CN104548367B - 一种低温输出的特定电磁波治疗器 - Google Patents

Abstract

该特定电磁波治疗器输出室温至摄氏80度左右的上限温度，同时输出温度可根据使用者需要在该范围内进行调节，能够方便地对患者全身各部位进行照射，大大扩大了特定电磁波治疗器的使用范围，提高了照射面的准确度，且使用更加安全。该低温输出温度上限的设置，取决于近距离照射时，在人体皮肤表面不被烫伤的前提下，能够承受的最高温度，同时根据环境温度的变化，低温输出的最高温度可进行相应的调整。

Description

一种低温输出的特定电磁波治疗器

技术领域

本发明涉及辐射器治疗头与支臂连接的特定电磁波治疗器及其类似产品，具体涉及一种能低温输出的特定电磁波治疗器。

背景技术

特定电磁波治疗器是一种通用的医疗保健设备，在医疗机构及家庭中使用较为普遍，特定电磁波治疗器的辐射板通过加热装置对其进行加热，辐射板被加热后发出产生出带有多种元素特征振荡信息的电磁波进入人的机体对其进行治疗。

不同的人群、不同的环境以及使用时间长短的不同，对对电磁波热能的需求都不一样；但现有的辐射治疗头与支臂连接的特定电磁波治疗器，辐射器温度在350度左右，所以在使用时，要求被照射皮肤与辐射器要间隔有30cm-40cm的距离，皮肤感觉温度一般在40摄氏度治疗效果较好，患者自我感觉比较舒适，不会出现烫伤等不良后果。由于辐射器与被照射皮肤有较大距离，所以存在着辐射器治疗头发出的电磁波容易受到外界干扰，而且辐射器治疗头发出的能量较为分散，照射面不准确等缺陷。

为改进上述缺陷，市场上出现了低温输出的特定电磁波治疗器，这些治疗器的辐射器治疗头没有支臂连接，大都采用了配置电源适配器，将交流电源经变压器降压后，采用整流技术将交流转换为低压直流电源，然后用直流电源对辐射器治疗头加热装置进行加热而得到低功率输出，从而得到低的温度输出。这种特定电磁波治疗器，使用者可以贴近皮肤使用。但是，由于没有支臂连接，使用时需要把治疗头用手拿住搁置或捆绑在治疗部位，这就使得使用范围受到很大的限制，有些需要治疗的部位无法搁置或捆绑，同时由于紧贴人的身体皮肤表面捆绑，很容易造成对人体皮肤的烫伤。

发明内容

针对上述现有特定电磁波治疗器中的不足，本发明提供了一种能低温输出的特定电磁波治疗器，针对现有辐射器治疗头与支臂连接的特定电磁波治疗器进行了创新性发明。该特定电磁波治疗器输出室温至摄氏80度左右的上限温度，同时输出温度可根据使用者需要在该范围内进行调节，能够方便地对患者全身各部位进行照射，大大扩大了特定电磁波治疗器的使用范围，提高了照射面的准确度，且使用更加安全。该低温输出温度上限的设置，取决于近距离照射时，在人体皮肤表面不被烫伤的前提下，能够承受的最高温度，同时根据环境温度的变化，低温输出的最高温度可进行相应的调整。

一种低温输出的特定电磁波治疗器，包括辐射器治疗头及其加热器、活动支臂或固定支臂、电器控制器等，还可包括立柱、底座等等。

一种能低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：交流电源输入到功率控制单元，治疗头加热器单元与功率控制单元的输出连接，微处理器单元输出与功率控制单元的输入进行连接，控制其输出功率的大小。

更进一步：微处理器单元与显示器连接，将相关参数送往显示屏予以动态显示。

更进一步：治疗人员可以通过操作面板输入需要治疗的温度数值及治疗时间长短，微处理器单元接收来自操作面板的输入信号后，经运算处理后一路送往功率控制单元控制输出功率大小；一路送往工作状态显示单元予以显示相关参数；一路送往操作面板，通过其内部的蜂鸣器对超温度及治疗时间予以声音提示。

更进一步：环境温度传感器检测环境温度信号，并将信号送往微处理器单元，其目的是对微处理器芯片存储器模块中“时间-功率-温度”控制曲线的进行温度补偿。

本发明的创新点体现在以下

1.本发明所提供的一种能低温输出的特定电磁波治疗器，可以输出低温从室温至摄氏80度左右，并对输出温度范围内进行连续式或阶梯式调节，可满足不同人群不同情况的使用需要，扩大了特定电磁波治疗器的使用范围及使用舒适度。

本发明所提供的具有一种能低温输出的特定电磁波治疗器，辐射器治疗头与被照射皮肤可以贴近或保持很近的距离使用，使辐射器治疗头的照射能准确的对准照射面。由于辐射器治疗头与支臂有连接，使用中能方便地调整辐射治疗头的照射距离及方位，使用者需要的各个部位都能进行照射，避免了捆绑式使用的烫伤风险，扩大了特定电磁波治疗器的低温使用范围。

本发明所提供的一种能低温输出的特定电磁波治疗器，其温度控制是通过对治疗头加热器的输出功率控制来实现的。通过对治疗头加热器的输出功率控制，达到控制辐射器输出温度的目的。

本发明所提供的一种能低温输出的特定电磁波治疗器，其电器控制器内安装有微处理器、操作面板单元、显示单元、功率控制单元及环境温度传感器。采用微处理器芯片为控制核心的硬软件相组合的控制方式，微处理器单元根据环境温度传感器所检测的环境温度高低，结合来自微处理器芯片存储器模块中“时间-功率-温度”控制曲线，经运算分析后控制功率控制单元，输出给治疗头加热器控制辐射器输出温度的大小。

附图说明

图1：一种低温输出的特定电磁波治疗器控制装置系统框图

图2：温度控制电路原理框图

图3：键盘及工作面板与微处理器连接原理框图

图4：液晶显示器微处理器连接原理框图

图5：主程序软件流程图

图6：为低温输出时照射距离示意图

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1是具有贴近治疗面使用的特定电磁波治疗器控制系统框图，工作过程如下：输入交流电源送入功率控制单元4，治疗头加热器5与功率控制单元4的输出和连接，功率控制单元4输出功率的大小决定了治疗头加热器5温度的高低；微处理器单元1与显示单元3连接，将相关参数送往显示屏予以动态显示；治疗人员可以通过操作面板2输入需要治疗的温度数值和治疗时间的长短，微处理器单元1接收来自操作面板2的输入信号后，经运算处理后一路送往功率控制单元4控制输出功率大小；一路送往工作状态显示单元3予以显示相关参数；一路送往操作面板2，通过其内部的蜂鸣器对超温及治疗时间予以声音提示；环境温度传感器6检测环境温度信号，并将信号送往微处理器单元1。

微处理器根据操作面板输入预置温度数值，结合环境温度传感器和“时间-功率-温度”特性曲线来监测被控温度数据，采用了PID（比例积分微分）算法来实现治疗头加热器加热和散热，利用PWM（脉冲宽度调制）控制治疗头加热器加热和散热时间，对治疗头加热器的加温功率进行自动调整，使之温度始终恒定在预置温度范围内。

采用HJ12864M-1图形点阵液晶显示器实时显示辐射治疗头温度高低和治疗时间长短，采用蜂鸣器对超温和治疗时间予以提示。

图2温度控制电路原理框图，本发明案例采用STK6031微处理器芯片为控制核心的硬软件和结合的控制方式，这款微处理器芯片是基于8051的8位微处理器，具有ISP编程功能及64K flash的程序存储空间，在实际应用中也可以采用其他基于8051的8位微处理器。

对温度的控制是通过可控硅调功电路实现的，在给定的周期T内，微处理器只要改变可控硅管的接通时间便一可改变加热丝的功率，从而达到调节温度的目的。而可控硅的导通时间可以通过可控硅极上触发脉冲控制。该触发脉冲由STK6031微处理器芯片通过软件在P1.0引脚上产生，经驱动管和光藕输出送到可控硅的控制极上。微处理器的数字输出口P1.0输出PWM信号，考虑到微处理器P1.0口输出电流有限，在引脚外接有三极管Q100用作驱动，控制光电双向可控硅驱动器G1的通断。触发信号为高电平时，光电双向可控硅驱动器MOC3061基极触发已承受压降的集电极和发射极呈导通状态，使用电阻R101触发限流电阻，限制双向可控硅SCR1的G极电流大小，电阻R102防止误触发，提高抗干扰能力；电阻R103和电容C100组成RC阻容吸收电路，实现对双向可控硅SCR1的过电压保护。

光电双向可控硅驱动器MOC3061是一种新型的光电耦合器件，具有结构简单、成本低、触发可靠等优点。输出级为具有过零检测的光双向可控硅，它输出为正弦波，波形无畸变、电磁干扰小、无噪声，而且触发电路简单可靠。MOC3061在这个电路中起的是一个光电隔离的作用。

本发明微处理器控制程序首先T0计数器产生定时中断，作为本系统的采样周期，在中断服务程序中启动A/D，读入环境温度传感器采样的数据，环境温度传感器主要补偿受环境温度变化时对“时间-功率-温度”特性曲线的影响，因为“时间-功率-温度”特性曲线是在温度为25度时所得到的。同时读入键盘输入数据，然后进行数字滤波、上下限报警处理，PID计算，然后输出PWM控制脉冲信号；脉冲宽度由T1计数器溢出中断决定，在等待T1中断时，将本次采样值转换成对应的温度值放入显示缓冲区，然后调用显示子程序，同时调用“时间-功率-温度”特性曲线，从T1中断返回后，再从T0中断返回主程序并且继续显示本次采样数据，等待下次T0中断。

本发明采用了PID（比例积分微分）算法来实现治疗头加热器的加热和散热，利用PWM（脉冲宽度调制）控制治疗头加热器的加热和散热时间。这种方式是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。

图3是工作面板键盘与微处理器连接原理框图，键盘在微处理器应用系统中能实现向微处理器输入数据、传送命令等功能，是人工干预微处理器的主要手段。在图3中可以看到按键设置在行列线交叉点上行列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到正V上，微处理器的1/0口与矩阵式按键的行列线交叉点连接，平时无按键按下时，行列处于高电平状态，而当有键按下时，行线电平状态将由与此行相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平为低，列线电平如果为高，则行线电平为高，这是识别矩阵键盘按键是否按下的关键所在。使用者可以通过操作面板，输入设定温度值和治疗时间给微处理器，实现人机对话方式，方便不同使用人群和环境。

液晶显示屏是人机对话的眼睛，使用者在通过操作面板键盘输入设定温度值和治疗时间时，液晶显示屏给予同步显示，在工作过程中实时显示当前辐射治疗头温度和治疗时间，极大方便了使用者。

图4是液晶显示器微处理器连接原理框图，本发明采用的是HJ12864M-1图形点阵液晶显示屏，显示分辨率为128×64，也可以采用其他型号的显示屏。在图中液晶显示屏的数据口DB0-DB7与微处理器的P2.0-P2.7口连接，液晶显示屏的E脚是使能信号脚；R/W脚是读写控制脚；RS是控制脚，当RS=H时显示数据，当RS=L时接受控制指令；RET脚是复位脚，在低电平时复位，上诉脚分别与微处理器的P3.0-P3.3口相连接。

具有贴近治疗面使用的特定电磁波治疗器，其控制系统的软件部分由主程序、中断子程序、按键处理子程序、液晶显示子程序等组成。

图5是主程序软件流程图。

图6是低温输出时照射距离示意图。

上诉所描述的实施例仅仅是本发明部分实施案例，而不是全部实施案例，不能认定本发明的具体实施只局限于这些案例说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种能低温输出的特定电磁波治疗器，主要包括治疗头、活动支臂或固定支臂、电气控制器，其特征在于：

（1）电气控制器采用微处理器芯片为控制核心的硬软件相结合的控制方式来控制治疗头的输出温度；

（2）输出低温，并可进行连续式或阶梯式调节；

（3）低温输出的上限是可修正的；

（4）治疗头与所述活动支臂或固定支臂连接。

2.根据权利要求1所述的一种能低温输出的特定电磁波治疗器， 其特征在于：交流电源输入到功率控制单元，治疗头与功率控制单元输出连接，微处理器输出与功率控制单元的输入进行连接，控制其输出功率的大小。

3.根据权利要求1所述的一种能低温输出的特定电磁波治疗器， 其特征在于：通过微处理器对功率控制单元可控硅的控制，输出温度可进行连续式或阶梯式输出控制。

4.根据权利要求1所述的一种能低温输出的特定电磁波治疗器， 其特征在于：低温输出为从室温至摄氏80度左右，可进行连续式或阶梯式调节。

5.根据权利要求1所述的一种能低温输出的特定电磁波治疗器， 其特征在于：低温输出上限为80度左右，可以根据需要进行修正。

6.根据权利要求1所述的一种能低温输出的特定电磁波治疗器， 其特征在于：治疗头与所述活动支臂连接，能方便、准确地调整治疗头的照射距离及方位。

7.根据权利要求1所述的一种能低温输出的特定电磁波治疗器， 其特征在于：微处理器根据环境温度传感器所检测的环境温度高低，结合来自微处理器存储器模块中“时间-功率-温度”控制曲线，经运算分析后控制功率控制单元，控制治疗头输出功率的大小。