[实用新型]一种旋转体和固定体之间的高速数据传输装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于旋转体和固定体之间的高速数据传输装置，尤其涉及适用于工业CT系统和医用CT系统中的旋转体和固定体之间的高速数据传输装置。

背景技术

在工业技术领域中，有很多应用场合需要将旋转体上的数据信息传输到固定体上，典型的应用如在工业CT系统和医用CT系统中，在对被检对象进行检测时，需要实时地将旋转体上检测到的信息高速高可靠地传输到固定体上。最初的数据传输装置是通过电刷和导电环的方式来实现的，但由于旋转体在旋转时电刷和导电环之间的接触电阻值在不断地变化，这种变化会产生很大的信号噪声，从而降低了数据传输的可靠性，因此不能用来传输高速数据信号。特别是在高压环境下，旋转体和固定体之间的高压放电引起的高压噪声更大。另外，由于碳刷和滑环之间的接触摩擦，也影响了数据传输装置的使用寿命。

随着具有多排X光探测器的高速工业CT系统和医用CT系统在实际检测中得到广泛应用，系统在单位时间内采集到的检测数据大大增加，采用碳刷和滑环接触的方式来实现数据传输是越来越不可靠和理想的了。因此，业界提出了用无线电容耦合的方式来代替上述的碳刷滑环方式，但是无线电容耦合的电磁场比较容易受到外界电压、电流和电磁场的干扰，因此高速数据传输的准确性以及传输速率受到限制和影响。

为了解决上述的问题，业界还提出了基于光学的信号传输系统，如在公开号为CN101006925A的专利申请中，公开了一种基于光纤的数据传输系统，其中，在旋转体上沿圆周方向固定若干个电光转换元件(如激光二极管)和聚焦透镜作为信号发射部分，在固定体上沿圆周方向设置一段有限长度的光纤束来接收发射部分发射的光信号并传送到光电转换元件，保证在实际工作中，至少有一束发射部分发射的光束能够落在固定体上的光纤束上。在公开号为CN 1989905A的专利申请中，同样公开了一种基于光纤的数据传输系统，与CN101006925A不同的是，这个专利申请中在旋转体上只设置了一个电光转换元件(如激光二极管)和聚焦透镜作为信号发射部分，在固定体上沿圆周方向布满光纤来接收发射的光信号并传送到光电转换元件。但上述这两种系统都采用了较多的激光器或光纤，成本较高，实用性受到限制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无线激光通信的用于旋转体和固定体之间的高速高可靠性数据传输装置，尤其适用于工业CT或医用CT系统中，以实现将旋转体上的检测数据高速高可靠地传输到固定体上，该高速高可靠性数据传输装置包括：设置在旋转体上的数据采集装置；设置在沿旋转体圆周方向上的若干个激光发射装置；设置在固定体上的若干个反射镜；设置在固定体上的激光接收装置。

其中数据采集装置与激光发射装置相连，具有将X光接收装置转换的模拟电信号转换为数字电信号和将数字电信号转换为数字光信号并通过光纤将其传输出去的功能。

激光发射装置由光电转换单元、电光转换单元和聚焦透镜组成，其中光电转换单元为光电二极管，用于将光纤中的数字光信号转换为数字电信号；电光转换单元为半导体激光二极管，用于将数字电信号转换为数字光信号并在大气中传输出去，并且该电光转换单元发射的光束沿着旋转体的径向，即反向经过旋转体的圆心，聚焦透镜准直和收缩光束，激光发射装置的个数由反射镜的尺寸和个数来决定。

反射镜可以是椭圆面反射镜或椭球面反射镜，椭圆面反射镜的反射面是椭圆位于旋转体内径和固定体的框架之间的一部分圆周沿着垂直于椭圆方向延伸一定宽度形成的椭圆曲面，该宽度以能够完全反射全部光束为宜，该椭圆的两个焦点分别是该旋转体的圆心和激光接收装置中的光电检测器检测面的中心，选择该椭圆合适的长半轴和短半轴以致该椭圆的位于旋转体内径和固定体的框架之间的一部分圆周与旋转体圆心形成的夹角最大。椭球面反射镜的反射面是椭圆位于旋转体内径和固定体的框架之间的一部分圆周相对于椭圆焦点所在的直线旋转一定角度形成的椭球面，该角度以能够完全反射全部光束为宜，该椭圆的两个焦点分别是该旋转体的圆心和激光接收装置中的光电检测器检测面的中心，选择该椭圆合适的长半轴和短半轴以致该椭圆的位于旋转体内径和固定体的框架之间的一部分圆周与旋转体圆心形成的夹角最大。

激光接收装置主要由光电检测器和聚焦透镜组成，该光电检测器为光电二极管，该聚焦透镜将光束汇聚到该光电检测器的检测面上。

附图说明

图1是本实用新型所提出的无线激光数据传输装置的一个实施例的装置结构示意图；

图2是基于本实用新型所提出的无线激光数据传输装置的另一个实施例的装置结构示意图；

图3是基于本实用新型所提出的无线激光数据传输装置采用多块反射镜的另一个实施例的装置结构示意图。