CN101474109A - 便携式温波灸能产生器及其产生方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式温波灸能产生器及其产生方法，主要利用一发热单元、一温度检测单元，与所述发热单元形成温度感应的连接、一运算单元，与所述温度检测单元形成电性连接，一回路控制单元，与所述运算单元形成电性连接、一电力供应单元，与所述回路控制单元形成电性连接，并且与所述发热单元形成电能转换为热能的线路连接；通过检测所述发热单元的温度，并对所述发热单元的热能产生趋向作决定，且回馈动态的电能，作为热能调整的伺服，使所述发热单元产生的温度由低升高，再从高降低，准确地依人体任何部位(因时间的函数)对温度需求的不同，长时间提供合适的变动温能，具有使用方便且能直接靠置在人体酸痛的任何部位，迅速使患部的疼痛得到缓解，血脉顺畅，改善血液循环，达到灸疗的效果。

Description

便携式温波灸能产生器及其产生方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，具体地说，是一种便携式温波灸能产生器及其产生方法。

背景技术

针灸(Acupuncture & Moxibustion)为中国医学的重要学问与疗法，广义属于物理疗法，其中所谓之「针」，系指针器对人体腧穴进行刺激，以调动腧穴和经络的作用，达到治疗效果的方法；「灸」则是以特制的艾绒，点火燃烧在人体的腧穴部位上，是一种利用其温热的刺激为主的治疗方法，调整各部生理机能，增进身体健康，达到治疗疾病与预防疾病的目的；由于针、灸皆具有迅速确实且及简便安全的特性，故已受到医学界及广大患者重视，在临床往往二者并用，泛称针灸法。

然而，随中医学的发展，针灸的内涵增加了许多科学性的仪器、学理以及技术的辅助，例如电、磁、激光、红外线、微波等亦可以为刺激腧穴的方法，而针法、灸法也在不断地发展，有利用针、电复合的电针疗法，或是配合药剂将药剂注射针头刺入腧穴。

就本发明较为相关的「灸」进一步讨论，基于先前技术中灸疗法是用艾绒或特殊药物放置于体表穴位烧灼、温烫，将艾火的温和热力以及药物的作用，通过经络的传导，发挥治病防病的效果。因此，其可以通过热刺激皮肤，使局部潮红、发热、起泡，以及不断地对皮肤的感受神经上作用，可以调节身体的免疫调节机制，从而达到防治疾病作用。因此，在一种热刺激皮肤的过程中，虽然已经有设计者将「灸」法设计为利用电能转换热能的方式和设备(称为热灸器)。但是此类问题在于由于该热灸器对于皮肤的熨灸作用，皮肤通常因为神经反应在初始状态下会感觉受到刺激，而达到前述的功能，但是因为时间一久，皮肤的神经对于此一温度逐渐产生钝化，因此热灸的功能亦相对钝化，也有通过不断对该热灸器提升电能而促使其温度提升，但是人体皮肤对于该热灸的温度承受度有限，同时由于部分热灸器会随着外界温度变化而被影响其温度，皆无法提升该灸法的效能。

而且已有的热灸器，通常设于中医或是物理治疗的机构内，而较不容易随身携带，因此对于患者而言，无法充分利用或是经常利用，而使得其效能发挥有限。

因此已知的热灸器存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式温波灸能产生器及其产生方法，使得间歇性地控制发热单元的热度，以便配合中医学透热疗法的原理，从而使发热单元产生人体部位需求的温度，满足便于携带且使人体毛孔扩张、血脉顺畅的功效。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种便携式温波灸能产生器，包括盒体，发热单元，温度检测单元，运算单元，回路控制单元和电力供应单元，其特征在于：

所述发热单元设在所述盒体的内部；

所述温度检测单元设在所述盒体的内部，且与所述发热单元形成温度感应的连接；

所述运算单元设在所述盒体的内部，且与所述温度检测单元形成电性连接；

所述回路控制单元设在所述盒体的内部，且与所述运算单元形成电性连接；

所述电力供应单元设在所述盒体的内部，且与所述回路控制单元形成电性连接，还与所述发热单元形成电能转换为热能的线路连接。

本发明的目的还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述温度检测单元的导热介质是铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、纯铁(Fe)、钇钡铜氧(YBCO)超导体高导热材料。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述发热单元是陶瓷发热片。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述温度检测单元是用已蒸发的薄膜，碳(C)或碳的混合物，或者是由铜(Cu)、钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、镍(Ni)或铀(U)的氧化物形成的像陶瓷的半导体制成的热敏电阻器(thermistor)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述温度检测单元是白□(Pt)制作的电阻温□装置(resistance temperature device，RTD)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述发热单元是碳墨陶瓷合成的发热片。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述发热单元为碳墨硅胶(Silicon rubber)合成的发热片。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述发热单元为镍(Ni)铬(Cr)合金配制成的发热片。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述运算单元是一种单芯片系统(System on aChip)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述运算单元是一差动比较运算芯片(differential comparators Chip)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述回路控制单元是一MOS场效晶体管(MOSFET)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述回路控制单元是一绝缘闸双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述回路控制单元是一达林顿电路(Darlington Circuit)。

前述的便携式温波灸能产生器，其中所述电力供应单元是锂离子电池、镍氢充电电池、燃料电池的电池群组。

一种便携式温波灸能产生方法，其特征在于：所述便携式温波灸能产生方法按如下步骤进行：

第一步骤：利用所述电力供应单元提供电力预发热单元进行电能转换热能；

第二步骤：利用所述温度检测单元检测所述发热单元的温度是否合于设定的温度值；

第三步骤：(a)如果所述发热单元的温度是合于设定的温度值，停止供应电力；

(b)如果所述发热单元的温度不合于设定的温度值，继续提供电力。

第四步骤：决定所述发热单元的热能产生趋向，且回馈动态的电能，作为热能调整的伺服，调整所述发热单元的温度。

一种便携式温波灸能产生方法，其中所述便携式温波灸能产生方法按如下步骤进行：

第一步骤：检测所述发热单元的温度；

第二步骤：决定所述发热单元的热能产生趋向；

第三步骤：回馈动态的电能，作为热能调整的伺服；

第四步骤：调整所述发热单元的温度；

第五步骤：发热单元产生由低升高，再从高降低的温度，提供依人体部位及时间函数对温度需求不同的变动的温能。

一种便携式温波灸能产生器，通过检测所述发热单元的温度，并对所述发热单元的热能产生趋向作决定，且回馈动态的电能，作为热能调整的伺服，从而形成所述发热单元温度的调整。因此间歇性地控制发热单元的电能供应，即间歇性地控制发热单元的热度差异。配合中医学透热疗法的原理，使发热单元产生的温度由低升高，再从高降低，依人体部位对温度需求，提供合适的变动温能。

一种便携式温波灸能产生方法，利用所述电力供应单元提供电力预发热单元进行电能转换热能，且以所述温度检测单元检测所述发热单元的温度是否合于设定温度波动区内，如果是，则停止电力供应，如果否，则继续提供电力，对所述发热单元的热能产生趋向作决定，且回馈动态的电能作为热能调整的伺服，而形成该发热单元温度的调整。

此外，本发明可以使热量由低升高，再从高降低进行循环成波浪式，最大的好处是直接、实时且长时间的释放于病痛部位，使毛孔扩张、血脉顺畅，改善患部血液循环和营养状况，促进细胞组织的生长和坏损组织的修复，因此对疾病具有标本兼治的疗效。尤其本发明可以让皮肤感受到温度升高—降低—升高—降低源源不断的波浪式的阵阵感觉，刺激皮肤，使毛孔扩张、血脉顺畅，改善患部血液循环，达到灸疗的效果。

配合电池的充电能量，可以温波运转10小时以上(运转时间依使用环境而定)，达到能长时间缓释灸能的疗程，也不至于使与皮肤接触的温度过高，具有安全效果。

值得说明的是，根据中医学理，疼痛多因气血凝滞不通引起。灸于中医学里为一种疗法，具有温经散寒，活血通络荣养经脉之功。采用灸疗患处及相应穴位，可以改善局部神经营养状况，具有作用直接，疗效好，无副作用，方便适用的特点，费用低廉易于接受，也印证《皇帝内经》中记载“针所不宜，灸之所宜”。

采用上述技术方案后，本发明具有下列优点：

1.可以将特定温度汇聚，形成一种无形的温差波，作用于患处如同中医的灸疗。

2.本发明能直接靠置人体酸疼痛部位使用，长时间使用，对皮肤无任何损伤。

3.本发明具有自然、实用、无痛、安全、廉价的特性。

4.体积小、重量轻，携带方便。

附图说明

图1是本发明的内部构造立体图；

图2是本发明的立体外观图；

图3是本发明的系统架构示意图；

图4是本发明的流程示意图；

图5是人体部位体温快速降低时，供应电力时间增加示意图一；

图6是人体部位体温中速降低时，供应电力时间增加示意图二；

图7是人体部位体温慢速降低时，供应电力时间增加示意图三；

图8是本发明实施时的电力供应与人体部位体温关系图；

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

请参阅图1和图2，本发明的一种便携式温波灸能产生器，所述盒体(1)可以由热传导效果较佳的铜制成，且所述盒体(1)设有用于连接充电器的插座(11)，所述插座(11)与所述电力供应单元(6)(电池)相接。所述盒体(1)设有一控制开关(12)和一LED指示灯(13)，而指示灯部份亦可依需求改为温度分段开辟的设计。

请参阅图4，所述发热单元(2)设在所述盒体(1)的内部，且邻接于所述盒体(1)的盒壁，以使得所述发热单元(2)的温度可传导到所述盒体(1)。所述发热单元(2)是陶瓷发热片，其能耗低、无烟无味、绿色环保、安全可靠。所述发热单元(2)的额定电压为3～4.3V，额定电流为500mA。且本发明的发热单元(2)可以维持发热温度在令人舒适的区间，例如在43℃区间上下波动，从而达到热灸的效果。此外，本发明的发热单元(1)可以是碳墨陶瓷配制成的发热片，亦可以为碳墨硅胶(Silicon rubber)配制成的发热片，或是镍(Ni)铬(Cr)合金配制成的发热片。

所述温度检测单元设在所述盒体(1)的内部，且与所述发热单元(2)形成温度感应的连接；所述温度检测单元(3)对于所述发热单元(2)的温度感应，是用铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、纯铁(Fe)、钇钡铜氧(YBCO)超导体等高导热材料为导热介质。所述导热介质可以设于所述温度检测单元(3)内部。此外，本发明的温度检测单元(3)亦可以由已蒸发的薄膜，碳(C)或碳的混合物，或者是由铜(Cu)、钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、镍(Ni)或铀(U)的氧化物形成的像陶瓷的半导体制作成的热敏电阻器(thermistor)。亦可以为白□(Pt)制电阻温□装置(resistance temperature device，RTD)。

所述运算单元(4)设在所述盒体(1)的内部，与所述温度检测单元(3)形成电性连接；以对所述发热单元(2)的热能产生趋向作决定；本发明的运算单元(4)可以是一种单芯片系统(System on a Chip)。其是一个整合多种IC组件的处□器(包括内存、CPU、I/O等)，主要可以分为4位、8位、16位、32位、64位等产品。也可以为一种差动比较运算芯片(differential comparators Chip)。

所述回路控制单元(5)设在所述盒体(1)的内部，与所述运算单元(4)形成电性连接；本发明的回路控制单元为一MOS场效晶体管(MOSFET)。亦可为绝缘闸双极性晶体管Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT)。亦可以为一达林顿电路(DarlingtonCircuit)。

所述电力供应单元(6)设在所述盒体(1)的内部，与所述回路控制单元(5)形成电性连接；并且与所述发热单元(2)形成电能转换为热能的线路连接；所述电力供应单元(6)可以是一组电池，所述电池亦可以是充电电池，甚至所述电池设有过充以及过放保护模块，另外，所述电池为聚合物锂离子电池，无记忆效应，使用寿命长。或者为镍氢充电电池、燃料电池等电池。此外，本发明可以采用充电电池为能量源，工作电压低，安全性好，又可重复使用，使用成本低；而过充、过放保护模块则可以对电池的充放电的电压及电流进行监控与保护。电池电压充到过充检测电压(4.30±0.05V)时，保护电路动作，切断充电通路，实现过充保护；当电池电压下降到过放检测电压(3.0±0.10V)时，保护电路动作，切断放电回路，实现过放保护；电池过流保护功能，当短路或放电电流达到过流保护电流(3A)时，保护电路会立即动作，切断放电通路，实现过流保护。

本发明通过前述结构，可以达到如图5所示的一种便携式温波灸能产生方法，包括利用一电力供应单元(6)提供电力预发热单元(2)进行电能转换热能，且以一温度检测单元(3)检测所述发热单元(2)的温度是否合于设定的温度值，如果是，则停止电力供应，如果否，则继续提供电力，对所述发热单元(2)的热能产生趋向作决定，且回馈动态的电能，从而形成所述发热单元(2)温度的调整。

所述发热单元(2)的温度基于所述发热单元(2)在发热至一限定温度值后不持续加温的状态，本身会受到接触人体部位冷却(被吸热)或置放室温环境内，温度亦逐渐冷却，即发热单元的冷却速率与『人体温度或室温的温差』成正比，令此物的温度为T(t)，在t＝t₀时的温度为T₀，又室温为H，牛顿冷却定律为

T′(t)＝-α(T(t)-H)

其中α>0为与该物体有关之常数，注意-α之负号表示当物温高于室温时，物温会下降—冷却，但当物温低于室温时，物温会升高。

用不定积分

$\∫\frac{T\′\left(t\right)}{(T\left(t\right)-H)}\mathrm{dt}=\∫(-\mathrm{\α})\mathrm{dt}$

$\⇒\ln |T\left(t\right)-H|=-\mathrm{\αt}+c$

$\⇒|T\left(t\right)-H|=C\·e^{-\mathrm{\αt}}$

代入T(t₀)＝T₀，可得

$T\left(t\right)=H+(T_0-H)e^{-\mathrm{\α}(t-t_0)}$

因此，通常在室内的环境温度下，人体温度相关于所述发热单元冷却的速率。于是，由发热单元的冷却速率，可以反推计算人体温度的升降。换言之，所述温度检测单元(3)随时检测所述发热单元(2)的温度，同时所述运算单元(4)与控制回路单元(5)即可以计算温度冷却的速率，同时也等于计算出人体温度变化状况，而能够由该电力供应单元(6)适时提供电力，而使得发热单元(2)提高温度，相关于人体体温变化与电力供应单元(6)提供电力的变化状态。

请参阅图5～8所示，如图5所示，当人体部位体温低时，供应电力时间增加；当电力供应单元(6)持续供电状态，人体部位的体温系因为感受热度而渐高；而当温度上升至一个限值时候，切断电力供应单元(6)，而此时人体温度「快速降下」；因此电力供应单元(6)可以较短的时间(即冷却下降速率快)间距，即恢复供电状态。依此类推，形成一个间歇性电力供应状态。

请参阅图6所示，当人体部位体温相对适中时，当电力供应单元(6)持续供电状态，人体部位的体温会因为感受热度而渐高；而当人体温度高至一个限值时候，切断电力供应单元(6)，而此时人体温度「中度缓降」；由于人体温度「逐渐缓降」，因此电力供应单元(6)则以适中时间(即冷却下降速率适中)间距才恢复供电状态。依此类推，形成一个间歇性电力供应状态。

请参阅图7所示，当人体部位体温高时，供应电力时间即缩短；当电力供应单元(6)持续供电状态，人体部位的体温会因为感受热度而渐高；而当人体温度高至一个限值时候，切断电力供应单元(6)，而此时人体温度「慢速缓降」；由于人体温度「逐渐缓降」，因此电力供应单元(6)可以更长的时间(即冷却下降速率慢)间距才恢复供电状态。依此类推，形成一个间歇性电力供应状态。

依照中医学透热疗法的原理，以灸的功能，使用时可先以高温灸灼表皮，进而让人体神经系统感应，激活人体故疾部位的能量，进而活化此部位的生理机能。而本发明更进一步使发热单元(2)所产生的温度由低升高，再从高降低，依人体部位对温度需求，提供合适的变动温能、且长时间的释放于病痛部位，使毛孔扩张、血脉顺畅，改善患部血液循环和营养状况，促进细胞组织的生长和坏损组织的修复，因此对疾病具有标本兼治的疗效。而且温波运转时间长，便于携带且迅速的而具有实际的功效。

参阅图8所示，为本发明实施时的电力供应与人体部位体温关系图；电力供应单元(6)供电状态与人体部位体温关系，其使用前段的对应图形如图5～7所说明；但使用一段时间后，往往因为已活化所接触部位的生理组织，而引导自体产生循环的温度，至使电力供应也随着递减，且另具有节能及延长使用时间的边际效益，也是本发明与一般温度加热器的最大技术区别。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。

Claims (16)

1.一种便携式温波灸能产生器，包括盒体，发热单元，温度检测单元，运算单元，回路控制单元和电力供应单元，其特征在于：

所述发热单元设在所述盒体的内部；

所述温度检测单元设在所述盒体的内部，且与所述发热单元形成温度感应的连接；

所述运算单元设在所述盒体的内部，且与所述温度检测单元形成电性连接；

所述回路控制单元设在所述盒体的内部，且与所述运算单元形成电性连接；

所述电力供应单元设在所述盒体的内部，且与所述回路控制单元形成电性连接，还与所述发热单元形成电能转换为热能的线路连接。

2.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述温度检测单元的导热介质是铜(Cu)、银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、纯铁(Fe)、钇钡铜氧(YBCO)超导体高导热材料。

3.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述发热单元是陶瓷发热片。

4.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述温度检测单元是用已蒸发的薄膜，碳(C)或碳的混合物，或者是由铜(Cu)、钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、镍(Ni)或铀(U)的氧化物形成的像陶瓷的半导体制成的热敏电阻器(thermistor)。

5.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述温度检测单元是白□(Pt)制作的电阻温□装置(resistance temperature device，RTD)。

6.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述发热单元是碳墨陶瓷合成的发热片。

7.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述发热单元为碳墨硅胶(Silicon rubber)合成的发热片。

8.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述发热单元为镍(Ni)铬(Cr)合金配制成的发热片。

9.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述运算单元是一种单芯片系统(System on a Chip)。

10.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述运算单元是一差动比较运算芯片(differential comparators Chip)。

11.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述回路控制单元是一MOS场效晶体管(MOSFET)。

12.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述回路控制单元是一绝缘闸双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor(IGBT)。

13.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述回路控制单元是一达林顿电路(Darlington Circuit)。

14.如权利要求1所述的便携式温波灸能产生器，其特征在于：所述电力供应单元是锂离子电池、镍氢充电电池、燃料电池的电池群组。

15.一种便携式温波灸能产生方法，其特征在于：所述便携式温波灸能产生方法按如下步骤进行：

第一步骤：利用所述电力供应单元提供电力预发热单元进行电能转换热能；

第二步骤：利用所述温度检测单元检测所述发热单元的温度是否合于设定的温度值；

第三步骤：(a)如果所述发热单元的温度是合于设定的温度值，停止供应电力；

          (b)如果所述发热单元的温度不合于设定的温度值，继续提供电力。

第四步骤：决定所述发热单元的热能产生趋向，且回馈动态的电能，作为热能调整的伺服，调整所述发热单元的温度。

16.如权利要求15所述的便携式温波灸能产生方法，其特征在于：所述便携式温波灸能产生方法按如下步骤进行：

第一步骤：检测所述发热单元的温度；

第二步骤：决定所述发热单元的热能产生趋向；

第三步骤：回馈动态的电能，作为热能调整的伺服；

第四步骤：调整所述发热单元的温度；

第五步骤：发热单元产生由低升高，再从高降低的温度，提供依人体部位及时间函数对温度需求不同的变动的温能。

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