CN110075425A - 可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统及控制方法 - Google Patents

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孙文
彭国红
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Abstract

本发明涉及一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统及控制方法，触控显示屏用于人机交互，设置工作参数；MCU控制电路分别与滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、传感器、制冷系统以及触控显示屏连接；强脉冲光输出手柄分别与传感器、制冷系统、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路连接；开关放电电路分别与电源系统、过能保护电路连接；本发明输出能量密度控制精度较高，相对误差不超过±5％；2)不同波长滤光膜片切换与自动识别，有利于扩展、丰富临床应用；3)滤光膜片采用可插拔式结构，便于更换；4)输出过能时系统能自我保护，安全稳定。

Description

可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及一种医疗美容的强脉冲光治疗机，具体涉及一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统及控制方法。
背景技术
在医疗美容领域，一般的强脉冲光治疗机是通过改变驱动电压来调节输出能量密度，子脉冲宽度较宽，控制精度不高，系统输出能量密度精度不稳定。本发明采用一种新的控制系统及控制方法，通过改变脉冲宽度来调节输出的能量密度，子脉冲宽度较窄，控制精度较高，系统输出能量密度相对误差较小，安全稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统及控制方法，要解决的技术问题是：1)本发明输出能量密度控制精度较高，相对误差不超过±5％；2)不同波长滤光膜片切换与自动识别，有利于扩展、丰富临床应用；3)输出过能时系统能自我保护，安全稳定。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统，包括MCU控制电路、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、强脉冲光输出手柄、制冷系统，传感器、触控显示屏，所述的触控显示屏用于人机交互，设置工作参数；所述MCU控制电路分别与滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、传感器、制冷系统以及触控显示屏连接；所述强脉冲光输出手柄分别与传感器、制冷系统、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路连接；所述开关放电电路分别与电源系统、过能保护电路连接。
其中，所述传感器包括温度开关、压力开关、流量计，其中，流量计与制冷系统、MCU控制电路、电源系统连接，温度开关与强脉冲光输出手柄、MCU控制电路、电源系统连接连接，压力开关与强脉冲光输出手柄、MCU控制电路、电源系统连接连接；所述强脉冲光输出手柄内包括氙灯和滤光膜片，滤光膜片位于氙灯出光口处。
其中，所述滤光膜片采用可插拔式结构，便于更换；所述滤光膜片识别电路的采样电压允差不超过±4％，通过MCU控制电路采样，系统自动识别不同波长的滤光膜片，所述不同波长的滤光膜片包括420nm～1200nm波段范围内窄光谱、宽光谱波段滤光膜片；所述滤光膜片的短波及长波的截止波长的允差不超过±20nm。
本发明的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统的控制方法，系统输出能量密度控制精度的控制方法按下式确定：
T＝a×E2+b×E+c，
T表示一个脉冲串周期Ttotal内n个子脉冲宽度t的总和，T＝t×n，单位是us，所述的子脉冲在一个脉冲串周期内任一t是相等的；所述的E表示输出能量密度，单位是J/cm2；所述的a、b、c是常数，使用MATLAB软件计算得出；所述的输出能量密度E由子脉冲宽度t与子脉冲数量n的乘积决定，t小于1000us。
其中，所述的一个脉冲串周期Ttotal＝T+(n-1)×t'，所述的Ttotal表示一个脉冲串周期内第一个子脉冲的上升沿至最后一个子脉冲的下降沿的宽度，单位是us；所述的t'表示一个脉冲串内任意两个子脉冲之间的延时时间，在一个脉冲串内任一t'是相等的；当第一个脉冲串结束，延时Trepeat后，第二个脉冲串开始，以后依此类推；所述的Trepeat表示两个脉冲串的间隔时间，单位为s。
由于采取了以上技术方案，本发明的优点在于：
1)本发明输出能量密度控制精度较高，输出相对误差较小，在生产过程中，批量整机的输出能量密度一致性较高，整机调试效率有明显提高。
2)系统氙灯放电子脉冲宽度较窄，有利于延长氙灯使用寿命。
3)系统内置传感器与保护电路，故障率减少，运行安全稳定。
4)系统采用可更换多种不同波长滤光膜片设计，有利于扩展、丰富临床应用，性价比较高。
5)系统的滤光膜片采用可插拔式结构，便于更换。
附图说明
图1为本发明工作原理的方框图；
图2为本发明的输出脉冲的示意图，其中：
Ttotal：表示一个脉冲串周期内第一个子脉冲的上升沿至最后一个子脉冲的下降沿的宽度。
Trepeat：表示两个脉冲串的间隔时间。
n：子脉冲数量。
t：子脉冲宽度。
t'：表示一个脉冲串内任意两个子脉冲之间的延时时间。
1：第一个脉冲串。
2：第二个脉冲串。
V：(纵轴)电压。
t0：(横轴)时间。
图3为本发明420nm-1200nm光谱示意图，其中横轴表示wavelength(nm)，纵轴表示intensity(counts)。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统，包括MCU控制电路、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、强脉冲光输出手柄、制冷系统，传感器、触控显示屏，所述的触控显示屏用于人机交互，设置工作参数；所述MCU控制电路分别与滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、传感器、制冷系统以及触控显示屏连接；所述强脉冲光输出手柄分别与传感器、制冷系统、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路连接；所述开关放电电路分别与电源系统、过能保护电路连接。
其中，所述传感器包括温度开关、压力开关、流量计，其中，流量计与制冷系统、MCU控制电路、电源系统连接，温度开关与强脉冲光输出手柄、MCU控制电路、电源系统连接连接，压力开关与强脉冲光输出手柄、MCU控制电路、电源系统连接连接；所述强脉冲光输出手柄内包括氙灯和滤光膜片，滤光膜片位于氙灯出光口处。
其中，所述滤光膜片采用可插拔式结构，便于更换；所述滤光膜片识别电路的采样电压允差不超过±4％，通过MCU控制电路采样，系统自动识别不同波长的滤光膜片，所述不同波长的滤光膜片包括420nm～1200nm波段范围内窄光谱、宽光谱波段滤光膜片；所述滤光膜片的短波及长波的截止波长的允差不超过±20nm。
本发明的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统的控制方法，系统输出能量密度控制精度的控制方法按下式确定：
T＝a×E2+b×E+c，
T表示一个脉冲串周期Ttotal内n个子脉冲宽度t的总和，T＝t×n，单位是us，所述的子脉冲在一个脉冲串周期内任一t是相等的；所述的E表示输出能量密度，单位是J/cm2；所述的a、b、c是常数，使用MATLAB软件计算得出；所述的输出能量密度E由子脉冲宽度t与子脉冲数量n的乘积决定，t小于1000us。
其中，所述的一个脉冲串周期Ttotal＝T+(n-1)×t'，所述的Ttotal表示一个脉冲串周期内第一个子脉冲的上升沿至最后一个子脉冲的下降沿的宽度，单位是us；所述的t'表示一个脉冲串内任意两个子脉冲之间的延时时间，在一个脉冲串内任一t'是相等的；当第一个脉冲串结束，延时Trepeat后，第二个脉冲串开始，以后依此类推；所述的Trepeat表示两个脉冲串的间隔时间，单位为s。
本发明的工作过程：
系统自动识别当前滤光膜片的波长，系统自检通过后，进入相对应波长的控制程序。
参数设置：通过触控显示屏设置E、Ttotal、Trepeat等工作参数。
触控显示屏与MCU控制电路相互通信，MCU控制电路会根据接收的指令自动计算对应的子脉冲数量n与子脉冲宽度t。
MCU控制电路发送指令给电源系统、开关放电电路，进而触发强脉冲光输出手柄输出强脉冲光。
本发明的进一步说明：
1)系统输出能量密度E由子脉冲宽度t与子脉冲数量n的乘积决定，控制子脉冲宽度t的精度，合理分配子脉冲数量n，从而控制输出能量密度E的精度。
2)系统内置滤光膜片识别电路自动识别不同波长的滤光膜片，更换滤光膜片后，系统切换至对应波长的控制程序。
3)系统内置过能保护电路设计有霍尔传感器(外购武汉精量电子生产的，型号JLB-17)，能实时监测放电电流，若超过时，MCU控制电路会自动触发过能保护电路内的IGBT，使其关断，系统停止工作，以保护系统安全。
4)MCU控制电路：武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号NBL-ⅠZK；滤光膜片识别电路：武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号NBL-ⅠMP；电源系统：武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号NBL-ⅠHVPS；开关放电电路与过能保护电路：武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号NBL-ⅠKG；强脉冲光输出手柄：武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号NBL-ⅠZLT；制冷系统：包含水泵(外购温州新西山生产的，型号DP60A)、轴流风机(外购SUNON建准生产的，型号A2175-HBL)、水箱(武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号NBL-Ⅰ.02.03)、去离子剂滤瓶(武汉奇致激光技术股份有限公司生产的，型号QT-60-01B)；温度开关：外购KSD生产的，型号KSD301，外购MURATA生产的，型号NTC-MF52AT，外购德州仪器生产的，型号17AM 022A5、17AM 025A5，外购NTC生产的，型号NTC 10D-13；压力开关：外购MC生产的，型号JSK-3；流量计：外购佛山中江节能生产的，型号YF-S402；触控显示屏：外购北京迪文科技生产的，型号DMT10768T150_03W。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统，其特征在于：包括MCU控制电路、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、强脉冲光输出手柄、制冷系统，传感器、触控显示屏，所述的触控显示屏用于人机交互，设置工作参数；所述MCU控制电路分别与滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路、过能保护电路、传感器、制冷系统以及触控显示屏连接；所述强脉冲光输出手柄分别与传感器、制冷系统、滤光膜片识别电路、电源系统、开关放电电路连接；所述开关放电电路分别与电源系统、过能保护电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统，其特征在于：所述传感器包括温度开关、压力开关、流量计，其中，流量计与制冷系统、MCU控制电路、电源系统连接，温度开关与强脉冲光输出手柄、MCU控制电路、电源系统连接连接，压力开关与强脉冲光输出手柄、MCU控制电路、电源系统连接连接；所述强脉冲光输出手柄内包括氙灯和滤光膜片，滤光膜片位于氙灯出光口处。
3.根据权利要求1所述的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统，其特征在于：所述滤光膜片采用可插拔式结构，便于更换；所述滤光膜片识别电路的采样电压允差不超过±4％，通过MCU控制电路采样，系统自动识别不同波长的滤光膜片，所述不同波长的滤光膜片包括420nm～1200nm波段范围内窄光谱、宽光谱波段滤光膜片；所述滤光膜片的短波及长波的截止波长的允差不超过±20nm。
4.根据权利要求1所述的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统的控制方法，其特征在于：系统输出能量密度控制精度的控制方法按下式确定：
T＝a×E2+b×E+c，
T表示一个脉冲串周期Ttotal内n个子脉冲宽度t的总和，T＝t×n，单位是us，所述的子脉冲在一个脉冲串周期内任一t是相等的；所述的E表示输出能量密度，单位是J/cm2；所述的a、b、c是常数，使用MATLAB软件计算得出；所述的输出能量密度E由子脉冲宽度t与子脉冲数量n的乘积决定，t小于1000us。
5.根据权利要求4所述的一种可更换滤光膜片的强脉冲光治疗机的控制系统的控制方法，其特征在于：所述的一个脉冲串周期Ttotal＝T+(n-1)×t'，所述的Ttotal表示一个脉冲串周期内第一个子脉冲的上升沿至最后一个子脉冲的下降沿的宽度，单位是us；所述的t'表示一个脉冲串内任意两个子脉冲之间的延时时间，在一个脉冲串内任一t'是相等的；当第一个脉冲串结束，延时Trepeat后，第二个脉冲串开始，以后依此类推；所述的Trepeat表示两个脉冲串的间隔时间，单位为s。
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