CN1073368A - 电位治疗器 - Google Patents

Abstract

一种电位治疗器，包含能设定与电位治疗器本体 的输入电源的输入电压成比例的参考值的参考值产 生部件，能产生与电位治疗器本体的输出电路的电流 成比例的探测值的探测值产生部件以及带有以上述 参考值和探测值作为输入的比较器的过负载探测电 路。在作为比较器输入的探测值比参考值大的时候 比较器能产生控制信号输出使报警设备、输出切断设 备等安全设备动作，或者进一步，仅在探测值持续超 过参考值一定时间的情况下上述安全设备才动作。

Description

图1画出了已有的电位治疗器A在通常使用状态下的斜视图，其中1是电位治疗器本体，2是电位治疗器本体1的高压输出端，3是高压电缆，4是通电垫，它由施加来自电位治疗器本体1的高电压的电极4a、覆盖在电极4a表面四周的绝缘物4b以及用来使通电垫4整体与地面绝缘的绝缘片4b’所构成。此外，5代表坐椅，5a代表使坐椅5与地面绝缘的绝缘器，6代表接受治疗的人体。也就是说，这种电位治疗器A大体上由电位治疗器本体1及其高压输出端2和负载部分L（高压电缆3、通电垫4、坐椅5、人体6）所组成。

这种电位治疗器A的使用方法是，使坐在利用绝缘器5a与地面（大地）绝缘的坐椅5上的人体6的某一部分（例如脚）与四周覆盖有绝缘物4b的通电垫4相接触，对人体6施加高电位而进行治疗。

图2是图1所示的电位治疗器A（包含安全装置B）的基本电路示意图，其中与图1相同的代号表示相同的部件，此外，7是市电电源，8是切断输出用的（输出切断）继电器触点，9是过电流探测电路，当探测到过电流时，就使输出切断继电器触点8断开。这样，输出切断继电器触点8和过电流探测电路9构成了电位治疗器A的安全装置B的电路。10是升压变压器，11是限流电阻。

上述已有的电位治疗器A的安全装置B是这样工作的：当升压变压器10的次级路中流过的电流大于预先设定的电流（它是一个不变的规定值）时，该电流即被过电流探测电路9探测出来，使输出切断继电器的触点8断开，从而使输出切断。然而，由于在这种历来的电位治疗器A的安全装置B中，是通过预先设定的电流值与升压变压器10的次级回路电流的比较而进行探测的，而且即使电源电压发生了变化，预先设定的电流值也不改变，所以从安全的角度考虑，存在着必须产生预计变动的电流设定值的问题。

因为治疗是通过在人体上施加高电压来进行的，这里所谓的理想的安全装置B的电路，当然首先不能让对人体有危险的过电流流过人体，此外，即使电流值在设定值以下，当负载值（由负载部分L产生的）危险时，也即大于预计的负载值（以下称为设定负载）时也会变成危险状态，也就是说该状态存在着人体6中流过危险电流的可能性，因此理想安全装置的电路还有必要是能够预测上述状态并事先动作的（安全）电路，这个动作点有必要仅仅根据上述的设定负载值来选定，其时必须尽量避免电源电压变化的影响。

图3是图2所示负载状态下的等效电路，其中V_i是市电电源7的输入电压，V是升压变压器10的次级电压，V_o是输出电压，I_o是输出电流，R是限流电阻11的电阻值，C是当负载为全电容时的负载电容值，R_L是负载为全电阻时的电阻值。下面，假定市电电源7为V_i＝100V、50Hz，无负载时的输出电压V_o＝10000V，限流电阻阻值R取为固定值10MΩ，过电流探测电路9的设定值（动作电流）为500μA，分析当输入电压V_i有±10%变化时，使过电流探测电路9动作的负载值将如何变化。由下述式（1）和式（2）所计算的结果如表1所示。

负载为纯电阻情形：

R_L= (V)/(I₀) -R (1）

负载为纯静电容情形：

$C=\frac{1}{W\sqrt{\{{(V/I_0)}^2-R^2\}}}---\left(2\right)$

其中W＝2πf

在表1、2、3和表4（后述）中，符号◎表示安全装置B或后述的本发明的安全装置B’动作的情形，符号×表示不动作的情形。

从表1的计算值可以看出，在历来的电位治疗器A的安全装置B中，当输入电压V_i变化时，动作点的负载值（表1中动作负载电阻R_L’的值）也跟着变化;从表2可以看出，即使设定当负载电阻设定值R_L”为10MΩ（I_o＝500μA）时动作，在电源电压低达90V的情形下，当负载电阻R_L等于10MΩ时安全装置B的电路也不动作，因此，为了在输入电压V_i为90V时使安全装置B的电路在负载电阻R_L设定值为10MΩ的条件下也能动作，就需要象表3所示那样，使负载的设定值比希望值小，也即负载电阻的设定值R_L”要大一些（表3中为12.2MΩ），并把动作电流值设定得小一些（表3中为450μA）。在这种情形下，虽然本来当动作负载电阻值R_L’小于10MΩ时，安全装置B是应该开始动作的，但是在上述表3所示的值12.2MΩ下却不会动作，另外，在象表1那样设定当输入电压V_i为100V、动作负载电阻R_L’为10MΩ时安全装置B应动作的情形下，在输入电压V_i降低到90V时，只要动作负载电阻值R_L’不下降到8MΩ，安全装置B就不会动作。

另外，当提高电位治疗器A的安全装置B的电路的灵敏度（使负载电阻设定值R_L”大些也即使动作电流小一些）时，则在人体6踏上或离开通电垫4等时刻所发生的简单暂时性负载增大的瞬时，存在着输出被切断的可能性，因为这会使使用者误解为装置的故障，所以需要使安全装置B的电路的灵敏度适当地小一些。

本发明涉及利用高电压进行治疗的电位治疗器中的一种电位治疗器，它能够探测其输出电路中的过负载并予以报警，同时切断输出并启动其它的安全设备。

本发明的电位治疗器由探测值产生部件和过负载探测电路所构成，探测值产生部件用来设定与输入到电位治疗器本体的电源输入电压成比例的参考值，并且产生与电位治疗器本体的输出电路的电流成比例的探测值，过负载探测电路备有以上述参考值和探测值作为输入的比较器，当输入到比较器的探测值大于参考值时，比较器就产生控制信号输出，这个控制信号启动报警设备和输出切断设备等安全设备，或者进一步，仅在探测值持续超过参考值一定的时间的情形下，前述安全设备才动作。

本发明的目的是得到一种具有能在恒定负载值下动作的安全装置的电位治疗器，这种能在恒定负载值下动作的安全装置是通过使参考值跟随电源电压的变化而变化来实现的。

本发明的另一个目的是得到一种具有当输入到比较器的探测值大于参考值时比较器能够产生控制信号输出的安全电路的电位治疗器。

本发明再一个目的是得到一种具有当比较器产生控制信号输出时该输出信号能够同时使报警设备、输出切断设备等安全设备动作的安全电路的电位治疗器。

本发明还有另一个目的是得到一种具有仅在探测值持续超过参考值一定的时间的情形下才使安全设备动作的安全电路的电位治疗器。

这些目的是通过构成本发明的电位治疗器的结构及其电路来达到的。

本发明的电位治疗器，它包含能产生与电位治疗器本体的输入电源的输入电压成比例的参考值的参考值产生部件，能产生与电位治疗器本体的输出电路的电流成比例的探测值的探测值产生部件，以及带有以上述参考值和探测值作为输入的比较器并且当作为比较器输入的探测值大于上述参考值时上述比较器能产生控制信号输出的过负载探测电路。

本发明的电位治疗器还可包含由比较器所产生的控制信号输出来控制动作的报警设备和输出切断设备等安全设备。

本发明的电位治疗器也可包含只有探测值持续超过参考值一定时间的情形下才输出控制信号的定时电路。

本发明具体的实施例将通过附图以及下面的详细说明来举例阐述。此外，关于局部细节的修改和变体则包含在后述的权利要求范围之内。

附图的简单说明：

图1是已有的电位治疗器的示意图。

图2是图1所示电位治疗器的安全装置的基本电路示意图。

图3是表示图2的负载状态的等效电路。

图4是本发明的电位治疗器的实施例及其电路图。

图5是表示图4电路的动作状态的波形图。

图6是本发明的电位治疗器的其他实施例及其电路图。

发明的详细说明

图4是本发明的电位治疗器A’及其电路图，与上述图1中相同的代号代表相同的部件。其他代号中X₁是用于保持电源供电的（电源保持）继电器触点，X₂是用于切断电源输出的（输出切断）继电器触点，R_y1是电源保持继电器工作线圈。20是构成安全装置B’的安全电路，它由过负载探测电路21、定时电路22和工作电路23所构成。

过负载探测电路21由参考值产生部件21a、探测值产生部件21b和比较器COMP所构成，其中参考值产生部件由能产生与电源电压成比例的参考值V_R的二极管D₁、平滑电容器C₁、分压电阻R₁、R₂所组成;探测值产生部件由用来把输出电流变换成电压的变换电阻R₃和用来把变换电压变换成半波探测值V_D的二极管D₂所组成;比较器能够比较上述探测值V_D和参考值V_R，并且在探测值V_D大于参考值V_R时产生正电压输出。

定时电路22由两个单稳电路（单稳多谐振荡器）所构成，这两个单稳电路又由或非门G₁、G₂和倒相器INV₁、INV₂和INV₃所组成。

工作电路23由与非门G₃、发光二极管LED和输出切断继电器触点X₂的输出切断继电器工作线圈R_y2所构成。12是电源开关。C₂、C₃是电容器，R₄、R₅、R₆是电阻。此外，省略了安全电路20的电源电路图。

图5是图4所示电路图中的主要波形图，代号V_R、V_D和（a）～（d）分别与图4中的V_R、V_D和a～d位置上的电压相对应。

下面，参考图5对图4实施例的动作加以说明。首先，当按下电源开关12时，有电流在电源保持继电器的工作线圈R_y1内流过，使得电源保持继电器触点X₁闭合，这时即使电源开关12断开，也仍能保持X₁闭合状态。因此在电位治疗器本体1的输出端上产生高电压，开始对脚踏在通电垫4上的人体6的治疗。

这时，不论出于什么原因（温度湿度的变化，尘埃的堆积、电位治疗器部件的故障以及部件的绝缘不良等），出现了负载部分L的状态发生变化，并且负载值大于设定值的情况（以下把比较器COMP的探测值V_D比参考值V_R还要大的情况称为异常状态），比较器COMP输出端a点的电压波形如（a）所示，因为它变成了正电压，工作电路23中的发光二极管LED被点亮。另外，由于COMP的输出还直接输入到定时电路22中的或非门G₁上，所以在倒相器INV₁的输出端与波形（a）的上升沿同步地出现了时间宽度为T₁的脉冲，其中T₁是由电阻R₄和电容器C₂所确定的时间常数。这样出现的波形经过倒相器INV₂反转之后成为波形（b）后者又输入到或非门G₂上，结果倒相器INV₃输出端的波形如（C）所示，是以由电阻R₅和电容器C₃所确定的时间常数T₂为宽度的脉冲，该脉冲与波形（b）的上升沿同步地出现，并输入到与非门G₃上。在上述脉冲波形（C）使得与非门G₃的输入端保持为正电压的期间，就发生前述的异常状态，结果与非门G₃的输出波形像（d）所示那样变为零，从而有电流流过输出切断继电器的工作线圈R_y2，造成输出切断继电器触点X₂断开，电源保持继电器的工作线圈R_y1的电流被切断，电源保持继电器触点X₁断开，电位治疗器A’的输出终止。

在那里，如果出现电源电压变动并造成表4所示的输出电流I_o的变化时，由于参考值V_R同时发生了变化，使得动作电流值也跟着变化（被补偿），所以（安全装置）仍在恒定的负载值（设定负载值）下动作。所以本发明的电位治疗器A’的安全装置B’，不象已有的电位治疗器A的安全装置B那样会在一定的负载下其动作状态随着电源电压的变化而变化。

此外，虽然上述实施例中使用了电压值作为参考值V_R和探测值V_D，但其他的物理量，例如电流值、温度值、光量值等等也都是可以使用的。

图6是把附加了积分电路21c的定时装置用在比较器COMP输入电路中的一个实施例，R₇是积分电阻、C₄是积分电容器，与图4相同的代号代表相同的部件。

在那里，当不论前述的哪一种原因使得流过输出电路的电流增大，造成探测值V_D大于参考值V_R时，积分电路21c的输出端电压并不会立即变成等于该探测值V_D，而要经过一段等于由积分电阻R₇和积分电容器C₄所确定的时间常数的时间之后，才开始变成与探测值V_D相等的电压，这时才有信号从比较器COMP输出，并造成工作电路23的发光二极管LED被点亮，输出切断继电器的工作线圈R_y2中有电流流过，输出切断继电器触点X₂断开，电源保持继电器的工作线圈R_y1中的电流被切断，电源保持继电器的触点X₁断开，最后终止电位治疗器A’的输出。在上述过程中，如果在比较器COMP还没有输出信号之前，探测值V_D又下降到小于参考值V_R，则不再有信号输出，从而工作电路23不动作，发光二极管LED不点亮，电位治疗器A’的输出不终止。

还有，在图4的实施例中，工作电路23是在定时电路22参与下进行动作的，然而，如果使工作电路23直接由过负载探测电路21的输出来控制动作，而不要定时电路22的参与，这也是可以的。

本发明的电位治疗器由于在探测值随着电源电压变化而变化时比较器的参考值也会有与电源电压成比例的变化，所以即使电源电压有所变化，只要负载在正常的范围之内，安全装也不会动作。也就是说，电源电压的变化不会有影响，安全装置必定在预定的设定负载下动作。另外，对于安全装置只有在异常状态持续一定时间以上时才动作的情形，在被治疗的人踏上或离开通电垫等时刻所发生的简单暂时性负载增大不会使安全装置动作，所以在这样的情形下不会误认为出现了故障。

Claims (3)

1、一种电位治疗器，其特征在于，它包含能产生与电位治疗器本体的输入电源的输入电压成比例的参考值的参考值产生部件，能产生与电位治疗器本体的输出电路的电流成比例的探测值的探测值产生部件，以及带有以上述参考值和探测值作为输入的比较器并且当作为比较器输入的探测值大于上述参考值时上述比较器能产生控制信号输出的过负载探测电路。

2、根据权利要求1的电位治疗器，其特征在于，它包含由比较器所产生的控制信号输出来控制动作的报警设备和输出切断设备等安全设备。

3、根据权利要求1的电位治疗器，其特征在于，它包含只有探测值持续超过参考值一定时间的情形下才输出控制信号的定时电路。

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