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霍尔开关在加速器床面滚动控制中的应用

返回列表 来源:未知 浏览: 发布日期:2020-06-12 09:00:17【
为了满足治疗时患者的摆位需求,多数医用直线加速器的治疗床具有左右、前后上下运动以及等中心旋转和床体旋转等功能。由于治疗床的前后移动距离有限,在对某些部位(如腹部以下等部位)进行治疗时,患者需要尽可能地从治疗床的床头上床,会受到机头的阻碍,导致不便。
新型加速器的治疗床采用了非常独特的设计,增加了床面滚动控制系统。通过控制床面前后滚动的旋钮,即可对患者前后位置随意进行调整,根据旋钮的旋转角度和方向可以改变床面的运动速度和方向。

系统组成

该系统由霍尔开关控制旋钮驱动放大器、电动机、变速箱、滚轮和旋转床面等构成。


线性霍尔开关

把霍尔元件、温度补偿电路、放大器等做在一个芯片上,封装起来就构成了集成霍尔开关,也称为霍尔集成电路:集成霍尔传感器主要分为线性型和开关型2种。前者输出模拟量,后者输出数字量,其主要元件均是利用霍尔效应原理制成的。加速器床面滚动控制系统采用的是线性霍尔,它是一个三端器件,在很宽的磁感应范囿内具有较好的线性度,如图2所示。其中普脚1和管脚2是霍尔元件的偏置电流1e输入端,管脚3是霍尔电压的输出端。偏置电流的设定由外部基准电源给出。静态时的输出是2个输人端电正之和的一半,如果将输人两端的电源设置为等值正负电源,则静态输出为0 V。一般规定,当外加磁场的S极接近霍尔电路外壳上打有标志的一面时,作用到霍尔电路上的磁场方向为正;当外加磁场的N极接近霍尔电路外壳上打有标志的一面时,作用到霍尔电路上的磁场方同为负。由于霍尔器件只对垂直与霍尔片表而的磁感应强度敏感,因此必须令磁力线和霍尔片表而垂直,通电后即可由输小电压得到该位置被测磁场的磁感应强度。如图2所示,随着磁场强度的增强,输山电压呈线性上升,当磁场强度超过定的范围后,进入饱和状态。它在磁感应强度为-0.064~+0.064 Gs(1 Gs=l0-4 T)范围内,输出电压为0.5~4.5 V,并具有较强的电流输出能力(10 mA连续,20 mA最大)。



霍尔开关在床面滚动系统中的应用

霍尔器件需要工作电源,由于电源线和信号线连接的限制,不利于霍尔器件做旋转动作。因此,将它位置固定不动,通过旋转磁体来实现磁场的变化。霍尔开关的控制极接到+6 V的直流稳压电源上。电流恒定静态时它处于N极和S极的中心点,电压输出为0 V,电动机处于静止状态。当床面控制旋钮旋转时,磁体随旋钮转动,它随旋转方向的不同,分别处于S或N极磁场。
其所处磁场强度随旋转角度发生变化,因此产生不同极性的正比于磁场强度的输出电压,用于控制电动机的旋转方向和转速。直流激励时电路示意图,如图3所示。它随着旋钮的转动方向不同,可以检测出正或负的磁场,放大器的输出将被驱动为正或负。