
做過CT檢查的小伙伴可能都有這樣的一種體驗:伴隨著CT機軸承運轉時發出的嗡嗡聲,掃描床緩緩進入X射線照相機旋轉的檢查隧道。當獨自被這樣一個高科技設備包圍時,已有的緊張感會被噪聲放大,神經始終處于緊繃的狀態。蒂森克虜伯開發出了一種新型靜音磁軸承可以使得X射線相機近乎無聲地快速移動,讓檢查的過程變得輕松舒適。
先通過一段視頻來感受一下這一優雅的技術:
早在幾年前,位于德國利普施塔特的蒂森克虜伯羅特艾德(Rothe Erde)團隊就開始推進靜音磁軸承項目,從而克服CT運行過程中的噪音問題。“我們的目標是:開發出一種盡可能無摩擦、無磨損、噪音低的軸承。” 蒂森克虜伯研發團隊項目負責人Bernd Lüneburg表示。在這種創新的靜音磁軸承中,靜止的定子和旋轉的轉子將通過磁力而非滾動元件分開。定子和轉子之間形成約1.5毫米的薄氣隙。在運行過程中,數字化的智能控制系統將通過傳感器監測氣隙數值,并在評估數據后發送命令給每塊電磁鐵,使其以微米的精度對準轉子,確保準確性。
蒂森克虜伯已經為這種新型磁軸承申請了專利。這一技術靈感來源于蒂森克虜伯高速磁懸浮列車技術(Transrapid)。由電磁鐵產生的磁場抵消了重力,使得高速列車的底盤系統不接觸軌道,而在其上方平穩運行。

采用了蒂森克虜伯磁懸浮技術的上海磁浮列車
該軸承原型機已在利普施塔特測試。靜音磁軸承被數十個電磁鐵的無形之力鎖定,一個重量近300公斤的轉子無聲地繞著內圈移動。轉子一側能承受高達750公斤的負荷,即CT掃描儀的理論大負荷,而電磁鐵可使其始終處于準確位置。

同時,蒂森克虜伯的工程師們也致力于不斷加快靜音磁軸承的轉速。目前原型機已達到每分鐘150轉,未來將通過進一步改進控制系統,達到300轉甚至更快的速度。由此,采用磁軸承的CT掃描儀運轉速度比當前使用滾動軸承的設備有大幅提升。提高轉速會帶來很多益處:計算機斷層掃描檢查會更快,患者接受到的輻射量也會更低;放射科醫生將能夠實時監測動態過程,例如心臟瓣膜的打開和關閉;對于設備制造商來說,這一技術也有助于節省成本。
蒂森克虜伯研發團隊項目負責人Bernd Lüneburg表示:
“CT設備制造商對開發盡可能低噪的CT掃描設備非常感興趣。降低噪音會幫助他們擁有明顯的競爭優勢。”

此外,這種非接觸式磁性軸承在任何旨在避免噪音和潤滑劑,以及需要大精度的設備中都具有巨大的發展潛力。例如,用于天文臺的望遠鏡、船舶的雷達以及衛星等等。
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