CN106344195B - 数字化控制的牙科超声治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字化控制的牙科超声治疗仪，包括触控显示控制单元和主控制单元，触控显示控制单元与触控显示屏连接，触控显示控制单元与主控制单元连接实现通信。主控制单元与数字电位器连接，数字电位器与运算放大器的连接，使其对功率控制的调节节点多，数值调整精确度高。转速控制信号是直接由主控制单元输出的PWM数字控制信号，比电阻式模拟调节方式的精度更高。触控显示屏采用数字输入调节和数字显示的方式，操作和控制更加灵活方便，调节更精准。

Description

数字化控制的牙科超声治疗仪

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别是涉及一种对功率调节和水量调节实现了数字化控制的牙科超声治疗仪。

背景技术

牙科超声治疗仪是在医院口腔科及牙科诊所普遍使用的一种医疗器械，其主要用于口腔护理(例如清洁牙垢、压根打磨、密封)，口腔维护(例如补牙、修复)，牙髓病(例如根管治疗)，假牙的植入、维护、修理、替换，以及牙周炎整治等。随着人们对牙齿健康和美观越来越重视，越来越多的人群都选择对牙齿进行治疗和维护。

口腔及牙齿是人体神经丰富的部位，其对触觉及疼痛感非常敏感，尤其是牙科患者，一般都伴随有明显的牙齿不适感和牙疼的症状。在使用牙科超声治疗仪对患处进行治疗时，治疗头在患处产生振动，同时供水系统喷出水流实现清洗患处和冷却治疗头的作用，这一过程中大多数患者会感受到严重的不适感和疼痛，至其精神紧张，无法积极配合医生顺利完成手术。因此，为了减轻患者的疼痛和精神压力，进行治疗时应该对牙科超声治疗仪的输出功率控制得非常精准、操作也好很精细，以使患者在较为舒适的和顺从的状态下完成手术，提升用户体验。

目前已有的牙科超声治疗仪其对功率和水量控制的精确度不高，都是基于模拟、或者模拟与数字结合的方式进行控制，只能通过旋钮或按键来调节功率和/或水量在几个档位之间切换，此时是无法显示各档位的准确参数值的，只能凭医生的感觉进行档位大小之间的切换，无法定位和固定参数输出，容易误操作；或者是能够标识出各档位的参数值，但该参数值只是设定的与该档位的匹配的一固定值和模拟量，无法在该固定值和模拟量的周边数值范围做更精细的调整，而且长时间使用后因器件寿命短或器件损耗等原因，仪器的实际的输出参数相比该各档位标识的参数值是不准确的，医生在同一档位下执行的治疗方案实际上是有偏差的。

鉴于以上原因，本领域需要一种对功率调节和水量调节实现了数字化控制的牙科超声治疗仪。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种牙科超声治疗仪，其能对功率调节和水量调节实现数字化控制。

为解决上述技术问题，本发明的数字化控制的牙科超声治疗仪，包括触控显示控制单元和主控制单元，其中，

所述触控显示控制单元与触控显示屏连接，触控显示屏用以显示输入的控制参数以及显示仪器当前工作状态。

所述控制参数包括功率控制参数和转速控制参数。

所述触控显示控制单元与主控制单元连接，所述触控显示控制单元将接收的控制参数转化为控制信号并传输给主控制单元，所述控制信号包括功率控制信号和转速控制信号，所述主控制单元接收触控显示控制单元传输来的控制信号，并根据该控制信号控制仪器的运转。

所述主控制单元与数字电位器的输入端连接，主控制单元将功率控制信号输送给数字电位器；所述数字电位器的输出端与运算放大器的反馈调节连接，所述数字电位器接收从主控制单元输送来的功率控制信号，并将其转化为功率调节信号输送给运算放大器；所述运算放大器根据功率调节信号来进行相应倍数的放大。

优选的，数字电位器型号为MCP41010。

优选的，运算放大器型号为LM358。

所述主控制单元连接与光耦合器的输入端连接，主控制单元将转速控制信号输送给光耦合器，所述光耦合器的输出端与供水电机连接；所述主控制单元通过光耦合器直接控制供水电机的转速。

优选的，光耦合器的型号为6N137。

具体的，所述触控显示控制单元还与水量控制触摸按键和功率控制触摸按键连接，所述水量控制触摸按键供以输入和调节转速控制参数，所述功率控制触摸按键供以输入和调节功率控制参数。

具体的，所述运算放大器的输出端连接负载电源的输出控制端，所述负载电源的输出端连接负载，所述运算放大器根据功率调节信号来控制所述负载电源的电流输出。所述负载包括超声振荡模块和治疗头。

具体的，所述负载与运算放大器连接形成负载反馈调节，对负载电流进行更精确的控制。

具体的，所述转速控制信号是直接由主控制单元输出的PWM数字控制信号。

本发明的数字化控制的牙科超声治疗仪具有以下优势：

1.对功率的控制是采用数字电位器与放大器相结合的方式，其调节节点多，数值调整精确度高。数字电位器取消了电阻基片和电刷，是一种非接触式电位器，其采用数控方式调节电阻值的，具有使用灵活、没有噪声、有极长的工作寿命、无机械磨损的优点。

2.转速控制信号是直接由主控制单元输出的PWM数字控制信号，比电阻式模拟调节方式的精度更高，采用光耦合器进行光耦隔离，提高抗干扰能力，有效抑制电压性噪声，使信号更加稳定。

3.触控显示屏采用数字输入调节和数字显示的方式，操作和控制更加灵活方便，调节更精准，更直观的指示设备状态便于观察。

附图说明

图1为本发明的牙科超声治疗与对水量和功率控制的流程图

附图中符号标记说明：

1、主控制单元；2、触控显示控制单元；21、触控显示屏；22、水量控制触摸按键；23、功率控制触摸按键；3、光耦合器；4、供水电机；5、数字电位器；6、运算放大器；7、负载电源；8、负载。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

一种数字化控制的牙科超声治疗仪，包括触控显示控制单元2和主控制单元1，其中，触控显示控制单元2与触控显示屏21连接，触控显示屏21供以显示输入的控制参数以及显示仪器当前工作状态。所述控制参数包括功率控制参数和转速控制参数。

所述触控显示控制单元2与主控制单元1连接，触控显示控制单元2与主控制单元1之间实现通信。所述触控显示控制单元2将接收的控制参数转化为控制信号并传输给主控制单元1，这些控制信号包括功率控制信号和转速控制信号，主控制单元1接收触控显示控制单元传输来的控制信号，然后根据该控制信号控制仪器的运转，主要是涉及启动供水电机4的运转并调节转速，以及负载8的启动并调节功率。

所述主控制单元1与数字电位器5的输入端连接，主控制单元1将功率控制信号输送给数字电位器5；所述数字电位器5的输出端与运算放大器6的反馈调节连接，所述数字电位器5接收从主控制单元1输送来的功率控制信号，并将其转化为功率调节信号输送给运算放大器6；所述运算放大器6根据功率调节信号来进行相应倍数的放大。数字电位器5是一种非接触式电位器，其采用数控方式调节电阻值的，且调节节点多，并可以通过软件编程来改变调节节点。运算放大器接6收数字电位器5传来的功率调节信号并进行放大，放大倍数的精度决定了功率输出的精度。

所述主控制单元1连接与光耦合器3的输入端连接，主控制单元1将转速控制信号输送给光耦合器3，所述光耦合器3的输出端与供水电机4连接；所述主控制单元1通过光耦合器3直接控制供水电机4的转速，转速控制信号控制水量的大小，水量的控制是数字式的。其中，转速控制信号是直接由主控制单元1输出的PWM数字控制信号。

本发明通过采用数字电位器5与放大器6相结合的方式进行功率调控，其调节节点多，数值调整精确度高，数字电位器5取消了电阻基片和电刷，是一种非接触式电位器，其采用数控方式调节电阻值的，使用灵活，无机械磨损，具有有极长的工作寿命。通过光耦合器3进行光耦隔离，提高抗干扰能力，有效抑制电压性噪声，使信号更加稳定。本发明还具有触控显示屏21，输入控制更加灵活方便，调节更精准，更直观的指示设备状态便于观察。

在本实施例中，触控显示控制单元2还连接水量控制触摸按键21和功率控制触摸按键22，所述水量控制触摸按键21供以输入和调节转速控制参数，所述功率控制触摸按键22供以输入和调节功率控制参数。功率控制参数和转速控制参数是以数值形式输入和调节的。

在本实施例中，运算放大器6的输出端是与负载电源7的输出控制端连接，而负载电源7的输出端连接负载8，所述运算放大器6根据功率调节信号来控制所述负载电源7的电流输出。所述负载8包括超声振荡模块和治疗头。所述负载8与运算放大器6连接形成负载反馈调节，对负载电流进行更精确的控制。

在本实施例的一种实施方式中，数字电位器6的型号为MCP41010。MCP41010是在单一芯片上集成一个10kΩ数字电位器，它的滑动端共有256个离散的调节节点，并有一个8b的E2PROM数据寄存器。用户可以通过相应指令往数据寄存器写8位字，调节精度可达256，精度有了大大提高。在本发明的其他实施方式中，用户根据需要选用其他型号的数字电位器也达到提高调节精度等效果，还可以采用多个数字电位器配合使用，比如两个数字电位器，一个作为粗调，一个作为细调，两者搭配，可以得出许多种适合不同需要的组合。

在本实施例的优选实施方式中，运算放大器6的型号为LM358，在这里是起到根据功率调节信号来进行相应倍数放大的作用。LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。在本发明的其他实施方式中，运算放大器合也可以选用其他型号替代。

在本实施例的优选实施方式中，光耦合器3的型号为6N137。6N137是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。具有温度、电流和电压补偿功能，高的输入输出隔离，LSTTL/TTL兼容，高速(典型为10MBd)，5mA的极小输入电流。在本发明的其他实施方式中，光耦合器3也可以选用其他型号的光耦合器替代。

综上所述，上述各实施例及附图仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，皆应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种数字化控制的牙科超声治疗仪，其特征在于，包括触控显示控制单元和主控制单元，其中，

所述触控显示控制单元与触控显示屏连接，触控显示屏用以显示输入的控制参数以及显示仪器当前工作状态；

所述控制参数包括功率控制参数和转速控制参数；

所述触控显示控制单元与主控制单元连接，所述触控显示控制单元将接收的控制参数转化为控制信号并传输给主控制单元，所述控制信号包括功率控制信号和转速控制信号，所述主控制单元接收触控显示控制单元传输来的控制信号，并根据该控制信号控制仪器的运转；

所述主控制单元与数字电位器的输入端连接，主控制单元将功率控制信号输送给数字电位器；所述数字电位器的输出端与运算放大器的反馈调节连接，所述数字电位器接收从主控制单元输送来的功率控制信号，并将其转化为功率调节信号输送给运算放大器；所述运算放大器根据功率调节信号来进行相应倍数的放大；

所述主控制单元连接与光耦合器的输入端连接，主控制单元将转速控制信号输送给光耦合器，所述光耦合器的输出端与供水电机连接；所述主控制单元通过光耦合器直接控制供水电机的转速。

2.根据权利要求1所述的数字化控制的牙科超声治疗仪，其特征在于，所述触控显示控制单元还与水量控制触摸按键和功率控制触摸按键连接，所述水量控制触摸按键供以输入和调节转速控制参数，所述功率控制触摸按键供以输入和调节功率控制参数。

3.根据权利要求1所述的数字化控制的牙科超声治疗仪，其特征在于，所述运算放大器的输出端连接负载电源的输出控制端，所述负载电源的输出端连接负载，所述运算放大器根据功率调节信号来控制所述负载电源的电流输出。

4.根据权利要求3所述的数字化控制的牙科超声治疗仪，其特征在于，所述负载与运算放大器连接形成负载反馈调节。

5.根据权利要求1所述的数字化控制的牙科超声治疗仪，其特征在于，所述转速控制信号是直接由主控制单元输出的PWM数字控制信号。