CN210170682U - 一种可监测发光部件寿命的红光led治疗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可监测发光部件寿命的红光LED治疗设备，包括：发光单元，发光部件承载单元和发光设备控制单元；发光设备控制单元包括发光驱动电路和电源及控制器电路；发光驱动电路设有温度采集电路，通过采集热敏电阻的分压获得红光LED灯珠的温度并在超过预设的正常工作温度上限时自动停止LED的驱动输出；电源及控制器电路的电源输出回路中设有电阻和放大器，将电流信号变换成单片机可识别的电压信号后计算实际电流值，并在电流超过预设的安全阈值时切断输出，保护整个电路。本实用新型通过电路的调整使治疗设备具备了监测温度和电流的功能，可保护红光LED发光部件、延长整机的使用寿命。

Description

一种可监测发光部件寿命的红光LED治疗设备

技术领域

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种红光LED治疗设备。

背景技术

红光治疗的临床应用已有几十年的历史，红光的主要波长在600-700nm之间。随着近年来半导体技术的发展，红光治疗设备基本都采用高功率红光LED作为核心发光照射部件。

高功率红光LED作为红光治疗设备的最核心部件，有光功率高、光转化效率高、体积小、能耗低以及寿命长的优点。但是因为达到治疗效果需要非常高的红光照射强度，所以每个灯头需布有多颗高功率红光LED灯珠(36颗，每颗发射功率900mW)，大量高功率LED灯珠工作时会产生巨量的热，虽然灯头有高效散热器设计，但是使用中仍可能会受到环境温度、通风以及是否被覆盖遮挡等因素影响，指示散热不利。灯头过高的温度会严重缩短LED灯珠寿命，当达到一定温度还会对其和控制电路造成永久性损害。

一般红光LED在正常使用下寿命可达50000小时，但是后期光衰明显，虽然仍可发光，但如果还按初始的电流值驱动，则发光强度已无法达到治疗要求。高功率和低功率情况工作下，红光LED的寿命表现也会有很大差别。

因此，有必要对红光LED核心发光部件的状态予以监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种可监测发光部件寿命的智能红光LED理疗设备，可对灯头温度及电流进行实时监控，用于预防灯头LED及电路损坏，同时可预测LED的寿命及所处光衰阶段。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

提供一种可监测发光部件寿命的智能红光LED理疗设备，包括：

发光单元，由至少20颗红光LED灯珠组成，用于发出600-700nm之间波长的红光；

发光部件承载单元，由灯头、支撑机构组成，用于安装和固定所述的至少20颗红光LED灯珠；

发光设备控制单元，包括发光驱动电路和电源及控制器电路；用于监测和控制所述发光单元的状态；其中，

所述的发光驱动电路设有单片机控制器；所述的至少20颗红光LED灯珠与所述发光驱动电路电连接；所述的发光驱动电路的单片机控制器与所述的电源及控制器电路电连接，并按所述电源及控制器电路的指令驱动所述的红光LED灯珠；

所述的发光驱动电路还设有单片机控制器一和温度采集电路，温度采集电路设有热敏电阻；所述的单片机控制器一通过采集所述的热敏电阻的分压获得所述红光LED灯珠的温度；并在温度超过预设的正常工作温度上限时自动停止LED的驱动输出，直到温度恢复到正常时才能重新启动；

所述的电源及控制器电路中设有单片机控制器二和电源输出回路；所述电源输出回路中串有电阻，用于将电流信号变换成电压信号；所述的电阻两端连接放大器，用于将所述的电压信号放大得到单片机可识别的电压信号；所述的单片机控制器二采集所述放大的电压后计算实际电流值，并在电流超过预设的安全阈值时切断输出，保护整个电路。

本实用新型优选的方案中，所述的发光设备控制单元进一步设有PC上位机；所述的PC上位机一方面通过有线或无线的方式与所述的单片机控制器实现通讯，所述的单片机控制器将实时获取的实际电流值上传给所述的PC上位机，所述PC上位机通过所述实际电流值和工作时间信息计算所述的红光LED灯珠的剩余寿命；所述的PC上位机另一方面通过串口与所述的电源及控制器电路通讯，下发控制指令，并得到执行机构的状态情况。

本实用新型更优选的方案中，所述的发光设备控制单元进一步设有云端服务器，所述的PC上位机通过TCP/IP协议与云端服务器进行网络通讯，上传、下发用户资料及治疗流程。

红光LED作为红光治疗仪最核心的部件，而温度和电流又是最直接影响LED寿命因素。本实用新型的理疗设备中，通过电路的调整，不仅使理疗设备具备了监测温度和电流的功能，而且在监测到异常时能够直接停止发光部件的输出，最大程度地保护了红光LED发光部件，从而延长了整机的使用寿命。本实用新型优选的方案中，通过PC上位机及其相应的程序能够计算出红光LED的预计剩余寿命及光衰程度，从而提醒操作人员更换灯头或者调整照射强度。

附图说明

图1是实施例1所述的红光LED理疗设备的发光设备控制单元整体结构示意图。

图2是实施例1所述的温度采集电路的电路原理图。

图3是实施例1所述的可监测电流的电源输出回路电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

一种可监测发光部件寿命的智能化红光LED理疗设备，它包括一副灯架；所述的灯架，顶端设置2个灯头，中部内设中空走线腔，底部内设控制舱；每个所述的灯头上装有36颗红光LED灯珠，功率均为900mW，控制舱内设有电路板；所有红光LED灯珠通过所述中空走线腔内布置的电线连接电路板。

如图1所示，本实施例智能化红光LED理疗设备的控制系统整体上由LED及灯头驱动电路、电源及控制器电路、PC上位机和云端服务器构成。LED及灯头驱动电路和电源及控制器电路设置在所述控制舱内的电路板上，用于监测和控制红光LED灯珠的状态。PC上位机通过TCP/IP协议与云端服务器进行网络通讯，上传下发用户资料及治疗流程。PC上位机通过串口与下层的电源及控制器电路通讯，下发控制指令，并得到执行机构的状态情况。发光驱动电路也有一颗单片机控制器，按上层电源及控制器电路的指令驱动36颗红光LED。

发光驱动电路还设有单片机ATtiny85-20SU和温度采集电路，如图2所示，温度采集电路中设置热敏电阻R7和普通电阻R8，单片机ATtiny85-20SU通过采集R7和R8中间的分压，进而计算获得热敏电阻R7的阻值及其对应的灯头红光LED灯珠的温度；并基于所述单片机内置的程序判断每个灯头的温度，当温度超过正常工作温度上限时，自动停止LED的驱动输出，直到温度恢复到正常时才能重新启动。

在电源及控制器电路中，分别为每路灯头都增加了电流采集电路，具体如图3所示，在电源输出回路中串入大电流采样电阻，用于将电流信号变换成电压信号；每个大电流采样电阻两端连接放大器，用于将电压信号放大到单片机可识别的程度；带模数转换器的单片机SMT32F103C8T6把放大器输出的电压信号转为数字信号后，使用其内置软件换算回实际的每个灯头的电流值。当电流超过安全的阈值时，单片机控制器直接切断输出，保护整个电路。

Claims (3)

1.一种可监测发光部件寿命的红光LED治疗设备，其特征在于，包括：

发光单元，由至少20颗红光LED灯珠组成，用于发出600-700nm之间波长的红光；

发光部件承载单元，由灯头、支撑机构组成，用于安装和固定所述的至少20颗红光LED灯珠；

发光设备控制单元，包括发光驱动电路和电源及控制器电路；用于监测和控制所述发光单元的状态；其中，

所述的发光驱动电路设有单片机控制器；所述的至少20颗红光LED灯珠与所述发光驱动电路电连接；所述的发光驱动电路的单片机控制器与所述的电源及控制器电路电连接，并按所述电源及控制器电路的指令驱动所述的红光LED灯珠；

所述的发光驱动电路还设有单片机控制器一和温度采集电路，温度采集电路设有热敏电阻；所述的单片机控制器一通过采集所述的热敏电阻的分压获得所述红光LED灯珠的温度；并在温度超过预设的正常工作温度上限时自动停止LED的驱动输出，直到温度恢复到正常时才能重新启动；

所述的电源及控制器电路中设有单片机控制器二和电源输出回路；所述电源输出回路中串有电阻，用于将电流信号变换成电压信号；所述的电阻两端连接放大器，用于将所述的电压信号放大得到单片机可识别的电压信号；所述的单片机控制器二采集所述放大的电压后计算实际电流值，并在电流超过预设的安全阈值时切断输出，保护整个电路。

2.根据权利要求1所述的红光LED治疗设备，其特征在于：所述的发光设备控制单元进一步设有PC上位机；所述的PC上位机一方面通过有线或无线的方式与所述的单片机控制器实现通讯，所述的单片机控制器将实时获取的实际电流值上传给所述的PC上位机；所述的PC上位机另一方面通过串口与所述的电源及控制器电路通讯。

3.根据权利要求2所述的红光LED治疗设备，其特征在于：所述的发光设备控制单元进一步设有云端服务器。

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