CN110673057A - 负载在位检测装置及离子泵电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负载在位检测装置和离子泵电源系统。一种负载在位检测装置，包括：线缆单元，用于连接负载和电源；及电位检测电路，设有检测点，所述检测点通过所述线缆单元与所述负载和所述电源中至少一个的接地端连接，所述电位检测电路用于通过检测所述检测点的电位以检测所述线缆单元的断开状态；其中，所述检测点在正常工作状态下呈现低电位；在所述线缆单元与所述负载和所述电源中至少一个断开时，所述电位检测电路将所述检测点的电位配置为高电位，所述高电位大于所述低电位。在判断过程中无需依赖负载的工作电流大小，即使是负载工作电流极小甚至为零的情况下，仍然能够准确检测负载的在位情况。

Description

负载在位检测装置及离子泵电源系统

技术领域

本发明涉及电源检测技术领域，特别是涉及一种负载在位检测装置及离子泵电源系统。

背景技术

在电源为负载供电时，常由于各种原因造成电源与负载之间的连接断开，长此以往容易使得器件损坏。传统的负载在位检测装置通过检测负载的电流大小来判断负载在位情况，但是当负载的电流极小时，检测结果就会不准确。

发明内容

基于此，有必要针对传统的负载在位检测装置无法在负载电流极小时准确检测负载在位情况的问题，提供一种负载在位检测装置及离子泵电源系统。

一种负载在位检测装置，包括：线缆单元，用于连接负载和电源；及电位检测电路，设有检测点，所述检测点通过所述线缆单元与所述负载和所述电源中至少一个的接地端连接，所述电位检测电路用于通过检测所述检测点的电位以检测所述线缆单元的断开状态；其中，检测点在正常工作状态下呈现低电位；在所述线缆单元与所述负载和所述电源中至少一个断开时，所述电位检测电路将所述检测点的电位配置为高电位，所述高电位大于所述低电位。

在其中一个实施例中，所述线缆单元包括电源线、在位检测线及连接器，所述连接器设于所述电源线的两端，所述电源线的两端分别通过所述连接器与所述电源和所述负载连接，所述电源为所述负载供电，所述在位检测线通过所述连接器与所述接地端连接。

在其中一个实施例中，所述在位检测线包括电源在位检测线和负载在位检测线，所述电源在位检测线通过所述连接器与所述电源的接地端连接，所述负载在位检测线通过所述连接器与所述负载的接地端连接。

在其中一个实施例中，所述电位检测电路包括第一电位检测电路和第二电位检测电路，所述第一电位检测电路和所述第二电位检测电路各设有一所述检测点，所述第一电位检测电路中的检测点通过所述电源在位检测线与所述电源的接地端连接，所述第二电位检测电路中的检测点通过所述负载在位检测线与所述负载的接地端连接。

在其中一个实施例中，所述电源线的任意长度位置处至少存在所述电源在位检测线和所述负载在位检测线中的一个。

在其中一个实施例中，所述线缆单元还包括保护层，所述连接器之间的所述电源线包覆于所述保护层内部，所述在位检测线部分或全部包覆于所述保护层内部。

在其中一个实施例中，所述线缆单元包括：电源线；第一连接器，设置于所述电源线的一端，用于与所述电源连接；第二连接器，设置于所述电源线的另一端，用于与所述负载连接，所述电源为所述负载供电；以及在位检测线，所述在位检测线的一端通过所述第一连接器与所述电源的接地端连接，所述在位检测线的另一端通过所述第二连接器与所述电位检测电路连接；或者所述在位检测线的一端通过所述第二连接器与所述负载的接地端连接，所述在位检测线的另一端通过所述第一连接器与所述电位检测电路连接；其中，所述电源线的任意长度处均存在所述在位检测线。

在其中一个实施例中，所述电位检测电路包括依次串联在预设电压与第二接地端之间的第一分压单元和第二分压单元，所述检测点在所述第一分压单元和所述第二分压单元之间。

在其中一个实施例中，所述第一分压单元的阻值小于所述第二分压单元的阻值。

一种离子泵电源系统，包括电源及如上任一所述的负载在位检测装置，所述负载为离子泵，所述电源为离子泵电源。

在其中一个实施例中，所述负载在位检测装置设置于所述离子泵电源内部。

在其中一个实施例中，还包括控制单元，所述控制单元与所述离子泵电源连接且与所述电位检测电路连接，所述控制单元用于在所述电位检测电路检测到所述线缆单元断开时控制所述离子泵电源断开并报警。

上述负载在位检测装置和离子泵电源系统包括线缆单元及电位检测电路，电位检测电路中设有检测点，用于通过检测检测点的电位以检测线缆单元的断开状态，检测点通过线缆单元与负载和电源中至少一个的接地端连接使检测点在正常工作状态下呈现低电位，在线缆单元与负载和电源中至少一个断开时，电位检测电路将检测点的电位配置为高电位，通过检测检测点的电位即可判断出线缆单元的断开状态也即判断负载的是否在位，在判断过程中无需依赖负载的工作电流大小，即使是负载工作电流极小甚至为零的情况下，仍然能够准确检测负载的在位情况。

附图说明

图1为一实施例中的负载在位检测装置的结构框图。

图2为一实施例中的线缆单元的内部结构示意图。

图3为一实施例中的连接器的内部放大示意图。

图4为一实施例中的线缆单元与离子泵电源及离子泵连接的示意图。

图5为一实施例中的电位检测电路的电路图。

图6为另一实施例中的线缆单元与离子泵电源及离子泵连接的示意图。

图7为又一实施例中的线缆单元与离子泵电源及离子泵连接的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为了解决传统的负载在位检测装置不能在负载电流极小时准确检测负载的在位情况，本申请提供一种负载在位检测装置。例如，在医用放疗设备中，需要用离子泵来维持加速管的真空状态。离子泵是一种让空气在高压下电离成离子然后被吸收的真空泵。离子泵在工作时需要外部提供5KV左右的高压，其在工作环境真空度差的情况下会产生毫安级的电流，其在工作环境真空度良好情况下的工作电流几乎为零。在复杂的医疗系统中，可能由于机架(Gantry)的频繁运动或者人为失误造成离子泵电源与离子泵之间的线缆断开，使得离子泵无法工作，从而容易造成加速管的损坏。故为解决线缆断开使得离子泵不能为加速管抽真空导致加速管损坏的问题需要一种负载在位检测装置且该装置能够在负载电流极小的情况下也能准确检测出离子泵的在位情况。下面对就以负载在位检测装置应用于检测离子泵的在位状态为例对其作具体介绍。需要说明的是，本申请提供的负载在位检测装置能够检测包括但不限于离子泵的在位状态，也可适用于其他的负载低电流甚至零电流的情况。

在一实施例中，如图1中所示，一种负载在位检测装置10包括线缆单元110和电位检测电路120。

其中，线缆单元110用于连接电源和负载。在本实施例中，电源为离子泵电源20(又称IPPS)，负载为离子泵30。离子泵电源20能够输出稳定的5KV直流电压，且由于离子泵30工作的特殊性，其工作电流在大部分时间都是接近零的小电流。

电位检测电路120设有检测点。电位检测电路120用于通过检测检测点的电位以检测线缆单元110的断开状态。检测点通过线缆单元110与离子泵电源20和离子泵30中至少一个的接地端(PE)连接使所述检测点在正常工作状态下呈现低电位。在线缆单元110与离子泵电源20和离子泵30中至少一个断开时，电位检测电路120将检测点的电位配置为高电位。低电位为离子泵电源20或离子泵30的接地端的电位，高电位大于低电位。以下以离子泵电源20或离子泵30的接地端的电位均为零电位为例进行说明。

具体的，在线缆单元110未断开时，检测点和离子泵电源20或离子泵30的接地端等电位，此时检测点为零电位，并且在线缆单元110断开时通过电位检测电路120控制检测点的电位为大于零的电位，从而以检测点的电位是否为零电位对线缆单元110的断开状态进行判断。在位检测装置10检测线缆单元110的断开状态并不依赖于离子泵30的工作电流，即使离子泵30的工作电流极小甚至为零的情况下，仍然能够准确检测离子泵30的在位情况。

在一实施例中，如图2中所示，线缆单元110包括电源线112、在位检测线114以及连接器116。示例性的，电源线112包括能承受5KV电压的高压线芯及包覆于其外部的绝缘层及屏蔽层，绝缘层及屏蔽层对高压线芯起到绝缘、避免局部放电、屏蔽电场等保护作用。在位检测线114包括可用于电连接的导线，同样的，在位检测线114也可以包括包覆于导线外部的绝缘层和屏蔽层以保护导线。

结合附图3和附图4，连接器116设于电源线112的两端。电源线112的两端分别通过连接器116与离子泵电源20和离子泵30连接。离子泵电源20为离子泵30供电。当连接器116断开后电源线112也随之与离子泵电源20或离子泵30断开连接。连接器116包括检测针1162，检测针1162与在位检测线114连接。当连接器116与离子泵30连接时，连接器116内的检测针1162与离子泵30的接地端连接，则在位检测线114与离子泵30的接地端连接，在位检测线114将离子泵30的接地端的电位引入至检测点。类似的，当连接器116与离子泵电源20连接时，连接器116内的检测针1162与离子泵电源20的接地端连接，则在位检测线114与离子泵电源20的接地端连接，在位检测线114将离子泵电源20的接地端的电位引入至检测点。可以理解，当连接器116与离子泵30断开时，其内部的电源线112和在位检测线114会随着之一起与离子泵30断开，从而在位检测线114可以检测到电源线112与离子泵30是否断开连接，当连接器116与离子泵电源20断开时也是类似的情况，此处不赘述。

其中，检测针1162的数量可以根据需要进行设置，但数量至少为1。在检测针1162有多个时，多个检测针1162接至同一个在位检测线114，在连接器116断开时，检测针1162悬空，电位检测电路120控制检测点的电位为高电位。多个检测针1162可以在电源线112未断开时，确保检测点与离子泵电源20或离子泵30的接地端连接可靠，检测点的电位为零电位。在其他实施例中，连接器116还包括设置于外层的金属外壳1164，还可以在在位检测线114的与电位检测电路120的连接处外部同样设置壳体119，从而方便连接。在应用于复杂的接地系统中时，很多设备都需要接到接地端，利用在位检测线114与检测点连接的方式进行检测，能够避免出现由于线缆单元110接触到这些设备导致线缆单元110断开时检测点仍然为零电位从而无法准确检测离子泵30的在位情况。

在一实施例中，在位检测线114包括电源在位检测线1142和负载在位检测线1144。电源在位检测线1142通过检测针1162与离子泵电源20的接地端连接，负载在位检测线1144通过检测针1162与离子泵30的接地端连接。结合图5,电位检测电路120包括第一电位检测电路122和第二电位检测电路124。在本实施例中，检测点包括第一检测点T1和第二检测点T2。第一电位检测电路122设有第一检测点T1，且第一检测点T1通过电源在位检测线1142与离子泵电源20的接地端连接。第二电位检测电路124设有第二检测点T2，第二检测点T2通过负载在位检测线1144与离子泵30的接地端连接。电位检测电路120通过检测第一检测点T1的电位，检测离子泵电源20端的连接器116是否断开，同时，电位检测电路120通过检测第二检测点T2的电位，检测离子泵30端的连接器116是否断开，减少问题排查时间，用户可以直接知道哪边的连接器116断开，从而进行维修处理。

在一实施例中，电源线112的任意长度位置处至少存在电源在位检测线1142和负载在位检测线1144中的一个。具体的，线缆单元110还包括保护层118。电源线112包覆于保护层118内部且在位检测线114部分或全部位于保护层118内，保护层118可以包括绝缘层和屏蔽层，不仅可以对其内部的电源线112和在位检测线114起到电气保护的作用，还可以抗外部磨刮等，并且保护层118的包覆使得电缆单元110更加容易收纳。其中，位于保护层118内部的电源线112和在位检测线114可以相互缠绕放置也可以平行放置等。

两个连接器116之间的电源线112位于保护层118内，且在保护层118内的电源线112旁边总是存在在位检测线114，使得两个连接器116之间的电源线112断开，电源在位检测线1142和负载在位检测线1144中至少一个总会随之断开，即该负载在位检测装置10不仅可以检测电源线112与离子泵30和离子泵电源20的连接处的断开状态，还可以检测两个连接器116之间的电源线112任意处的断开状态，即该负载在位检测装置10可以检测任意位置的线缆单元110的断开状态。进一步的，可以在电源在位检测线1142和负载在位检测线1144的重叠处对应的保护层118外部设置标记，从而在电位检测电路120检测到第一检测点T1和第二检测点T2的电位均为高电位时可以判断出两个连接器116均断开或者电源线112在标记处断开。

在另一实施例中，参见图6，线缆单元110包括电源线112、在位检测线114以及分别设置于电源线112的两端的第一连接器116a和第二连接器116b。第一连接器116a和第二连接器116b分别用于与离子泵电源20和离子泵30连接，使得离子泵电源20为离子泵30供电。在位检测线114的一端通过第一连接器116a与离子泵30的接地端连接，在位检测线114的另一端通过第二连接器116b与电位检测电路120连接，电源线112的任意长度处均存在在位检测线114。本实施例可以检测第一连接器116a的断开状态即离子泵30与线缆单元110的断开状态以及第一连接器116a和第二连接器116b之间任意处的电源线112的断开状态。

在又一实施例中，参见图7，线缆单元110包括电源线112、在位检测线114以及分别设置于电源线112的两端的第一连接器116a和第二连接器116b。第一连接器116a和第二连接器116b分别用于与离子泵电源20和离子泵30连接，使得离子泵电源20为离子泵30供电。在位检测线114的一端通过第一连接器116a与离子泵电源20的接地端连接，在位检测线114的另一端通过第二连接器116b与电位检测电路120连接，电源线112的任意长度处均存在在位检测线114。本实施例可以检测第一连接器116a的断开状态即离子泵电源20与线缆单元110的断开状态以及第一连接器116a和第二连接器116b之间任意处的电源线112的断开状态。

在一实施例中,参见图5，电位检测电路120包括依次串联在预设电压与第二接地端之间的第一分压单元和第二分压单元。检测点在第一分压单元和第二分压单元之间。第一分压单元的阻值小于第二分压单元的阻值。

具体的，参见附图5，第一电位检测电路122包括第一分压单元和第二分压单元。在本实施例中，第一电位检测电路122中的第一分压单元为电阻R1第二分压单元为电阻R3。第一检测点T1端的第一通道(Channel 1)与电源在位检测线1142连接。类似的，第二电位检测电路124包括第一分压单元和第二分压单元。在本实施例中，第二电位检测电路124中的第一分压单元为电阻R2第二分压单元为电阻R4。第二检测点T2端的第二通道(Channel 2)与负载在位检测线124连接。示例性的，预设电压(VCC)为5V，电阻R1与电阻R2的阻值均为1KΩ，电阻R3与电阻R4的阻值均为10KΩ，其中，预设电压的值与电阻R1至电阻R4的值并不限于本实施例中提供的数据。在本实施例中，当离子泵电源20端的连接器116断开时，该连接器116内的检测针1162悬空，由于电阻R1和电阻R3的分压作用，第一检测点T1的电位大于零；当离子泵电源20端的连接器116未断开时，该第一检测点T1通过电源在位检测线1142与离子泵电源20的接地端连接，第一检测点T1的电位为零电位。类似的，当离子泵30端的连接器116断开时，该连接器116内的检测针1162悬空，由于电阻R1和电阻R3的分压作用，第二检测点T2的电位大于零；当离子泵30端的连接器116未断开时，第二检测点T2通过负载在位检测线1144与离子泵30的接地端连接，第二检测点T2的电位为零电位。由于离子泵30需要5KV左右的高压电源，故在线缆单元110未断开时，检测点的电位为零电位相对于检测几千伏的高电压更加方便，且安全性更高。

本申请还提供一种离子泵电源系统，包括电源及如上任一实施例中的负载在位检测装置10。该离子泵电源系统在为离子泵30供电的同时，还能检测离子泵电源20与离子泵30之间的线缆单元110任意位置的断开状态，包括两端的连接器116的断开状态及这两个连接器116之间任意位置的电源线112的断开状态。在本实施例中，参见图3，负载在位检测装置10设置于离子泵电源20内部，电位检测电路120中的预设电压以及第二接地端由离子泵电源20提供，简化电路结构。

在一实施例中，离子泵电源系统还包括控制单元。控制单元与离子泵电源20连接且与电位检测电路120连接。控制单元用于在电位检测电路120检测到线缆单元110断开时控制离子泵电源20断开并报警。示例性的，离子泵电源20内部的高压模块设有使能引脚，当检测到线缆单元110断开时，控制单元将使能引脚拉低，从而断开电源输出。报警可以包括声音报警、灯光报警、信息提示报警等。该离子泵电源系统的可靠性高，可以及时的对离子泵30及真空泵进行保护，不会造成真空泵的损坏，且适用于高压供电系统。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种负载在位检测装置，其特征在于，包括：

线缆单元，用于连接负载和电源；及

电位检测电路，设有检测点，所述检测点通过所述线缆单元与所述负载和所述电源中至少一个的接地端连接，所述电位检测电路用于通过检测所述检测点的电位以检测所述线缆单元的断开状态；

其中，所述检测点在正常工作状态下呈现低电位；在所述线缆单元与所述负载和所述电源中至少一个断开时，所述电位检测电路将所述检测点的电位配置为高电位，所述高电位大于所述低电位。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线缆单元包括电源线、在位检测线及连接器，所述连接器设于所述电源线的两端，所述电源线的两端分别通过所述连接器与所述电源和所述负载连接，所述电源为所述负载供电，所述在位检测线通过所述连接器与所述接地端连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述在位检测线包括电源在位检测线和负载在位检测线，所述电源在位检测线通过所述连接器与所述电源的接地端连接，所述负载在位检测线通过所述连接器与所述负载的接地端连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电位检测电路包括第一电位检测电路和第二电位检测电路，所述第一电位检测电路和所述第二电位检测电路各设有一所述检测点，所述第一电位检测电路中的检测点通过所述电源在位检测线与所述电源的接地端连接，所述第二电位检测电路中的检测点通过所述负载在位检测线与所述负载的接地端连接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电源线的任意长度位置处至少存在所述电源在位检测线和所述负载在位检测线中的一个。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述线缆单元还包括保护层，所述连接器之间的所述电源线包覆于所述保护层内部，所述在位检测线部分或全部包覆于所述保护层内部。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线缆单元包括：

电源线；

第一连接器，设置于所述电源线的一端，用于与所述电源连接；

第二连接器，设置于所述电源线的另一端，用于与所述负载连接，所述电源为所述负载供电；以及

在位检测线，所述在位检测线的一端通过所述第一连接器与所述电源的接地端连接，所述在位检测线的另一端通过所述第二连接器与所述电位检测电路连接；或者所述在位检测线的一端通过所述第二连接器与所述负载的接地端连接，所述在位检测线的另一端通过所述第一连接器与所述电位检测电路连接；

其中，所述电源线的任意长度处均存在所述在位检测线。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电位检测电路包括依次串联在预设电压与第二接地端之间的第一分压单元和第二分压单元，所述检测点在所述第一分压单元和所述第二分压单元之间。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一分压单元的阻值小于所述第二分压单元的阻值。

10.一种离子泵电源系统，其特征在于，包括电源及如权利要求1～9任一所述的负载在位检测装置，所述负载为离子泵，所述电源为离子泵电源。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述负载在位检测装置设置于所述离子泵电源内部。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与所述离子泵电源连接且与所述电位检测电路连接，所述控制单元用于在所述电位检测电路检测到所述线缆单元断开时控制所述离子泵电源断开并报警。

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