CN208726563U - 一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：至少包括：为第一激光器和第二激光器提供电能的电源模块；用于检测第一激光器工作电压信号的第一电压检测电路；用于检测第二激光器工作电压信号的第二电压检测电路；用于控制两台激光器工作状态的FPGA控制器；FPGA控制器分别与两个激光器控制单元电连接；用于接收第一电压检测电路和第二电压检测电路输出信号的Arm控制器；Arm控制器通过并口线与FPGA控制器进行数据交互；Arm控制器通过数据线与第一电压检测电路、第二电压检测电路的输出端子电连接；用于与Arm控制器进行数据交互的人机交互设备，人机交互设备通过串口线与Arm控制器电连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗辅助设备技术领域，特别是涉及一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统。
背景技术
众所周知，激光是20世纪60年代初产生的一项重大技术，被视为20世纪四大发明之一(激光、半导体、原子能和计算机)。近年来，欧、美、日等国科学家已经将低强度激光疗法转移到民间，作为保健、抗衰老的重要推广项目，并得到各国激光医学应用协会的肯定，低强度激光疗法被称为“21世纪的绿色疗法”。随着激光医学治疗技术的发展，不同波长的激光技术应用为临床保健和抗衰老提供了崭新的手段，如近红外的660nm，810nm，980nm，长波长的1470nm等。近红外波段激光主要被黑色素和氧合血红蛋白吸收，在临床上具有良好的凝固、止血效果。1470nm波长的激光具有独特优势，如理疗时间短、效果好；目前，在现实中，每台激光设备仅能够输出单一波长的激光，但是在临床中，有时需要两种激光结合使用，因此就需要两台激光器，同时每台激光器也必须单独配备独立的控制系统，其结果是导致控制不方便，占用较大的空间体积，同时提高了成本。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统；该一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统采用980nm和1470nm两台激光器进行组合控制，这样能够融合两种波长的优势，弥补了单波长激光治疗的不足，将更方便而又经济地满足临床保健和护理的需要。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，至少包括：
输出波长为980nm的第一激光器和输出波长为1470nm的第二激光器；
为上述第一激光器和第二激光器提供电能的电源模块；所述电源模块分别与第一激光器和第二激光器的电源端子电连接；
用于检测第一激光器工作电压信号的第一电压检测电路；
用于检测第二激光器工作电压信号的第二电压检测电路；
用于控制第一激光器和第二激光器工作状态的FPGA控制器；所述FPGA控制器的I/O端子分别与两个激光器控制单元电连接；
用于接收第一电压检测电路和第二电压检测电路输出信号的Arm控制器；所述Arm控制器通过并口线与FPGA控制器进行数据交互；所述Arm控制器通过数据线与第一电压检测电路、第二电压检测电路的输出端子电连接；
用于与Arm控制器进行数据交互的人机交互设备，所述人机交互设备通过串口线与Arm控制器电连接。
作为优选，本实用新型还采用了如下的技术方案：
进一步：所述电源模块为恒流电源。
进一步：所述第一电压检测电路包括型号为LM324的放大器，所述放大器的正极输入端子通过第二十五电阻与第一激光器电源端子的正极电连接；所述放大器的正极输入端子通过第二十六电阻接地；所述放大器的负极输入端子通过第二十九电阻与第一激光器电源端子的负极电连接；所述放大器的负极输入端子通过第二十八电阻与放大器的输出端子电连接；所述放大器的输出端子通过第二十七电阻与第一激光器的电压检测点电连接；所述放大器的输出端子依次通过第二十七电阻、电容接地。
进一步：所述第一电压检测电路和第二电压检测电路相同。
进一步：所述FPGA控制器的型号为EP3C10E144C8N。
进一步：所述Arm控制器的型号为STM32F107VCT6。
进一步：所述人机交互设备为触摸屏。
更进一步：还包括与Arm控制器通过I2C串行总线连接的存储芯片。
更进一步：所述存储芯片的型号为24C128。
本实用新型具有的优点和积极效果是：
通过采用上述技术方案，本控制系统将980nm和1470nm两种波长的激光器进行综合控制，即融合两种激光波长的特点，将更方便而又经济地满足临床的需要。另外，本控制系统通过Arm控制器对两种波长激光器的工作状态进行控制，可实现对激光器恒流模式的控制，即连续出光(非脉冲)模式，连续脉冲模式，单脉冲模式及多脉冲模式等多种输出控制方式，弥补了激光治疗仪的单一工作模式的劣势。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例的电路框图；
图2是本实用新型优选实施例中恒流控制模块和电流检测模块的电路图；
图3是本实用新型优选实施例中电压检测电路的电路图；
图4是本实用新型优选实施例中驱动信号的电路图；
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1至图4，一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，包括：
输出波长为980nm的第一激光器和输出波长为1470nm的第二激光器；上述两台激光器不但能够输出连续激光，也能够输出脉冲激光，激光器的工作状态主要通过激光器控制单元控制，激光器控制单元也称激光器控制板，激光器本身为成熟技术，因此此处不再对激光器本身的结构和原理做过多的赘述；
为上述第一激光器和第二激光器提供电能的电源模块；所述电源模块分别与第一激光器和第二激光器的电源端子电连接；
用于检测第一激光器工作电压信号的第一电压检测电路；
用于检测第二激光器工作电压信号的第二电压检测电路；
用于控制第一激光器和第二激光器工作状态的FPGA控制器；所述FPGA控制器的I/O端子分别与两个激光器控制单元电连接；
用于接收第一电压检测电路和第二电压检测电路输出信号的Arm控制器；所述Arm控制器通过并口线与FPGA控制器进行数据交互；所述Arm控制器通过数据线与第一电压检测电路、第二电压检测电路的输出端子电连接；
用于与Arm控制器进行数据交互的人机交互设备，所述人机交互设备通过串口线与Arm控制器电连接。
作为优选，在上述优选实施例中：
所述电源模块为恒流电源。
所述第一电压检测电路包括型号为LM324的放大器，所述放大器的正极输入端子通过第二十五电阻与第一激光器电源端子的正极电连接；所述放大器的正极输入端子通过第二十六电阻接地；所述放大器的负极输入端子通过第二十九电阻与第一激光器电源端子的负极电连接；所述放大器的负极输入端子通过第二十八电阻与放大器的输出端子电连接；所述放大器的输出端子通过第二十七电阻与第一激光器的电压检测点电连接；所述放大器的输出端子依次通过第二十七电阻、电容接地。
所述第一电压检测电路和第二电压检测电路相同。
所述FPGA控制器的型号为EP3C10E144C8N。
所述Arm控制器的型号为STM32F107VCT6。
所述人机交互设备为触摸屏。
为了实现历史数据的保存，还包括与Arm控制器通过I2C串行总线连接的存储芯片。
所述存储芯片的型号为24C128。
上述优选实施例主要包括电源模块，主控系统(Arm控制器+FPGA控制器)，人机交互设备(触摸屏)，执行控制模块(急停按钮、旋转开关、脚踏开关等)，功率控制模块，激光模块(输出波长为980nm的第一激光器和输出波长为1470nm的第二激光器)，反馈模块(电压检测电路)，存储模块(E2PROM)。其中，电源模块用于为系统提供电能(可采用开关电源等)；主控系统采用Arm控制器+FPGA控制器架构，实现对双波长多模式半导体激光的精确控制；人机交互模块用于输入输出的操作及显示控制(可采用触摸屏)；执行控制模块，包括急停按钮、旋转开关、脚踏开关等，其中急停按钮用于紧急情况下的安全保护，旋转开关用于系统开机控制，脚踏开关用于激光发射与停止的控制；功率控制模块用于激光器的输出模式和功率控制；激光模块可输出波长为980nm和1470nm的双波长激光组合；反馈模块用于激光器输出电压，功率等参数的监测反馈；存储模块(可采用E2PROM或Flash等)用于历史运行记录，设置参数等数据的存储。
本控制系统的硬件部分的主控模块主要是采用Arm控制器和FPGA控制器，其中Arm控制器侧重于输入输出单元的人机交互，数据存储，激光器输出电压检测等功能，FPGA控制器侧重于对激光器的多功能输出模式控制。如图2所示：恒流控制(电压信号)通过运算放大器(LM324)，控制三极管和场效应管的通断，实现激光器的连续出光(非脉冲)模式，并对该电流信号进行实时检测，反馈给控制芯片(Arm控制器)，电压信号的检测与反馈如图4所示；其他模式的控制方式，如连续脉冲模式、单脉冲模式、多脉冲模式等，基于型号为ISL6207的MOSFET驱动器，采用PWM控制驱动方式，如图3所示。
本控制系统将980nm和1470nm两种波长的激光器进行综合控制，即融合两种激光波长的特点，将更方便而又经济地满足临床的需要。另外，本控制系统通过Arm控制器对两种波长激光器的工作状态进行控制，可实现对激光器恒流模式的控制，即连续出光(非脉冲)模式，连续脉冲模式，单脉冲模式及多脉冲模式等多种输出控制方式，弥补了激光治疗仪的单一工作模式的劣势。
以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，包括：输出波长为980nm的第一激光器和输出波长为1470nm的第二激光器；其特征在于：至少还包括：
为上述第一激光器和第二激光器提供电能的电源模块；所述电源模块分别与第一激光器和第二激光器的电源端子电连接；
用于检测第一激光器工作电压信号的第一电压检测电路；
用于检测第二激光器工作电压信号的第二电压检测电路；
用于控制第一激光器和第二激光器工作状态的FPGA控制器；所述FPGA控制器的I/O端子分别与两个激光器控制单元电连接；
用于接收第一电压检测电路和第二电压检测电路输出信号的Arm控制器；所述Arm控制器通过并口线与FPGA控制器进行数据交互；所述Arm控制器通过数据线与第一电压检测电路、第二电压检测电路的输出端子电连接；
用于与Arm控制器进行数据交互的人机交互设备，所述人机交互设备通过串口线与Arm控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述电源模块为恒流电源。
3.根据权利要求1所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述第一电压检测电路包括型号为LM324的放大器，所述放大器的正极输入端子通过第二十五电阻与第一激光器电源端子的正极电连接；所述放大器的正极输入端子通过第二十六电阻接地；所述放大器的负极输入端子通过第二十九电阻与第一激光器电源端子的负极电连接；所述放大器的负极输入端子通过第二十八电阻与放大器的输出端子电连接；所述放大器的输出端子通过第二十七电阻与第一激光器的电压检测点电连接；所述放大器的输出端子依次通过第二十七电阻、电容接地。
4.根据权利要求3所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述第一电压检测电路和第二电压检测电路相同。
5.根据权利要求1所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述FPGA控制器的型号为EP3C10E144C8N。
6.根据权利要求1所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述Arm控制器的型号为STM32F107VCT6。
7.根据权利要求1所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述人机交互设备为触摸屏。
8.根据权利要求1-7任一项所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：还包括与Arm控制器通过I2C串行总线连接的存储芯片。
9.根据权利要求8所述的双波长多模式半导体激光治疗仪控制系统，其特征在于：所述存储芯片的型号为24C128。
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