CN101480647A - 一种产生次声波的方法及采用该方法的医用次声波发生器 - Google Patents
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Abstract
一种产生次声波的方法及采用该方法的医用次声波发生器，本发明以高压气源作为次声波发生的气源；分别设置与高压气源连接的正向气流支路和负向气流支路；设有可对正向气流支路输出端和负向气流支路输出端轮流进行开关切换的开关切换部件，使正向气流支路和负向气流支路轮流与次声波输出端口接通，次声波输出端口即会输出正负向气流交替变化的次声波信号。本发明可以利用医院现有的高压气源资源，产生临床需要的次声波，而且方法简单，所需的设备结构简单、体积小、造价低，有高压气源的场合即可进行操作，使用方便，便于临床应用。
Description
技术领域
本发明属一种产生声波的方法及装置，具体涉及一种用于次声波的产生方法及采用该方法的医用次声波发生器。
背景技术
在物理学中，超声波是频率高于20000Hz的声波，次声波是频率低于20Hz的声波。在现代医学中，次声波可用于了解人体或其他生物相应器官的活动情况，因此现在已逐渐进入临床使用，但目前现在医院里还没有这类专用设备，已有实验室里用的次声波发生装置存在结构大，使用笨重，结构复杂，造价高的问题，不宜用于临床操作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、体积小、造价低、使用方便的产生次声波的方法及采用该方法的医用次声波发生器。
为解决上述问题，本发明方法包含下述内容：
1、以高压气源作为次声波发生的气源；
2、分别设置与高压气源连接的正向气流支路和负向气流支路；
3、设有以次声波的频率对正向气流支路输出端和负向气流支路输出端轮流进行开关切换的开关切换部件，使正向气流支路和负向气流支路轮流与次声波输出端口接通，次声波输出端口即会输出正负向气流交替变化的次声波信号。
本发明装置为：设有高压气源输入端、与高压气源输入端连通的正向气流支路和负向气流支路，以及次声波输出端，还设有对正向气流支路输出端和负向气流支路输出端轮流进行开关切换的开关切换部件，所述的次声波输出端口在该开关切换部件的控制下与正向气流支路和负向气流支路连通。
本发明装置的进一步方案是：设有一个高压气源输入端，该高压气源输入端一路与所述的正向气流支路连通，另一路通过气流换向部件与所述的负向气流支路连通。
本发明的工作原理是：次声波输出端口通过开关切换部件与正、负向气流支路连接，开关切换部件对正、负向气流支路的输出端口轮流进行开关切换(即切换到使正向气流支路输出端处于“开”状态时，负向气流支路输出端处于“关”状态，再切换为使正向气流支路输出端处于“关”状态时，负向气流支路输出端处于“开”状态，反复重复这一循环过程)，正向气流支路和负向气流支路以与次声波相同的频率轮流与输出端口接通，即可使次声波输出端口输出正负向气流交替变化的次声波信号。
本发明可以利用医院现有的高压气源资源，产生临床需要的次声波，而且方法简单，所需的设备结构简单、体积小、造价低，有高压气源的场合即可进行操作，使用方便，便于临床应用。
附图说明
图1、本发明装置方框示意图
图2、本发明装置实施例方框结构示意图
图3、本发明装置实施例1结构示意图
图4、本发明实施例1电路框图
图5、本发明装置实施例2结构示意图
图6、本发明装置实施3结构示意图
1-高压气源输入端 2-减压阀 3-正流量比例阀 4-正向气流支路
5-负向气流支路 6-流量传感器 7-次声波输出端 8-负流量比例阀
9-文丘里阀 10-开关阀 11-高压气源输入端 12-偏心轮 13-活塞杆
14-正向气流支路 15-负向气流支路 16-负流入口 17-正流入口
18-弹簧 19-气流换向部件 20-活塞 21-交流输出口 22-流量传感器
23-幅射喇叭 24-电机传动轴 25-活塞腔体
具体实施方式
实施例1
图2为本例的框图，图3为本例具体结构示意图。
本例适用于只有一种正向高压气源的场合，高压气源输入端经串联的减压阀2后，一路直接与正向气流支路4连通，另一路通过文丘里阀9改变气流方向后与负向气流支路5连通，其结构是：文丘里阀的高压气体入口与高压气源连通，混合气体出口通过开关阀10与大气连通，夹带气体入口与负向气流支路5连通，MCU控制器输出端通过开关阀驱动电路与开关阀10电连接，控制开关阀以0.001-20Hz的频率进行开、关转换。
开关阀10起到正向气流和负向气流的切换作用，当开关阀10打开，与大气连通时，正向气流流过文丘里阀，文丘里阀的夹带气体入口在负压下吸入空气，负压支路5输出负向半波气流；当开关阀10关闭时，负向气流支路无输出，正向气流支路4输出正向半波气流，从而使次声波输出端口输出正负向交替变化的次声波。
开关阀驱动电路采用Motorola MC1413，开关阀10采用SMC SYJ712-6M。
本例设有流量调节装置，其具体结构是：在所述的正向气流支路里和负向气流支路里分别串联有正流量比例阀3和负流量比例阀8，在正向气流支路和负向气流支路与次声波输出端口的连接通路上串联有流量传感器6，流量传感器件通过放大电路与MCU控制器输入端电连接，MCU微处理器输出端通过比例阀驱动电路分别与正流量比例阀3和负流量比例阀8电连接(参见图4)，本例的比例阀驱动电路采用PWM控制器。
流量传感器将检测到的流量传感信号通过放大电路输入到MCU控制器，控制器根据该传感信号向正、负流量比例阀输出控制信号，控制正、负流量比例阀通过气体的流量，起到流量调节作用。
本例MCU微处理器型号是LPC2131，流量传感器6的型号是honeywell公司出售的AWM720，流量传感放大电路是AWM720本身所带的初级放大器，输出信号1～5V。
减压阀型号norgren RM1，减压压力：3bar。
正流量比例阀burkert 6022，PWM控制器是burkert 1094，完全开启时，最大输出流量85L/min左右。
负流量比例阀burkert 6022，PWM控制器是burkert 1094，完全开启时，文丘里阀驱动流量约80L/min，文丘里阀吸收产生负流量最大约40L/min。通常调节负流量比例阀的流量使其大于正流量比例阀的流量，以使负向气流支路与正向气流支路的正、负向流量相匹配。
正、负流量比例阀响应时间为20ms，输出气流频率在20HZ以下时，能够保证较小的波形失真。
本例采用文丘里阀作为改变高压气源方向的换向部件，可使次声波发生装置结构更加简单，降低其造价
实施例2
图5是本例结构示意图，设有高压气源输入端口11，一路与正向气流支路14连通，另一路通过气流换向部件换向后与负向气流支路15连通，正、负向气流支路通过开关切换部件与次声波输出端口连通，次声波输出端口设有幅射喇叭23。
本例的开关切换部件结构为(参见图5)：设有活塞密封腔体25，腔体内与活塞20连为一体的活塞杆13一端装有轴向复位弹簧18，另一端与可带动其轴向往复运动的偏心轮12传动连接，偏心轮装在电机传动轴24上，在与活塞往复行程对应的密封腔体内壁上设有分别与所述正、负向气流支路连通的正流入口17和负流入口16，活塞与正、负流入口的相对位置是：往复运动的活塞打开任何一个入口的同时，关闭另一入口；密封腔体内壁上还设置了一个可与正、负流入口中被活塞打开的入口保持连通的交流输出口21。
本例的活塞20由装在活塞杆13上、且轴向拉开距离的两个活塞体组成，密封腔体内壁上轴向设置的正、负流入口16、17分别在对应侧活塞体的往复行程范围里，被该侧活塞体反复打开和关闭，且一侧活塞体打开对应侧入口时，另一侧活塞体关闭另一侧入口，使正、负流入口16、17相互处于“开”、“关”切换的状态；所述的交流输出口21处于轴向正、负流入口16、17之间的位置，并始终与被打开一侧的入口连通，活塞20在转动偏心轮12的带动下往复运动：活塞杆被偏心轮推动，再在复位弹簧18作用下复位，如此反复，交流出口21即会输出一正、负向交变的气流，形成次声波。
本例次声波输出端口是与密封腔体交流输出口21连通的交流幅射喇叭23，在交流输出口21到交流辐射喇叭之间的通路上设有流量传感部件22，用于测量次声波输出流量信号，该信号放大后输入到控制器，控制输入的气流量。
上述实施例是针对通常只有正向高压气源描述的，在同时存在正、负向两种高压气源的场合，则可将正、负向高压气源分别直接与正向气流支路和负向气流支路连接，省去气流换向部件，如实施例3所述。
实施例3(图6)
本例是在有正向高压气源111和负向高压气源112情况下采用的次声波发生装置，这种情况下正向气流支路4和负向气流支路5输入端分别直接与正向高压气源111和负向高压气源112两连接，并分别通过正向流量比例阀3和负向流量比例阀8与SMC SYJ722方向控制阀26连接，正向气流支路与方向控制阀26的输入口端a连通，负向气流支路与方向控制阀26的排气口端b连通，方向控制阀26的输出口端c通过流量传感器6与次声波输出端7连通。
该装置中的方向控制阀26是对正向气流支路输出端和负向气流支路输出端轮流进行开关切换的开关切换部件，其工作原理是：方向控制阀由电磁线圈驱动，由电磁线圈产生的电磁力驱动进行工作位置的切换，电磁线圈未上电时，其位于零态，输出口C与排气口b连通，在上电时，位于上电态，输入口a与输出口C连通，从而实现对正负向气流轮流进行切换的功能，使次声波输出端7输出次声波信号。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (8)
1、一种产生次声波的方法，其特征在于，包含下述内容：
a、以高压气源作为次声波发生的气源；
b、分别设置与高压气源连接的正向气流支路和负向气流支路；
c、设有以次声波的频率对正向气流支路输出端和负向气流支路输出端轮流进行开关切换的开关切换部件，使正向气流支路和负向气流支路轮流与次声波输出端口接通，次声波输出端口即会输出正负向气流交替变化的次声波信号。
2、医用次声波发生器，其特征在于：设有高压气源输入端、与高压气源输入端连通的正向气流支路和负向气流支路，以及次声波输出端，还设有对正向气流支路输出端和负向气流支路输出端轮流进行开关切换的开关切换部件，所述的次声波输出端口在该开关切换部件的控制下与正向气流支路和负向气流支路连通。
3、根据权利要求2所述的医用次声波发生器，其特征在于：设有一个高压气源输入端，该高压气源输入端一路与所述的正向气流支路连通，另一路通过气流换向部件与所述的负向气流支路连通。
4、根据权利要求3所述的医用次声波发生器，其特征在于：所述的气流换向部件是文丘里阀。
5、根据权利要求4所述的医用次声波发生器，其特征在于：所述的高压气源输入端经串联的减压阀(2)后，一路直接与正向气流支路(4)连通，另一路通过文丘里阀(9)与负向气流支路(5)连通，其结构是：文丘里阀的高压气体入口与高压气源连通，混合气体出口通过开关阀(10)与大气连通，夹带气体入口与所述负向气流支路(5)连通，MCU控制器输出端通过开关阀驱动电路与开关阀(10)电连接，控制开关阀以次声波的频率进行开关转换。
6、根据权利要求5所述的医用次声波发生器，其特征在于：在正向气流支路里和负向气流支路里分别串联有正流量比例阀(3)和负流量比例阀(8)，在正向气流支路和负向气流支路与次声波输出端口的连接通路上串联有流量传感器(6)，流量传感器件通过放大电路与MCU控制器输入端电连接，MCU微处理器输出端通过比例阀驱动电路分别与所述的正流量比例阀(3)和负流量比例阀(8)电连接。
7、根据权利要求3所述的医用次声波发生器，其特征在于：所述开关切换部件结构为：设有活塞密封腔体(25)，腔体内与活塞(20)连为一体的活塞杆(13)一端装有轴向复位弹簧(18)，另一端与可带动其轴向往复运动的偏心轮(12)传动连接，偏心轮装在电机传动轴(24)上，在与活塞往复行程对应的密封腔体内壁上设有分别与所述正、负向气流支路连通的正流入口(17)和负流入口(16)，活塞与正、负流入口的相对位置是：往复运动的活塞打开任何一个入口的同时，关闭另一入口；密封腔体内壁上还设置了一个可与正、负流入口中被活塞打开的入口保持连通的交流输出口(21)。
8、根据权利要求7所述的医用次声波发生器，其特征在于：所述活塞(20)由装在活塞杆(13)上、且轴向拉开距离的两个活塞体组成，密封腔体内壁上轴向设置的正、负流入口(16、17)分别在对应侧活塞体的往复行程范围里，被该侧活塞体反复打开和关闭，所述的交流输出口(21)处于轴向正、负流入口(16、17)之间的位置，并始终与被打开一侧的入口连通。
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