[發明專利]一種用于滑環的高速光學數據傳輸系統

有效

• 申請號: 201010227352.2
• 申請日: 2010-07-15
• 公開（公告）號: CN101884547A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 徐圓飛;楊繼文;王稷
• 申請（專利權）人: 北京航星機器制造公司
• 主分類號: A61B6/03
• 分類號: A61B6/03;H04B10/10;G01N23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于空間激光通信的旋轉體和固定體之間的高速數據傳輸系統，尤其涉及適用于工業CT系統、安檢儀和醫用CT系統中的旋轉體和固定體之間的高速數據傳輸系統。

背景技術

在工業技術領域中，有很多應用場合需要將旋轉體上的數據信息傳輸到固定體上，典型的應用如在工業CT系統、安檢儀和醫用CT系統中，在對被檢對象進行檢測時，需要實時地將旋轉體上檢測到的信息高速高可靠性地傳輸到固定體上。最初的數據傳輸系統是通過電刷和導電環的方式來實現的，但由于旋轉體在旋轉時電刷和導電環之間的接觸電阻值在不斷地變化，這種變化會產生很大的信號噪聲，從而降低了數據傳輸的可靠性，因此不能用來傳輸高速數據信號。特別是在高壓環境下，旋轉體和固定體之間的高壓放電引起的高壓噪聲更大。另外，由于碳刷和滑環之間的接觸摩擦，也影響了數據傳輸系統的使用壽命。

隨著具有多排X光探測器的高速工業CT系統和醫用CT系統在實際檢測中得到廣泛應用，系統在單位時間內采集到的檢測數據大大增加，采用碳刷和滑環接觸的方式來實現數據傳輸是越來越不可靠和理想的了。因此，業界提出了用無線電容耦合的方式來代替上述的碳刷滑環方式，但是無線電容耦合的電磁場比較容易受到外界電壓、電流和電磁場的干擾，因此高速數據傳輸的準確性以及傳輸速率受到限制和影響。

為了解決上述的問題，業界還提出了基于光學的信號傳輸系統，如在公開號為CN101006925A的專利申請中，公開了一種基于光纖的數據傳輸系統，其中，在旋轉體上沿圓周方向固定若干個電光轉換元件(如激光二極管)和聚焦透鏡作為信號發射部分，在固定體上沿圓周方向設置一段有限長度的光纖束來接收發射部分發射的光信號并傳送到光電轉換元件，保證在實際工作中，至少有一束發射部分發射的光束能夠落在固定體上的光纖束上。在公開號為CN?1989905A的專利申請中，同樣公開了一種基于光纖的數據傳輸系統，與CN101006925A不同的是，這個專利申請中在旋轉體上只設置了一個電光轉換元件(如激光二極管)和聚焦透鏡作為信號發射部分，在固定體上沿圓周方向布滿光纖來接收發射的光信號并傳送到光電轉換元件。但上述這兩種系統都采用了較多的激光器或光纖，成本較高，實用性受到限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于空間激光通信的用于旋轉體和固定體之間的高速高可靠性數據傳輸系統，尤其適用于工業CT、安檢儀和醫用CT的滑環系統中，以實現將旋轉體上的檢測數據高速高可靠地傳輸到固定體上，該高速高可靠性數據傳輸系統包括：數據采集裝置，其設置在旋轉體上；旋轉連桿裝置，其設置在旋轉體上；激光發射裝置，其設置在旋轉連桿裝置上；滑道裝置，其設置在固定體上；接收裝置，其設置在該固定體上。

其中數據采集裝置與激光發射裝置相連，具有將X光接收裝置轉換的模擬電信號轉換為數字電信號的功能。

激光發射裝置具有將數字電信號轉換為數字光信號通過空間傳輸出去。

旋轉連桿裝置間隔90度安裝在旋轉體上，旋轉連桿裝置可以在一定角度范圍內旋轉，該角度范圍至少大于180度。

本發明中的滑道裝置由第一滑道、第二滑道和限位滑道組成，滑道是光滑并且曲率變化連續的，限位滑道位于第一滑道和第二滑道交接處。

接收裝置用于接收發射裝置發射的激光信號，并將其傳輸給圖像處理裝置。

附圖說明

圖1是本發明所提出的數據傳輸系統的原理示意圖；

圖2是旋轉連桿裝置旋轉到兩段滑道交接處時的側視圖；

圖3是圖1中一種接收裝置的側視圖；

圖4是本發明另一種實施例的原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明所提出的空間激光數據傳輸系統包括旋轉體110，數據采集裝置140，激光發射裝置150，旋轉連桿裝置160，滑道裝置170，接收裝置180和固定體200。其中，數據采集裝置140和旋轉連桿裝置160安裝在旋轉體110上，激光發射裝置150安裝在旋轉連桿裝置160上，X光發射裝置120和X光接收裝置130也安裝在旋轉體110上；滑道裝置170和接收裝置180安裝在固定體200上。

在CT系統的掃查過程中，旋轉體110由電機帶動旋轉，在圖1中沒有示出電機，X光發射裝置120持續發射X光并隨旋轉體110旋轉，所述的X光穿過位于該X光發射裝置120和X光接收裝置130之間的被檢對象并被X光接收裝置130所接收到，X光接收裝置130可以將接收到的X光的能量轉換為模擬電信號，該X光接收裝置130可以為單排或多排的X光探測器陣列。