專(zhuān)利名稱(chēng)：超短波電療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種超短波電療儀。
背景技術(shù)：
超短波電療儀主要在醫(yī)院的康復(fù)理療科、外科、內(nèi)科等科室應(yīng)用。其治療方法是物理療法的一種。該設(shè)備輸出一定的射頻功率，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、腎臟、結(jié)蒂組織及對(duì)炎癥的治療具有較好的作用。超短波電療儀運(yùn)行時(shí)，必須進(jìn)行調(diào)諧，使輸出電路與人體回路匹配最佳，設(shè)備輸出功率的效率最高。目前，現(xiàn)有的超短波電療儀均為手動(dòng)調(diào)諧，護(hù)士調(diào)諧完畢，即離開(kāi)病人。 在治療過(guò)程中，病人姿勢(shì)的改變或移動(dòng)都會(huì)使輸出回路失諧，影響治療效果，降低電子管壽命。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有的超短波電療儀在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。有鑒于上述現(xiàn)有的超短波電療儀存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的超短波電療儀，使其更具有實(shí)用性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種超短波電療儀，該超短波電療儀具有自動(dòng)調(diào)諧功能，保證了治療效果。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案超短波電療儀，包括電源電路、高頻振蕩功率放大電路、振蕩控制電路和主控制電腦，還包括步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)控制電路和功率檢測(cè)電路，其中功率檢測(cè)電路連接主控制電腦和電源電路，主控制電腦還連接電機(jī)控制電路，電機(jī)控制電路連接步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)連接高頻振蕩功率放大電路的輸出回路中的調(diào)諧電容。進(jìn)一步，還包括輸入及顯示電路，輸入及顯示電路與主控制電腦連接。進(jìn)一步，所述輸入及顯示電路中的顯示電路由74HC273D鎖存器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及鎖存器驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管組成，所述74HC273D鎖存器與主控制電腦的數(shù)據(jù)線(xiàn)及選通信號(hào)端連接。進(jìn)一步，所述主控制電腦為STC12C5608AD單片機(jī)。進(jìn)一步，所述功率檢測(cè)電路由電流取樣電路、電壓取樣電路和AD7755功率測(cè)量芯片構(gòu)成。進(jìn)一步，所述振蕩控制電路由四個(gè)繼電器構(gòu)成。進(jìn)一步，所述電機(jī)控制電路由74HC273D鎖存器控制ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成， 74HC273D鎖存器的輸出端連接ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片的四個(gè)輸入端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于1、本實(shí)用新型的超短波電療儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出回路的自動(dòng)調(diào)諧，使其處于最佳匹配
3狀態(tài)，并保持較高的輸出效率，保證了治療效果。2、本實(shí)用新型的超短波電療儀采用了標(biāo)準(zhǔn)模擬負(fù)載檢測(cè)實(shí)際輸出功率，進(jìn)一步修正功率檢測(cè)電路檢測(cè)計(jì)算出的輸出功率值，更加準(zhǔn)確。3、本實(shí)用新型的超短波電療儀實(shí)現(xiàn)了輸出功率的數(shù)字化顯示，從而實(shí)現(xiàn)了射頻治療功率的精確化控制。

圖1為本實(shí)用新型的超短波電療儀的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的超短波電療儀的主控制電腦、輸入及顯示和電機(jī)控制部分的電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型的超短波電療儀的高頻振蕩功率放大電路及電源電路部分的電路原理圖；圖4為本實(shí)用新型的超短波電療儀的功率檢測(cè)電路的電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型的超短波電療儀的振蕩控制電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。實(shí)施例1 圖1為本實(shí)用新型的超短波電療儀的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，超超短波電療儀，包括電源電路、高頻振蕩功率放大電路、振蕩控制電路和主控制電腦，其特征在于，還包括步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)控制電路和功率檢測(cè)電路，其中功率檢測(cè)電路連接主控制電腦和電源電路，主控制電腦還連接電機(jī)控制電路，電機(jī)控制電路連接步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)連接高頻振蕩功率放大電路的輸出回路中的調(diào)諧電容。本實(shí)用新型的超短波電療儀還包括輸入及顯示電路， 輸入及顯示電路與主控制電腦連接。主控制電腦為STC12C5608AD單片機(jī)。圖2為本實(shí)用新型的超短波電療儀的主控制電腦、輸入及顯示和電機(jī)控制部分的電路原理圖。如圖2所示，主控制電腦Ul采用 STC12C5608AD單片機(jī)。顯示電路采用三片74HC273D鎖存器U3、U4和U5分別驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)。三片74HC273D鎖存器U3、U4和U5均與主控制電腦Ul的數(shù)據(jù)線(xiàn)D0-D7連接， 鎖存器U3連接Ul的選通信號(hào)SEL1、鎖存器U4連接Ul的選通信號(hào)SEL2、鎖存器U5連接 Ul的選通信號(hào)SEL3。主控制電腦Ul將要顯示的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)D0-D7和相應(yīng)的選通信號(hào) SEL1-3，分別送到三片74HC273D鎖存器U3、U4和U5，通過(guò)這三個(gè)芯片的輸出端Q1-Q8驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。同理，主控制電腦Ul通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)D0-D7和相應(yīng)的選通信號(hào)SEL4-6控制U6、 U7、U8三片74HC273D鎖存器驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，進(jìn)行輸出大小、檔位指示和4種工作模式的指示；主控制電腦Ul通過(guò)DO-I端口驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管進(jìn)行功率、時(shí)間顯示狀態(tài)和調(diào)諧狀態(tài)指示；主控制電腦Ul通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)D3-D7端口讀取輸入電路的操作按鍵狀態(tài)，根據(jù)用戶(hù)按鍵信息，單片機(jī)Ul進(jìn)行相應(yīng)處理。主控制電腦Ul通過(guò)D0-D7和選通信號(hào)SEL7將控制數(shù)據(jù)送到電機(jī)控制電路的 74HC273D鎖存器U9，鎖存器U9的輸出端連接電機(jī)控制電路的驅(qū)動(dòng)芯片U2 (ULN2003)的4個(gè)輸入端1B-4B，進(jìn)而電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片U2(ULN200;3)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)對(duì)高頻振蕩功率放大電路的C3進(jìn)行調(diào)整，直到輸出回路與輸入回路得到最佳匹配。圖3為本實(shí)用新型的超短波電療儀的高頻振蕩功率放大電路及電源電路部分的電路原理圖。如圖3所示，高頻振蕩功率放大電路的輸入回路由U100、UlOl兩個(gè)直熱式釷-鎢陰極高μ三極管811組成，輸出回路由耦合的電感L4、電感L5及調(diào)諧電容C3組成， 輸出40.68MHz的射頻信號(hào)。經(jīng)過(guò)步進(jìn)電機(jī)對(duì)調(diào)諧電容C3的調(diào)諧，使輸出回路與輸入回路形成最佳匹配，射頻輸出效率最高。由L4、L5耦合輸出的射頻，通過(guò)SC1、SC2輸出插孔送到輸出線(xiàn)、電極板上，加到患者治療部位。本實(shí)用新型的額定輸出功率為200W。電源電路由高壓電源、燈絲電源組成，為高頻振蕩功率放大電路提供了陽(yáng)極電壓 500-1500V和燈絲電壓6. 3V/4A，同時(shí)也提供了主控制電腦、數(shù)碼管、繼電器、電機(jī)等所需的 +5V.+12V 電源。圖4為本實(shí)用新型的超短波電療儀的功率檢測(cè)電路的電路原理圖。如圖4所示， 功率檢測(cè)電路由電流取樣電路、電壓取樣電路和AD7755功率測(cè)量芯片U201組成。電流取樣電路由電流互感器CURRENT、R201-204組成；電壓取樣電路由取樣變壓器WV201、R206、 R208、R219、R220等器件組成。獲得的取樣電流和取樣電壓送入AD7755功率測(cè)量芯片U201。 AD7755功率測(cè)量芯片U201是美國(guó)模擬器件公司(ADI)生產(chǎn)的一種高準(zhǔn)確度電能測(cè)量集成電路。它的內(nèi)部只有模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路和基準(zhǔn)電源是用模擬電路，其它的信號(hào)處理都使用數(shù)字電路，這使得AD7755功率測(cè)量芯片在惡劣的環(huán)境下仍能保持極高的準(zhǔn)確度和長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的溫度和時(shí)間穩(wěn)定性，其技術(shù)指標(biāo)超過(guò)了 IEC1036規(guī)定的準(zhǔn)確度要求，能適應(yīng)各種環(huán)境要求。AD7755功率測(cè)量芯片U201內(nèi)部組成主要由可編程放大器、電源監(jiān)控電路、基準(zhǔn)電路、模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC)、相位校正網(wǎng)絡(luò)、乘法器、高通濾波(HPF)、低通濾波 (LPF)、數(shù)字-頻率轉(zhuǎn)換器等組成。根據(jù)輸入的取樣電流和取樣電壓，AD7755功率測(cè)量芯片 U201實(shí)時(shí)計(jì)算出本實(shí)用新型的超短波電療儀的輸入功率，并以頻率信號(hào)通過(guò)DP201送到主控制電腦U1，主控制電腦Ul根據(jù)輸入功率、設(shè)備自身固有損耗功率以及模擬輸出功率的對(duì)比數(shù)據(jù)，計(jì)算出設(shè)備實(shí)際輸出功率。在此過(guò)程中，主控制電腦Ul控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)從而調(diào)整調(diào)諧電容C3，在調(diào)諧電容C3容量變化過(guò)程中，輸出功率發(fā)生，當(dāng)輸出功率最大時(shí)，輸出回路與輸入回路得到最佳匹配，獲得最佳調(diào)諧電容C3容量值，步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，自動(dòng)調(diào)諧完畢。圖5為本實(shí)用新型的超短波電療儀的振蕩控制電路的電路原理圖。如圖5所示， 振蕩控制電路由4個(gè)繼電器JDQ1-JDQ4組成，根據(jù)用戶(hù)按鍵選擇的輸出功率值，調(diào)整繼電器 JDQ1-JDQ4，改變高壓電源輸出電壓值(500-1500V)，最終達(dá)到用戶(hù)所需要的輸出功率值。高壓開(kāi)啟/停止和脈沖控制如下主控制電腦Ul通過(guò)數(shù)據(jù)線(xiàn)D0-D7和選通信號(hào) SEL7將控制數(shù)據(jù)送到74HC273D鎖存器U9，74HC273D鎖存器U9的輸出端連接ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片U2的2個(gè)輸入端5B、6B，由ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片U2分別驅(qū)動(dòng)繼電器G6C來(lái)控制高壓開(kāi)啟/停止，驅(qū)動(dòng)肌以979三極管通過(guò)控制高壓回路，啟動(dòng)/停止射頻振蕩，產(chǎn)生所需要的射頻脈沖。本實(shí)用新型的超短波電療儀除了與調(diào)諧相關(guān)電路外與手動(dòng)調(diào)諧的超短波電療儀的工作原理相同。本實(shí)用新型的超短波電療儀在手動(dòng)調(diào)諧的超短波電療儀的基礎(chǔ)上增加了功率檢測(cè)電路和步進(jìn)電機(jī)及其相應(yīng)的電機(jī)控制電路。本實(shí)用新型的超短波電療儀啟動(dòng)后，
5主控制電腦通過(guò)功率檢測(cè)電路檢測(cè)電療儀的總功率Wz，總功率等于射頻輸出功率Ws加電療儀自身的消耗功率恥，而電療儀自身的消耗功率恥基本不變，所以射頻輸出功率Ws = Wz-ffb，主控制電腦控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)旋轉(zhuǎn)調(diào)諧電容，當(dāng)調(diào)諧電容轉(zhuǎn)到某一角度時(shí)，總功率Wz 最大時(shí)，由于電療儀本身消耗功率恥基本不變，所以射頻輸出功率Ws最大，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出回路諧振在最佳位置。同時(shí)數(shù)字顯示輸出功率。 以上實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的示例性實(shí)施例，不用于限制本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.超短波電療儀，包括電源電路、高頻振蕩功率放大電路、振蕩控制電路和主控制電腦，其特征在于，還包括步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)控制電路和功率檢測(cè)電路，其中功率檢測(cè)電路連接主控制電腦和電源電路，主控制電腦還連接電機(jī)控制電路，電機(jī)控制電路連接步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)連接高頻振蕩功率放大電路的輸出回路中的調(diào)諧電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波電療儀，其特征在于，還包括輸入及顯示電路，輸入及顯示電路與主控制電腦連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超短波電療儀，其特征在于，所述輸入及顯示電路中的顯示電路由74HC273D鎖存器驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管及單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管組成，所述74HC273D鎖存器與主控制電腦的數(shù)據(jù)線(xiàn)及選通信號(hào)端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波電療儀，其特征在于，所述主控制電腦為 STC12C5608AD 單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波電療儀，其特征在于，所述功率檢測(cè)電路由電流取樣電路、電壓取樣電路和AD7755功率測(cè)量芯片構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波電療儀，其特征在于，所述振蕩控制電路由四個(gè)繼電器構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超短波電療儀，其特征在于，所述電機(jī)控制電路由74HC273D 鎖存器控制ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成，74HC273D鎖存器的輸出端連接ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片的四個(gè)輸入端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超短波電療儀，超短波電療儀，包括電源電路、高頻振蕩功率放大電路、振蕩控制電路和主控制電腦，其特征在于，還包括步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)控制電路和功率檢測(cè)電路，其中功率檢測(cè)電路連接主控制電腦和電源電路，主控制電腦還連接電機(jī)控制電路，電機(jī)控制電路連接步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)連接高頻振蕩功率放大電路的輸出回路中的調(diào)諧電容。本實(shí)用新型的超短波電療儀可以自動(dòng)調(diào)整到最佳諧振狀態(tài)，保證治療效果。
文檔編號(hào)A61N1/32GK202198969SQ20112029478
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者李國(guó)振, 杜勇, 梁永建 申請(qǐng)人:北京奔奧新技術(shù)有限公司