CN115528481A - 应变消除装置、连接装置和医学装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种应变消除装置(11)，用于‑尤其经受运动的同轴线缆(12)，和‑相关联的插接器(15)，其中同轴线缆(12)可借助于插接器(15)连接于电子单元(31)，其特征在于，应变消除装置(11)具有两个形成用于同轴线缆(12)和插接器(15)的容纳部(20)的半壳(1、1a、1b)和用于将应变消除装置(11)固定在电子单元(31)处和将半壳(1、1a、1b)固定到彼此上的固定装置(6)，其中容纳部具有用于容纳同轴线缆(12)的至少一个线缆部段(3、4)和用于容纳插接器(15)的插接器部段(5)。

Description

应变消除装置、连接装置和医学装置
技术领域
本发明涉及一种用于尤其经受运动的同轴线缆和相关联的插接器的应变消除装置，其中同轴线缆可借助于插接器连接到电子单元上。此外，本发明涉及一种具有这种应变消除装置的连接装置和一种医学装置。
背景技术
为了借助于射频载波信号传输数据或信号，在现有技术中已经已知的是，使用同轴线缆，所述同轴线缆具有内导体和外导体(也称作为外皮导体或屏蔽导体)。内导体与外导体同轴地在所述外导体之内伸展。这种同轴线缆具有突出的屏蔽和抗干扰性。具有同轴线缆的连接装置例如能够将不同的电子单元、例如射频发送单元和射频接收单元彼此连接。在此，通常使用插接器，以便将同轴线缆连接于相应的电子单元。尤其会在如下情况下出现问题，即例如当两个相对于彼此运动的电子单元要借助于射频技术连接时，抑或当由于也会涉及同轴线缆的至少一个电子单元的运动需要机械的鲁棒性时。这种问题尤其在医学装置、及医学技术装置中出现，其中例如在计算机断层扫描装置中，具有X射线探测器和X射线辐射器的记录系统快速地围绕患者运动。在此，信息应当由X射线探测器传输至评估装置，所述评估装置通常是不运动的。
在该上下文中，从DE 10 2014 206 295 A1中描述一种用于在计算机断层扫描设施中无接触地传输电信号的设备，所述设备替代滑动触点等使用相对于彼此以间隙设置的、带狭缝的同轴的耦联导体元件。
在射频发送和/或接收单元或一般而言电子单元之间会出现相对运动的其他应用领域包括运动的检查床，例如X射线探测器和/或在磁共振成像的情况下局部线圈能够集成到所述检查床中。
为了应对因运动出现的力、例如离心力而提出，作为用于连接到电子单元上的插接器使用常规的应以螺旋方式固定的2.92mm插接器(K类型插接器)，例如在17-30GHz的频率范围中。然而这种插接器是昂贵的并且需要用于安装的专用工具，因为对于可靠的功能需要特定的扭矩。该2.92mm插接器的另一问题是，在所述插接器中关于电磁发射(EME)和关于电磁抗干扰性(EMI)出现大幅受限的屏蔽特性。然而，尤其在医学成像的应用领域中，即在医学装置、如计算机断层扫描装置和/或磁共振装置中存在关于电磁发射(通常在数据传输系统的由表面波引起的频率范围中)和关于电磁抗干扰性(例如由于使用较大的电动机和/或如X射线管、测量线圈等的测量机构的运行)的高的要求。在此还注意，不考虑简单的微波插接连接器，因为所述微波插接连接器不能够吸收机械力，尤其在旋转系统、如计算机断层扫描装置中。
发明内容
本发明因此基于如下目的，提出一种用于成本适宜的、无需专用工具可实现的、机械稳固的和满足防EME和EMI的要求的用于将同轴线缆连接到电子单元上的可行性。
所述目的根据本发明通过提供根据本发明的应变消除装置、连接装置和医学装置来实现。有利的设计方案在如下说明中得出。
尤其地，因此提供前面提及类型的应变消除装置，所述应变消除装置根据本发明具有两个形成用于线缆和插接器的容纳部的半壳和用于将应变消除装置固定在电子单元处和将半壳相对于彼此固定的固定装置，其中容纳部具有用于容纳同轴线缆的至少一个第一部段和用于容纳插接器的第二部段。
根据本发明因此提出，使用应变消除机构，所述应变消除机构首先能够实现，替代典型地使用的2.92mm插接器，使用其他的、无需专用工具和/或旋拧式固定可使用的插接器变型形式。在此特别优选的是，使用SMP插接器(SMP-“Sub Miniature Push-on(超小型按钮)”)，尤其作为搭扣式SMP插接连接器(einrastender SMP-Stecker)的一部分。这种插接连接器包括锁定机构，所述锁定机构也可以称作为咬合机构，使得无需专用工具就能够可靠地建立连接，由此这种SMP插接器更好地适合于可能的服务投入。使用无需专用工具和无需拧入过程就可使用的插接器、尤其搭扣式SMP插接器简化了形成的连接装置的制造还有维护。然而，这种插接器、尤其SMP插接器通常设立成，使得存在轴向的和/或径向的定向公差。
插接器的错误定向因此在SMP插接连接的过程中容许，然而使在尤其为17-30GHz的传输频率范围中的传输性能变差。因此，尤其在旋转的环境中、如例如在计算机断层扫描装置中的使用变难。
因此，本发明提出一种特别构造的应变消除装置，所述应变消除装置除了其基本的应变消除功能之外通过如下方式附加地支持SMP插接器的引导，其方式为：设有容纳部的对应的插接器部段，所述插接器部段负责插接器对电子单元的端子的正确定向，尤其在能够与端子相邻地对应地进行固定在电子单元处时如此。通过至少一个线缆部段，也建立同轴线缆相对于插接器的期望的定向，使得尽管存在公差，仍达到突出的传输和连接质量。此外，容纳部的两件式的设计方案还支持插接器抵抗尤其朝向其分离的方向上作用的力，因为通常至少一个线缆部段比插接器部段更狭窄地设计尺寸。
在本发明的特别有利的改进方案中，然而附加地可以提出，半壳由导电材料、尤其金属构成，并且容纳部具有用于容纳绝缘的同轴线缆的第一线缆部段和用于容纳剥去绝缘皮使得同轴线缆的外导体接触导电材料的同轴线缆的尤其中部的第二线缆部段。借此，不仅支持机械稳定性和正确的定向，而且也遵守关于电磁发射和电磁抗干扰性(EME和EMI)的要求。对此提出，应变消除机构的容纳部在三个区域中构成。首先，原则上已知的是，设有基本上柱形的第一线缆部段，用于容纳完整的、具有其绝缘部的同轴线缆。所述第一线缆部段随后过渡到中部的、第二线缆部段中，所述第二线缆部段同样柱形的、然而比第一线缆部段更窄地、因此以更小的半径构成。在所述第二线缆部段中，在将同轴线缆置于容纳部中时，将其剥去绝缘皮，使得外导体(通常也称作为屏蔽导体或外皮导体)露出。在容纳部中，所述外导体随后形状配合地由导电地构成的半壳的对应的部分包围。以所述方式，在应变消除装置、更确切地说半壳中的至少一个半壳此外优选地具有至少一个用于导电接触电子单元的导电壳体的贴靠面之后，可以提供在尤其17-30GHz的传输频率范围中的表面波的屏蔽。
在电子单元的这种导电壳体接地之后，建立外导体到地的连接，其中特别有利地可以提出，半壳构成为用于传输频率范围中、尤其在17-30GHz的频率范围中的表面波的屏蔽。
在第三区域、容纳部的插接器部段中最后容纳插接器、尤其SMP插接器本身，使得所述插接器通过其引导支持、尤其确保连接的正确调整。为了进一步地支持同轴线缆和插接器的正确的相对定向以及其定向，容纳部的至少一个线缆部段、尤其即第一和第二线缆部段可以形成相对于插接器的轴向对称的线缆引导。总之，应变消除装置因此特别有利地除了吸收机械力之外可以实现下面的特性：
-相对于插接器的轴向对称的线缆引导，
-对在尤其17-30GHz的传输信号的频率范围中的表面波的屏蔽，和
-外导体对地的短路，尤其至少在0Hz-1GHz的频率范围中。
以所述方式，除了对于应变消除装置典型的应变消除之外，提供直接在连接区域中至电子单元的突出的引导，这至少基本上避免错误定向，附加地提供关于电磁发射和电磁抗干扰性的改进的绝缘，其中尤其地，应变消除装置形成表面波屏障(其也可以称作为表面波滤波器)，所述表面波屏障最后避免，不期望的表面波到达电子单元中或者辐射性地具有干扰作用。
总体上，所描述的解决方案不仅是明显成本更适宜的，而且也可以更简单地处理，因为尤其在插接器作为SMP插接器的设计方案中，不需要专用工具。通过所描述的构造，应变消除装置在具有提高的机械负荷的高要求的领域中、例如在旋转环境中的使用是可能的，其中此外关于电磁发射和电磁抗干扰性方面的鲁棒性得到明显提高。
在根据本发明的应变消除装置的一个特别适合的改进方案中可以提出，固定装置具有用于将半壳中的至少一个半壳固定在电子单元处的第一固定机构和用于将半壳彼此固定的与所述第一固定机构分开的第二固定机构。以所述方式尤其可行的是，首先一个半壳与电子单元的端子相邻地固定在该电子单元处，使得容纳部以仍半侧敞开的方式对准该端子。随后那么，在对应地剥去绝缘皮之后，同轴线缆连同插接器能够置于容纳部中并且能够建立插接连接。最后，容纳部通过第二半壳闭合并且这两个半壳通过使用第二固定机构彼此固定，使得线缆和插接器形状配合地、尤其在至少轻微按压下保持在容纳部中。在具体的设计方案中可以提出，第一固定机构具有螺丝连同至少在半壳中的下部半壳中的相关联的穿通开口或凹部，并且第二固定机构具有螺丝连同在半壳中的相关联的螺丝容纳部。特别有利地，尤其在生产方面特别有利的是，两个半壳相同地构成，其中具有第一固定机构的穿通开口或凹部的部段于是优选地不如半壳的其余部分高地构成，以便实现用于螺丝头的容纳空间。
在该设计方案中因此可行的是，首先将半壳拧紧到电子单元上，此后通过另外的简单的螺丝连接，闭合容纳部并且可以将应变消除装置置于运行。
在本发明的范围中此外有利的是，用于同轴线缆进入应变消除装置中的进入开口的棱边为了能够实现同轴线缆的弯曲半径而在进入开口的区域中是倒圆的。这表示，进入到第一部段中的棱边是倒圆的，以便确保同轴线缆的最小弯曲半径。以所述方式，同轴线缆不仅通过不过于锐利的棱边受保护以免损伤，而且能够具有较大的弯曲半径，这还有助于保护线缆，尤其在给定的运动情形中。
作为半壳的材料特别有利地可以使用金属，尤其铝。半壳例如可以通过压铸制造。
除了应变消除装置之外，本发明也涉及一种连接装置，其包括带有插接器的同轴线缆和根据本发明的应变消除装置。根据本发明的应变消除装置的所有实施方案能够类似地转用于根据本发明的连接装置，借助所述连接装置因此同样可以得到已经提到的优点。
在此特别有利地，如已经详述的那样，插接器可以是SMP插接器，尤其是搭扣式SMP插接器。
然而，本发明也允许在同轴线缆方面更灵活地选择。因此例如可考虑的是，替代迄今通常使用的高柔性的同轴线缆，也使用所谓的半柔性的同轴线缆。这种半柔性的同轴线缆也称作为“可手动变形的同轴线缆”、“半柔性线缆”或英语为“Conformable Semi-RigidLines(柔顺半刚性线)”。在此，例如外导体可以通过完全由锌浸渍的外导体织物形成。这种同轴线缆虽然具有关于可操作性方面较高的要求，但是具有关于屏蔽特性方面明显改进的特性，同时相对低成本，使得其在本发明的范围中也证实为是特别有利的。
最后，本发明也涉及一种医学装置，具有至少两个可相对于彼此运动的部件，所述部件各自具有至少一个电子单元，其中为了连接所述部件的电子单元，设有至少一个根据本发明的连接装置。用于应变消除装置和用于连接装置的实施方案在医学装置方面也对应地继续适合。
尤其地，医学装置可以为计算机断层扫描装置，其中连接装置例如可以在容纳装置的旋转运动的电子单元、尤其X射线探测器方面设置。虽然仅仅使用待插入的SMP连接，但端子因使用应变消除装置而经受住机械负荷，能够实现对于突出的传输质量的定向，尤其也提供突出的屏蔽并且为可成本适宜地且简单地维护的解决方案。
在此，连接装置在一个改进方案中可以包括至少一个无接触的数据传输设备。在计算机断层扫描装置中可以给出如在开始提到的DE 10 2014206 295A1中描述的设计方案。
附图说明
本发明的其他优点和细节从在下文中描述的实施例中以及根据附图得出。在此示出：
图1示出根据本发明的应变消除装置的下部半壳的俯视图，
图2示出贯穿根据本发明的应变消除装置的横截面，
图3示出电子单元连同在其上安装的应变消除装置的立体图，和
图4示出计算机断层扫描装置的原理草绘图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的应变消除装置的半壳1的俯视图，所述应变消除装置当前包括两个相同构成的、压铸的、由铝构成的这种类型的半壳1。可见地，半壳1具有中央的、至少基本上半圆的凹陷部2，当两个半壳1以具有凹陷部2的侧紧贴安置时，所述凹陷部形成用于具有插接器的同轴线缆的容纳部。可见地，凹陷部2或者容纳部具有三个部段3、4、5，所述部段的特征尤其在于不同的大小。第一线缆部段3和第二线缆部段4用于容纳同轴线缆，而总体上第三插接器部段5用于容纳已经在同轴线缆处设置的插接器，在此为搭扣式SMP插接器。在此，同轴线缆在第一线缆部段3中还设有其外部绝缘部，而同轴线缆在第二线缆部段4中剥去绝缘皮，使得外导体露出。
在侧向，半壳1具有形成固定装置6的凸出的部分，该部分当前在下部部分中具有第一固定机构8的穿通开口7，该第一固定机构用于将半壳1固定在电子单元处，同轴线缆应借助于插接器连接于所述电子单元；和具有第二固定机构10的凹部9，所述第二固定机构用于将两个半壳1彼此固定。第一固定机构8和第二固定机构10分别具有明显相关联的螺丝(在图1中未示出)。通过在第一固定机构8的部分中降低的构造——尽管两个半壳1相同地构成——创造用于螺丝头的空间。
图2示出由下部的半壳1a和上部的半壳1b组成的应变消除装置11的示意横截面。可见地，为半柔性的同轴线缆的同轴线缆12借助仍具有绝缘部的第一部分13位于第一线缆部段3中，借助剥去绝缘皮的部分、因此空出的外导体14位于第二线缆部段4中，在其上在插接器部段5中连接搭扣式SMP插接器15。
如从图1和图2中可见的那样，在第一线缆部段3的进入开口的区域中的棱边16倒圆地构成。
应变消除装置11连同带插接器15的同轴线缆12一起形成根据本发明的连接装置17。
图3示出在电子单元19的对应的端子18之前的安装到其上的多个应变消除装置11，其中在所述应变消除装置11之一中为了阐述省去上部的半壳1b。可见地，为了利用首先将下部的半壳1a借助于第一固定机构8的螺丝19固定在电子单元31上，使得凹陷部2尽可能精确地对准端子18。在完整示出的应变消除装置11中，也清楚地可见通过两个半壳1a、1b形成的容纳部20。
在尚打开着示出的应变消除装置11的状态中，现在同轴线缆12能够借助插接器15配合精确地、因此形状配合地置于下部的半壳1a的凹陷部2中，借此第二半壳1b能够借助于第二固定机构10的螺丝21固定，使得同轴线缆12和插接器15固定在容纳部20中。
可见地，至少下部的半壳1a通过螺丝19和通过对应的贴靠面导电地与电子单元31的金属的、即也导电的壳体连接，其中所述壳体接地。在同时在第二线缆部段4中外导体14接触半壳1a、1b之后，应变消除装置11在插接器15的区域中屏蔽地和也作为在此处例如为17-30GHz的传输频率的范围中的表面波屏障起作用。
图4作为可以例如关于旋转的X射线探测器和/或旋转的X射线管使用连接装置17的医学装置23的实例示出计算机断层扫描装置，所述计算机断层扫描装置如原则上已知的那样具有机架23，在所述机架之内存在可旋转的部分24，在所述可旋转的部分上设置有两个分别具有X射线辐射器25和X射线探测器26的容纳装置。为了检查，患者27借助于检查台29的沿着中轴线28可移动的检查床移入到测量区域中，使得能够从不同的投影角度测量投影图像。
医学装置22借助于控制装置30控制。在那里，例如能够进行从二维投影图像中重建三维图像数据集。
尤其在从可旋转部分24传输X射线探测器26的X射线数据时，需要的是，尽管有运动仍传输大的数据量，借此在17-30GHz的载频的情况下进行经由同轴线缆的数据传输，并且使用无接触的传输设备，如其例如在DE 10 2014 206 295 A1中描述的那样。为了连接到与X射线探测器26相关联的电子单元上，使用根据本发明的应变消除装置11。
然而也可设想其他的应用领域，例如在检查台29的运动部分上。
尽管本发明的细节通过优选的实施例详细说明和描述，本发明不受公开的实例限制并且其他变型形式可以由本领域技术人员从中推导出，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种应变消除装置(11)，用于尤其经受运动的同轴线缆(12)和相关联的插接器(15)，其中所述同轴线缆(12)能够借助于所述插接器(15)连接于电子单元(31)，
其特征在于，
所述应变消除装置(11)具有两个形成用于所述同轴线缆(12)和所述插接器(15)的容纳部(20)的半壳(1、1a、1b)和用于将所述应变消除装置(11)固定在所述电子单元(31)处和将所述半壳(1、1a、1b)固定到彼此上的固定装置(6)，其中所述容纳部具有用于容纳所述同轴线缆(12)的至少一个线缆部段(3、4)和用于容纳所述插接器(15)的插接器部段(5)。
2.根据权利要求1所述的应变消除装置，
其特征在于，
所述半壳(1、1a、1b)由导电材料、尤其金属构成，并且所述容纳部(10)具有用于容纳绝缘的同轴线缆的第一线缆部段(3)和用于容纳剥去绝缘皮的同轴线缆(12)的尤其中部的第二线缆部段(4)，使得所述同轴线缆(12)的外导体(14)接触所述导电材料。
3.根据权利要求2所述的应变消除装置，
其特征在于，
所述应变消除装置还具有至少一个用于导电地接触所述电子单元(31)的导电壳体的贴靠面。
4.根据权利要求2或3所述的应变消除装置，
其特征在于，
所述半壳(1、1a、1b)构成为至少在尤其为17GHz至30GHz的传输频率范围中的表面波屏障。
5.根据上述权利要求中任一项所述的应变消除装置，
其特征在于，
所述容纳部的所述第一线缆部段和所述至少一个线缆部段(3、4)形成通向所述插接器(15)的轴对称的线缆引导部。
6.根据上述权利要求中任一项所述的应变消除装置，
其特征在于，
所述固定装置(6)具有用于将所述半壳(1、1a、1b)中的至少一个半壳固定在所述电子单元(31)处的第一固定机构(8)和与所述第一固定机构(8)分开的用于将所述半壳(1、1a、1b)固定到彼此上的第二固定机构(10)。
7.根据权利要求6所述的应变消除装置，
其特征在于，
所述第一固定机构(8)具有螺丝(19)连同至少在所述半壳(1、1a、1b)的下部的半壳中的相关联的穿通开口(7)或凹部，并且所述第二固定机构(10)具有螺丝(21)连同在所述半壳(1、1a、1b)中的相关联的螺丝容纳部、尤其凹部(9)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的应变消除装置，
其特征在于，
用于所述同轴线缆(12)进入所述应变消除装置(11)中的进入开口的棱边(16)为了能够实现所述同轴线缆(12)的弯曲半径在所述进入开口的区域中是倒圆的。
9.一种连接装置(17)，其包括具有插接器(15)的同轴线缆(12)和根据上述权利要求中任一项所述的应变消除装置(11)。
10.根据权利要求9所述的连接装置，
其特征在于，
所述插接器(15)是SMP插接器，尤其是搭扣式SMP插接器。
11.根据权利要求9或10所述的连接装置，
其特征在于，
所述同轴线缆(12)是半柔性的。
12.一种医学装置(22)，其具有至少两个可相互运动的部件，所述部件各自具有至少一个电子单元(31)，其中为了连接所述部件的电子单元(31)，设有至少一个根据权利要求9至11中任一项所述的连接装置(17)。
13.根据权利要求12所述的医学装置，
其特征在于，
所述连接装置(17)包括至少一个无接触的数据传输设备。
14.根据权利要求12或13所述的医学装置，
其特征在于，
所述医学装置构成为计算机断层扫描装置。
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