CN109224311B - 一种特定电磁波治疗仪的温控方法 - Google Patents

一种特定电磁波治疗仪的温控方法 Download PDF

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Abstract

一种特定电磁波治疗仪的温控方法，以特定电磁波治疗仪适用的电压范围中的低值电压作为基准输入电压来设定特定电磁波治疗仪中加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度范围内，然后在实际使用时检测特定电磁波治疗仪的输入电压幅值并与基准输入电压幅值进行比较，根据比较结果并采用改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准功率，以保持加热器输入功率恒定，从而实现加热器表面工作温度稳定并落在目标温度范围内；本发明可以实现前述功能且总体成本低，利于批量化生产，具有优异的经济效益和应用前景。

Description

一种特定电磁波治疗仪的温控方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种特定电磁波治疗仪的温控方法。
背景技术
特定电磁波治疗仪俗称“神灯”，科学已证明电磁波治疗仪具有：提高机体内各种酶的活性，促进机体对各种缺乏元素的吸收，修复和疏通微循环通道；激发机体自身的免疫功能和抗病能力；促进机体脑啡吩呔的分泌，达到持续镇痛的目的等方面的作用。经过20多年的临床上亿人次的治疗结果充分显示出电磁波治疗仪具有：消炎、止痛、止痒、降脂、疏通微循环通道、清除机体深部淤血、促进上皮生长、加速伤口愈合等治疗效果，且无任何毒副作用。
前些年国家食品药品监督局对特定电磁波治疗仪的测试要求不严格，只在电源条件为交流220V，50Hz±1Hz的情况下进行测试。测试的加热器表面温度在标称温度±10％范围内，判定该特定电磁波治疗仪的加热器表面温度测试合格。
近两年随着国家都医疗器械性能和安全越来越关注，国家食品药品监督局对特定电磁波治疗仪的抽检测试条件严格按照《YY/T0061-2007特定电磁波治疗器进行治疗》标准中6.1.3规定的条件进行测试，这就要求电源条件：交流220V±10％，50Hz±1Hz。
由于特定电磁波治疗仪是将电功率直接转换为热功率的仪器，所以仪器的输入功率和加热器表面温度成正比，输入功率越大，加热器表面温度越高；输入功率越小，加热器表面温度越低。仪器的输入交流电压与输入功率也成正比，所以仪器的输入交流电压越高，加热器表面温度越高；仪器的输入交流电压越低，加热器表面温度越低。所以只有稳定输入交流电压的幅值，才能稳定输入到加热器的功率，最终才能保证加热器表面的温度稳定。这就要求输入交流198V，50Hz±1Hz时，加热器表面温度不能低于标称温度-10％；输入交流242V，50Hz±1Hz时，加热器表面温度不能高于标称温度+10％。
由于受到现有加热器材料加工技术的限制，现有的特定电磁波治疗仪只能够对应交流输入条件220V±22V，50Hz±1Hz中间一个电压点，满足加热器表面温度在标称温度±10％的范围内的要求。在交流198V，50Hz±1Hz或交流242V，50Hz±1Hz时，加热器表面温度肯定超过标称温度±10％的范围内。因此，如何实现在输入交流198V～242V，50Hz±1Hz范围内变化时，确保输入至加热器的电压幅值稳定在一个幅值点，以保证加热器表面温度在标称温度±10％的范围内是本发明研究的课题。
发明内容
本发明目的是提供一种特定电磁波治疗仪的温控方法，实现在特定电磁波治疗仪适用的电压范围内变化时，确保加热器以低值电压时的基准功率作为加热器的输入功率，利用加热器的输入功率与加热器表面温度成正比的关系来稳定加热器表面工作温度在目标温度范围内。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种特定电磁波治疗仪的温控方法，以特定电磁波治疗仪适用的电压范围中的低值电压作为基准输入电压来设定特定电磁波治疗仪中加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度范围内，然后在实际使用时检测特定电磁波治疗仪的输入电压幅值并与基准输入电压幅值进行比较，根据比较结果并采用改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准功率，以保持加热器输入功率恒定，从而实现加热器表面工作温度稳定并落在目标温度范围内。
具体温控方法如下：
定义所述电压范围是：电压上限值为Va，电压下限值为Vd；
定义所述目标温度范围是：目标温度上限值为Ta，目标温度下限值为Td；
(1)确定目标温度下限值Td与电压下限值Vd之间的关系以电压下限值Vd作为第一输入电压来设计加热器的第一功率，该第一功率对应的加热器表面工作温度为目标温度下限值Td；
(2)确定目标温度上限值Ta与另一电压值Vb之间的关系以高于电压下限值Vd同时低于电压上限值Va的另一电压值Vb作为第二输入电压，来设计加热器的第二功率，该第二功率对应的加热器表面工作温度为目标温度上限值Ta；
(3)对加热器的输入电压作低值设定以电压下限值Vd到另一电压值Vb区间及端点内的任意一个电压值Vc作为基准输入电压来设定加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度上限值Ta至目标温度下限值Td范围内；
(4)对特定电磁波治疗仪的输入电压进行检测及处理
第一步，电压检测
在工作中随时或者间隔时间对输入特定电磁波治疗仪的输入电压进行检测，得到输入电压幅值；
第二步，幅值比较将第一步检测到的输入电压幅值与基准输入电压幅值进行比较；
当输入电压幅值等于或小于基准输入电压幅值时，跳转回到第一步；
当输入电压幅值大于基准输入电压幅值时，转入第三步；
第三步，单向调节加热器输入功率
通过改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准输入电压对应的基准功率，然后跳转回到第一步，以此循环往复；
(5)加热器以低值电压时的基准功率进行工作
加热器以低值电压时的基准功率作为加热器的输入功率，利用加热器的输入功率与加热器表面温度成正比的关系来稳定加热器表面工作温度在目标温度范围内。
上述第一技术方案进一步改进的技术方案如下：
1.作为优先方案：第三步中所述的通断比范围为100:100-100:1；优选地，所述通断比范围为100:38-100:1。
2.作为优先方案：所述电压范围[Vd，Va]为198-142V。
3.作为优先方案：所述基准输入电压的电压值Vc为198V。
4.作为优先方案：第一步所述的电压检测可由互感器或变压器或电阻分压来实现。
5.作为优先方案：所述改变输入电压通断比的方式可通过继电器或可控硅或固态继电器或大功率金属氧化物半导体场效应管来实现。
本发明工作原理及优点为：
本发明以特定电磁波治疗仪适用的电压范围中的低值电压作为基准输入电压来设定特定电磁波治疗仪中加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度范围内，然后在实际使用时检测特定电磁波治疗仪的输入电压幅值并与基准输入电压幅值进行比较，根据比较结果并采用改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准功率，以保持加热器输入功率恒定，从而实现加热器表面工作温度稳定并落在目标温度范围内；本发明可以实现前述功能且总体成本低，利于批量化生产，具有优异的经济效益和应用前景。
附图说明
附图1为本发明具体实施例中温控系统的结构示意图。
以上附图中：1、电源模块；2、交流电源检测模块；3、控制器模块；4、调压模块；5、特定电磁波治疗仪；6、市电；7、交流电源输入端总线。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种特定电磁波治疗仪的温控方法，以特定电磁波治疗仪适用的电压范围中的低值电压作为基准输入电压来设定特定电磁波治疗仪中加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度范围内，然后在实际使用时检测特定电磁波治疗仪的输入电压幅值并与基准输入电压幅值进行比较，根据比较结果并采用改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准功率，以保持加热器输入功率恒定，从而实现加热器表面工作温度稳定并落在目标温度范围内。
具体温控方法如下：
定义所述电压范围是：电压上限值为Va，电压下限值为Vd；优选地，所述电压范围[Vd，Va]为198-142V；
定义所述目标温度范围是：目标温度上限值为Ta，目标温度下限值为Td；
(1)确定目标温度下限值Td与电压下限值Vd之间的关系以电压下限值Vd作为第一输入电压来设计加热器的第一功率，该第一功率对应的加热器表面工作温度为目标温度下限值Td；
(2)确定目标温度上限值Ta与另一电压值Vb之间的关系以高于电压下限值Vd同时低于电压上限值Va的另一电压值Vb作为第二输入电压，来设计加热器的第二功率，该第二功率对应的加热器表面工作温度为目标温度上限值Ta；
(3)对加热器的输入电压作低值设定以电压下限值Vd到另一电压值Vb区间及端点内的任意一个电压值Vc作为基准输入电压来设定加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度上限值Ta至目标温度下限值Td范围内；
(4)对特定电磁波治疗仪的输入电压进行检测及处理
第一步，电压检测
在工作中随时或者间隔时间对输入特定电磁波治疗仪的输入电压进行检测，得到输入电压幅值；
第二步，幅值比较
将第一步检测到的输入电压幅值与基准输入电压幅值进行比较；
当输入电压幅值等于或小于基准输入电压幅值时，跳转回到第一步；
当输入电压幅值大于基准输入电压幅值时，转入第三步；
第三步，单向调节加热器输入功率
通过改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准输入电压对应的基准功率，然后跳转回到第一步，以此循环往复；
(5)加热器以低值电压时的基准功率进行工作
加热器以低值电压时的基准功率作为加热器的输入功率，利用加热器的输入功率与加热器表面温度成正比的关系来稳定加热器表面工作温度在目标温度范围内。
参阅图1，一种实现上述特定电磁波治疗仪温控方法的具体实施方式：包括温控系统，所述温控系统包括特定电磁波治疗仪的交流电源输入端、电源模块1、交流电源检测模块2、调压模块4以及控制器模块3，该交流电源输入端接市电6，该市电6的电压范围即为特定电磁波治疗仪适用的电压范围；所述电源模块1与所述特定电磁波治疗仪5的交流电源输入端电连接，用于将交流电源转换成直流电源；所述交流电源检测模块2同样与所述交流电源输入端电连接，用于对所述交流电源输入端的电压信号进行取样，并生成取样电压信号；所述取样电压信号与所述交流电源输入端的电压信号同相，但电压幅值按比例缩小，所述交流电源输入端的电压幅值即为特定电磁波治疗仪实际使用的输入电压幅值，所述电压幅值按比例缩小也即输入电压幅值按比例缩小，指将市电AC220±10％缩小至控制器模块3的工作电压的幅值AC1.8-10V范围内；所述调压模块4同样与所述交流电源输入端电连接，用于控制所述交流电源输入端的通断比，具体地，该通断比范围为100:100-100:1，优选地，所述通断比的范围为100:38-100:1。
所述控制器模块3的电源输入端连接所述电源模块1的电源输出端，所述控制器模块3的信号输入端连接所述交流电源检测模块2的信号输出端，所述控制器模块3的信号输出端连接所述调压模块4的信号输入端；所述控制器模块3用于将所述交流电源检测模块2反馈的所述取样电压信号转换成数字信号，并对该数字信号经过逻辑运算处理，得出控制信号并控制调压模块4，通过调压模块4控制所述交流电源输入端的通断比，实现对输入至特定电磁波治疗仪5的交流电源的调制。
具体地：所述交流电源检测模块2为互感器或变压器或电阻分压；所述调压模块4为继电器或可控硅或固态继电器或大功率金属氧化物半导体场效应管。
预先以特定电磁波治疗仪适用的电压范围中的低值电压作为基准输入电压来设定特定电磁波治疗仪中加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度范围内，该温控系统具体的温控方法包括如下步骤：
S1.所述电源模块1用于将特定电磁波治疗仪输入端的交流电源转换成1.8-10V的低压直流电源，该低压直流电源为控制器模块3提供电源；
S2.所述交流电源检测模块2用于对所述特定电磁波治疗仪输入端的交流电源的电压信号进行幅值转换，按比例缩小电压幅值，并进行取样，生成取样电压信号，所述取样电压信号与所述特定电磁波治疗仪5输入端的交流电源的电压信号同相，但电压幅值按比例缩小，所述电压幅值按比例缩小是指将市电AC220±10％缩小至控制器模块3的工作电压的幅值AC1.8-10V范围内；
S3.所述控制器模块3用于将交流电源检测模块2反馈的取样信号转换为数字信号，并对该数字信号进行处理并计算出当前交流电源输入端的电压幅值，当前交流电源输入端的电压幅值也即特定电磁波治疗仪实际使用的输入电压幅值，并将该输入电压幅值与预设定的基准电压幅值进行比较，当控制器模块2检测到输入电压幅值大于该预设定的基准电压幅值时，控制器模块2就会控制调压模块4，通过改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准输入电压对应的基准功率，利用加热器的输入功率与加热器表面温度成正比的关系来稳定加热器表面工作温度在目标温度范围内；而当输入电压幅值小于该基准电压幅值时，则无需调节；优选地，所述基准电压幅值为198V。
本发明上述具体实施例中的有关内容解释如下：
1.调压模块4的通断比与特定电磁波治疗仪5加热器输入端的交流电压幅值满足的关系为：当输入至交流电源输入端的交流电压幅值一定时，通断比越高，输入至加热器的功率越大，加热器表面温度就会升高；通断比越低，输入至加热器的功率越小，加热器表面温度就会降低；因此，当输入到交流电源输入端的交流电压幅值升高时，通过调压模块适当地降低通断比，可以保证输入到加热器的功率稳定，从而保证特定电磁波治疗仪加热器的表面温度稳定。
2.之所以通过交流电源检测模块2对输入至交流电源输入端的交流电压信号进行幅值转换，是因为控制器模块3的工作电压较低，无法承受高电压信号输入，因此需要交流电源检测模块2对输入至控制器模块的交流电压信号按比例缩小幅值，即将市电AC220±10％缩小至控制器模块3的工作电压的幅值AC1.8-10V范围内。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：以特定电磁波治疗仪适用的电压范围中的低值电压作为基准输入电压来设定特定电磁波治疗仪中加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度范围内，然后在实际使用时检测特定电磁波治疗仪的输入电压幅值并与基准输入电压幅值进行比较，根据比较结果并采用改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准功率，以保持加热器输入功率恒定，从而实现加热器表面工作温度稳定并落在目标温度范围内；
具体温控方法如下：
定义所述电压范围是：电压上限值为Va，电压下限值为Vd；其中Va、Vd的电压范围在198V-242V之间，且Vd<Va；
定义所述目标温度范围是：目标温度上限值为Ta，目标温度下限值为Td；
（1）确定目标温度下限值Td与电压下限值Vd之间的关系
以电压下限值Vd作为第一输入电压来设计加热器的第一功率，该第一功率对应的加热器表面工作温度为目标温度下限值Td；
（2）确定目标温度上限值Ta与另一电压值Vb之间的关系
以高于电压下限值Vd同时低于电压上限值Va的另一电压值Vb作为第二输入电压，来设计加热器的第二功率，该第二功率对应的加热器表面工作温度为目标温度上限值Ta；
（3）对加热器的输入电压作低值设定
以电压下限值Vd到另一电压值Vb区间及端点内的任意一个电压值Vc作为基准输入电压来设定加热器的基准功率，该基准功率对应的加热器表面工作温度落在目标温度上限值Ta至目标温度下限值Td范围内；
（4）对特定电磁波治疗仪的输入电压进行检测及处理
第一步，电压检测
在工作中随时或者间隔时间对输入特定电磁波治疗仪的输入电压进行检测，得到输入电压幅值；
第二步，幅值比较
将第一步检测到的输入电压幅值与基准输入电压幅值进行比较；
当输入电压幅值等于或小于基准输入电压幅值时，跳转回到第一步；
当输入电压幅值大于基准输入电压幅值时，转入第三步；
第三步，单向调节加热器输入功率
通过改变输入电压通断比的方式将当前加热器的输入功率调整到基准输入电压对应的基准功率，然后跳转回到第一步，以此循环往复；
（5）加热器以低值电压时的基准功率进行工作
加热器以低值电压时的基准功率作为加热器的输入功率，利用加热器的输入功率与加热器表面温度成正比的关系来稳定加热器表面工作温度在目标温度范围内。
2.根据权利要求1所述的特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：第三步中所述的通断比范围为100:100-100:1。
3.根据权利要求1或2所述的特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：第三步中所述的通断比范围为100:38-100:1。
4.根据权利要求1所述的特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：所述电压范围[Vd，Va]为198-142V。
5.根据权利要求1所述的特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：所述基准输入电压的电压值Vc为198V。
6.根据权利要求1所述的特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：第一步所述的电压检测可由互感器或变压器或电阻分压来实现。
7.根据权利要求1所述的特定电磁波治疗仪的温控方法，其特征在于：所述改变输入电压通断比的方式可通过继电器或可控硅或固态继电器或大功率金属氧化物半导体场效应管来实现。
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