CN110141779A - 一种声表面波面罩及其声表面波调试方法 - Google Patents

一种声表面波面罩及其声表面波调试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种声表面波面罩及其声表面波调试方法，属于声波技术领域，用于促进皮肤吸收护肤品，解决了现有技术中导入设备使用不方便的问题，其包括：面罩本体，用于贴附在人体脸部区域的皮肤；按照预定规律排列并贴附在面罩本体上的叉指换能器，叉指换能器产生声表面波的一侧贴附在面罩本体非贴附人体脸部的一侧；与叉指换能器电连接的分析计算模块，用于根据需要导入表皮层的护肤品功效成分，计算叉指换能器需要产生的声表面波参数，并输出声表面波参数；与叉指换能器及分析计算模块电连接的声表面波控制模块，用于接收声表面波参数，并根据声表面波参数控制叉指换能器产生声表面波；从而能够较为方便地促进脸部的整体皮肤吸收护肤品的效率。

Description

一种声表面波面罩及其声表面波调试方法
技术领域
本发明涉及声波技术领域，尤其涉及一种声表面波面罩及其声表面波调试方法。
背景技术
人的皮肤可分为表皮层和真皮层，表皮层在皮肤表面，主要由角质层、透明层、颗粒层、有棘层及基底层这五个层次组成，起到保护真皮的作用。而人们常用的护肤品，也都是作用在表皮层上，而护肤品的有效成分需要达到表皮层的特定层次才能发挥作用，不同护肤品的有效成分需要达到的表皮层的层次也不相同，因此护肤品能否发挥其最大功效，相关部位表皮层的特定层次能否有效吸收护肤品的成分是一项决定性的因素。相关领域技术人员所众所周知的是，表皮层的角质层是人体的天然屏障，能够将外界的病原微生物等有害生物或有害物质阻隔在人体之外，但是，角质层的屏障作用也限制了皮肤吸收护肤品的效率。
目前，社会上出现了使用超声波导入、电脉冲导入及离子导入等导入方法及导入设备使得护肤品或药物透过角质层进入表皮层的其他层次。
但是，现有的导入方法及导入设备只能对很小区域的皮肤进行直接或间接接触，从而将护肤品或药物在小范围内透过角质层进入表皮层的其他层次，或者多次移动设备，才能覆盖例如脸部的全部皮肤这样大范围的区域，使得现有的导入设备有使用不方便的弊端。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种声表面波面罩及其声表面波调试方法，旨在解决现有技术中导入设备使用不方便的技术问题。
为实现上述目的，本发明第一方面提供一种声表面波面罩，包括：面罩本体，用于贴附在人体脸部区域以覆盖人体脸部区域的皮肤；按照预定规律排列并贴附在所述面罩本体上的叉指换能器，所述叉指换能器产生声表面波的一侧贴附在所述面罩本体非贴附人体脸部区域的一侧；与所述叉指换能器电连接的分析计算模块，用于根据需要导入表皮层的护肤品的功效成分，计算所述叉指换能器需要产生的声表面波参数，并输出所述声表面波参数；与所述叉指换能器及所述分析计算模块电连接的声表面波控制模块，用于接收所述声表面波参数，并根据所述声表面波参数控制所述叉指换能器产生的声表面波。
进一步地，声表面波面罩还包括：人机交互模块，所述人机交互模块与所述分析计算模块及所述声表面波控制模块电连接，用于接收并显示所述声表面波参数，并供用户设置所述声表面波控制模块的工作参数，且在用户设置所述工作参数后产生控制指令，并向所述声表面波控制模块发送所述控制指令，以使所述声表面波控制模块控制所述叉指换能器产生声表面波。
进一步地，所述声表面波控制模块包括：与所述分析计算模块及所述人机交互模块电连接的控制器，所述控制器用于输出所述声表面波参数至所述人机交互模块，并用于接收所述控制指令，且根据所述控制指令产生控制信号后，输出所述控制信号；与所述控制器及所述叉指换能器电连接的激励电路，所述激励电路用于接收并放大所述控制信号，并将放大后的所述控制信号传输至所述叉指换能器，以控制所述差值换能器产生声表面波。
进一步地，所述激励电路包括：与所述控制器电连接的驱动芯片；与所述驱动芯片电连接的增强型场效晶体对管；与所述增强型场效晶体对管及所述叉指换能器电连接的电阻；与所述增强型场效晶体对管及所述叉指换能器电连接的电感，所述电感及所述电阻并联设置。
进一步地，所述控制器为型号为EPM7128SLC84-15。
进一步地，所述驱动芯片的型号为MDl711；所述增强型场效晶体对管的型号为TC6320。
进一步地，所述人机交互模块包括：液晶显示屏及触摸屏；所述液晶显示屏与所述分析计算模块电连接，用于接收并显示所述声表面波参数；所述触摸屏与所述声表面波控制模块电连接，用于供用户设置所述声表面波控制模块的工作参数，且在用户设置所述工作参数后产生控制指令，并向所述声表面波控制模块发送所述控制指令。
本发明第二方面提供一种声表面波面罩的声表面波调试方法，应用于上述中任意一项其特征在于，包括：计算护肤品的液体中存在微小空化核受到声表面波时，微小空化核的气泡壁运动的过程曲线；根据护肤品的功效成分及所述过程曲线，计算将护肤品的功效成分导入相关皮肤部位需要产生的声表面波参数；使用电子显微镜观察并计算在具有所述声表面波参数的声表面波作用下，皮肤表皮层的各层次出现的微孔的密集度及微孔的最大孔半径；通过所述密集度及所述最大孔半径分析在不同的所述声表面波参数的声表面波情况下，得到皮肤表皮层的各层次出现的微孔数量及微孔最大半径的测量结果，并根据所述测量结果进行所述声波表面参数与所述声表面波面罩促进护肤品渗透效果的定量分析，得到分析结果；根据所述分析结果调整所述声表面波参数，以对声表面波面罩产生的声表面波进行调试。
本发明提供一种声表面波面罩，有益效果在于：面罩本体能够将人体的脸部皮肤进行覆盖，而叉指换能器在分析计算模块及声表面波控制模块的控制下，能够产生声表面波，从而使得脸部涂覆的护肤品中水分的微小空化核受到声表面波而迅速崩溃并闭合，从而产生强大的冲击波和高速微射流，对角质层进行破坏，从而使得护肤品中的有效成分能够突破角质层进入表皮层的其他层次，促进了脸部的皮肤吸收护肤品的效率，并且由于面罩本体覆盖了脸部的皮肤，因此能够同时促进脸部的整体皮肤吸收护肤品的效率，使用较为方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例声表面波面罩的结构示意框图；
图2为本发明实施例声表面波面罩的声表面波调试方法的流程示意框图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1，为一种声表面波面罩，包括：面罩本体1、叉指换能器2、分析计算模块3及声表面波控制模块4；面罩本体1用于贴附在人体脸部区域以覆盖人体脸部区域的皮肤；叉指换能器2按照预定规律排列并贴附在面罩本体1上，叉指换能器2产生声表面波的一侧贴附在面罩本体1非贴附人体脸部区域的一侧；分析计算模块3与叉指换能器2电连接，用于根据需要导入表皮层的护肤品的功效成分，计算叉指换能器2需要产生的声表面波参数，并输出声表面波参数；声表面波控制模块4与叉指换能器2及分析计算模块3电连接，用于接收声表面波参数，并根据声表面波参数控制叉指换能器2产生的声表面波。
声表面波面罩包括人机交互模块5，人机交互模块5与分析计算模块3及声表面波控制模块4电连接，用于接收并显示声表面波参数，并供用户设置声表面波控制模块4的工作参数，且在用户设置工作参数后产生控制指令，并向声表面波控制模块4发送控制指令，以使声表面波控制模块4控制叉指换能器2产生声表面波。
具体地，面罩本体1采用安全、亲肤的材料制作，在本实施例中，面罩本体1的制作材料为硅胶，叉指换能器2能够固定在硅胶上，并且能够紧密地贴合人体的脸部皮肤，又可以使声表面波能量可以近乎无损耗的透过，从而在面罩本体1上放置多个叉指换能器2，多个叉指换能器2根据不同面部部位的护肤需求分布排列在面罩本体1上，在本实施例中，至少在面罩本体1对应人体脸部的额、眼圈、颊、颧的部位固定叉指换能器2；在其他实施例中，还可根据中医的穴位、反射区等理论在面罩本体1对应的人体脸部的部分对叉指换能器2进行排列。
声表面波控制模块4包括：控制器及激励电路；控制器与分析计算模块3及人机交互模块5电连接，控制器用于输出声表面波参数至人机交互模块5，并用于接收控制指令，且根据控制指令产生控制信号后，输出控制信号；激励电路与控制器及叉指换能器2电连接，激励电路用于接收并放大控制信号，并将放大后的控制信号传输至叉指换能器2，以控制差值换能器产生声表面波。
具体地，控制器为复杂可编程逻辑器件，复杂可编程逻辑器件英文名称为ComplexProgrammable Logic Device，英文简称为CPLD，在本实施例中，采用型号为EPM7128SLC84-15的复杂可编程逻辑器件作为控制器，并且由于CPLD输出的编码波形幅度小于5V，不足以直接驱动叉指换能器2，因此需要使用激励电路将CPLD输出的编码波形进行放大，产生出足以驱动叉指换能器2的高压脉冲。
激励电路包括：驱动芯片、增强型场效晶体对管、电阻及电感；驱动芯片与控制器电连接；增强型场效晶体对管与驱动芯片电连接；电阻与增强型场效晶体对管及叉指换能器2电连接；电感与增强型场效晶体对管及叉指换能器2电连接，电感及电阻并联设置。
具体地，驱动芯片的型号为MDl711，增强型场效晶体对管的型号为TC6320，MDl711型驱动芯片是一款高性能的MOSFET驱动器，芯片内部集成了2个通道；可以产生5级波形用于CW、PW系统；最多可驱动12个高压MOSFET管；峰值源及漏电流可达到2A；输出频率高达20MHz。TC6320型增强型场效晶体对管是高压低门限增强型场MOSFET对管，芯片内部集成了一个N沟道场效应管和一个P沟道场MOSFET管，分别用于产生正负高压脉冲信号。两管彼此隔离，且每个MOSFET管都集成有栅源电阻和钳位栅源齐纳二极管，有效保护了输入端。TC6320型增强型场效晶体对管具有高达200V的击穿电压和2A的输出峰值电流，可以有效激励叉指换能器2，并减小高压输出的上升、下降时间。此外，TC6320型增强型场效晶体对管还具有低门限阂值、低输入阻抗和电平转换快速等优点。根据二相编码激励信号的设计要求，电路中的TC6320型增强型场效晶体对管采用正负电源供电以获取正负激励脉冲。
而叉指换能器2在谐振频率附近工作时，对外呈现为容性，如果直接接收TC6320型增强型场效晶体对管产生的方波编码激励信号，会引起激励信号波形失真，降低声表面波发射效率。此时采用由一个串联电阻和一个并联电感组成的匹配电路。电阻实现高压激励脉冲产生电路和换能器之间的阻抗匹配，并联电感实现换能器的并联调谐。
人机交互模块5包括：液晶显示屏及触摸屏；液晶显示屏与分析计算模块3电连接，用于接收并显示声表面波参数；触摸屏与声表面波控制模块4电连接，用于供用户设置声表面波控制模块4的工作参数，且在用户设置工作参数后产生控制指令，并向声表面波控制模块4发送控制指令。
具体地，人机交互模块5是人与声表面波面罩进行交互的接口，通过液晶显示屏显示当前声表面波参数，而触摸屏则用来实现工作参数的设置，从而使得用户能够自行设定声表面波的工作参数，在本实施例中，触摸屏应用LY-TFT-02型号的彩屏控制板来控制7寸彩色TFT模拟屏，工作电压为5V，电流为100mA。
声表面波面罩还包括开关稳压器，开关稳压器用于在工作电路中，提供组成声表面波面罩各部件所需的电压值。
请参阅图2，为声表面波面罩的声表面波调试方法，应用于上述实施例的声表面波面罩，包括：S1、计算护肤品的液体中存在微小空化核受到声表面波时，微小空化核的气泡壁运动的过程曲线；S2、根据护肤品的功效成分及过程曲线，计算将护肤品的功效成分导入相关皮肤部位需要产生的声表面波参数；S3、使用电子显微镜观察并计算在具有声表面波参数的声表面波作用下，皮肤表皮层的各层次出现的微孔的密集度及微孔的最大孔半径；S4、通过密集度及最大孔半径分析在不同的声表面波参数的声表面波情况下，得到皮肤表皮层的各层次出现的微孔数量及微孔最大半径的测量结果，并根据测量结果进行声波表面参数与声表面波面罩促进护肤品渗透效果的定量分析，得到分析结果；S5、根据分析结果调整声表面波参数，以对声表面波面罩产生的声表面波进行调试。
具体地，声表面波导入护肤品功效成分的主要作用机制为空化效应，液体中存在的微小空化核，而护肤品的液体中的微小空化核由于受到声表面波交替的拉伸与挤压的力，微小空化核的气泡不断生长并迅速崩溃闭合，因此导致液体的局部高温高压，并伴随强大冲击波和高速微射流，从而破坏皮肤角质层的屏障作用。而在声表面波作用下，不仅是在皮肤表面的护肤品中会引发空化效应，而且在角质层下的细胞间质中或是组织细胞内均可以产生空化效应，这也对护肤品的功效成分向皮肤表皮层的更深层次导入有一定的促进作用。这种空化效应的强弱与声表面波的强度和频率密切相关。声表面波参数与气泡半径相关的气泡壁运动方程如公式1所示，公式1表示如下：
在公式1中，R为微泡振动的瞬时半径，ρ为微泡周围流体的密度，pg0为泡内平衡压，R0为微泡的静平衡半径，δt为总的阻尼系数，ω为入射声表面波的角频率，pv为微泡内蒸气压，p0为周围液体的静水压力，σ为表面张力，Γ为多方气体指数，pac(t)为入射声场，δt为总的阻尼系数。对该运动方程进行数值求解的计算，得到气泡壁运动的过程曲线。液体的粘滞系数、表面张力系数、饱和蒸气压、声表面波的频率、声强、作用时间以及气泡初始半径等均会影响声表面波空化效应。根据导入护肤品的功效成分，计算出导入相关皮肤部位的产生声表面波的相关参数。使用电子显微镜观察、计算声表面波作用后皮肤组织表面出现的微孔状况，通过微孔的密集度和最大孔半径反应皮肤渗透率，而后通过分析在不同频率、强度的声表面波条件下，皮肤皮肤表面微孔数量、最大半径的测量结果，进行声表面波参数与促渗效果的定量分析，从而根据分析结果调整声表面波参数，以对声表面波面罩产生的声表面波进行调试。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种声表面波面罩及其声表面波调试方法的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种声表面波面罩，其特征在于，包括：
面罩本体，用于贴附在人体脸部区域以覆盖人体脸部区域的皮肤；
按照预定规律排列并贴附在所述面罩本体上的叉指换能器，所述叉指换能器产生声表面波的一侧贴附在所述面罩本体非贴附人体脸部区域的一侧；
与所述叉指换能器电连接的分析计算模块，用于根据需要导入表皮层的护肤品的功效成分，计算所述叉指换能器需要产生的声表面波参数，并输出所述声表面波参数；
与所述叉指换能器及所述分析计算模块电连接的声表面波控制模块，用于接收所述声表面波参数，并根据所述声表面波参数控制所述叉指换能器产生的声表面波。
2.根据权利要求1所述的声表面波面罩，其特征在于，
还包括：
人机交互模块，所述人机交互模块与所述分析计算模块及所述声表面波控制模块电连接，用于接收并显示所述声表面波参数，并供用户设置所述声表面波控制模块的工作参数，且在用户设置所述工作参数后产生控制指令，并向所述声表面波控制模块发送所述控制指令，以使所述声表面波控制模块控制所述叉指换能器产生声表面波。
3.根据权利要求2所述的声表面波面罩，其特征在于，
所述声表面波控制模块包括：
与所述分析计算模块及所述人机交互模块电连接的控制器，所述控制器用于输出所述声表面波参数至所述人机交互模块，并用于接收所述控制指令，且根据所述控制指令产生控制信号后，输出所述控制信号；
与所述控制器及所述叉指换能器电连接的激励电路，所述激励电路用于接收并放大所述控制信号，并将放大后的所述控制信号传输至所述叉指换能器，以控制所述差值换能器产生声表面波。
4.根据权利要求3所述的声表面波面罩，其特征在于，
所述激励电路包括：
与所述控制器电连接的驱动芯片；
与所述驱动芯片电连接的增强型场效晶体对管；
与所述增强型场效晶体对管及所述叉指换能器电连接的电阻；
与所述增强型场效晶体对管及所述叉指换能器电连接的电感，所述电感及所述电阻并联设置。
5.根据权利要求3所述的声表面波面罩，其特征在于，
所述控制器为型号为EPM7128SLC84-15。
6.根据权利要求4所述的声表面波面罩，其特征在于，
所述驱动芯片的型号为MDl711；
所述增强型场效晶体对管的型号为TC6320。
7.根据权利要求2所述的声表面波面罩，其特征在于，
所述人机交互模块包括：液晶显示屏及触摸屏；
所述液晶显示屏与所述分析计算模块电连接，用于接收并显示所述声表面波参数；
所述触摸屏与所述声表面波控制模块电连接，用于供用户设置所述声表面波控制模块的工作参数，且在用户设置所述工作参数后产生控制指令，并向所述声表面波控制模块发送所述控制指令。
8.一种声表面波面罩的声表面波调试方法，应用于权利要求1-7任意一项其特征在于，包括：
计算护肤品的液体中存在微小空化核受到声表面波时，微小空化核的气泡壁运动的过程曲线；
根据护肤品的功效成分及所述过程曲线，计算将护肤品的功效成分导入相关皮肤部位需要产生的声表面波参数；
使用电子显微镜观察并计算在具有所述声表面波参数的声表面波作用下，皮肤表皮层的各层次出现的微孔的密集度及微孔的最大孔半径；
通过所述密集度及所述最大孔半径分析在不同的所述声表面波参数的声表面波情况下，得到皮肤表皮层的各层次出现的微孔数量及微孔最大半径的测量结果，并根据所述测量结果进行所述声波表面参数与所述声表面波面罩促进护肤品渗透效果的定量分析，得到分析结果；
根据所述分析结果调整所述声表面波参数，以对声表面波面罩产生的声表面波进行调试。
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