带宽仅受限于光电探测器的带宽。

本发明提供的滑环系统，将光传输系统整合到滑环内部，能够更好的适应不同的系统整机环境，对不同的机型进行快速适配，系统模块化程度高，制造工艺简单可靠，对旋转公差的要求低，数据传输方式更加灵活，本发明提供的滑环系统，不只应用于CT上，凡是需要过孔滑环高速数据传输和电力传输的领域均可应用，从而可以为市场提供完整的过孔滑环电力和高速数据传输解决方案。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种滑环系统，其特征在于，包括，滑环、光纤分路器、光纤及光纤准直发射器，所述滑环的内壁开设有安装槽和线槽，所述光纤分路器固定安装于所述安装槽上且收容于所述滑环内，所述光纤固定安装于所述线槽内且收容于所述滑环内，经所述光纤分路器分配后的所述光纤固定连接于所述光纤准直发射器，还包括收容于所述滑环内的光纤转向柱，所述光纤绕行所述光纤转向柱而使所述光纤准直发射器正对所述滑环所在圆形的圆心。

2.根据权利要求1所述的滑环系统，其特征在于，所述光纤转向柱设置于所述光纤的中部，且每路光纤至少设有一个光纤转向柱。

3.根据权利要求1所述的滑环系统，其特征在于，所述滑环的材质为树脂。

4.根据权利要求1所述的滑环系统，其特征在于，所述光纤准直发射器为四个，经所述光纤分路器分配后的所述光纤为四路，每路所述光纤的一端固定连接于每个所述光纤准直发射器。

5.根据权利要求4所述的滑环系统，其特征在于，每个所述光纤准直发射器沿所述滑环所在的圆形等距离分布，且所述光纤准直发射器正对所述滑环所在圆形的圆心。