本實用涉及脈沖治療儀領(lǐng)域,特別涉及一種用于醫(yī)用治療、康復(fù)和預(yù)防或者非醫(yī)用保健、養(yǎng)生和治未病等行業(yè)的髙壓低頻脈沖電子儀器的改進(jìn)。(商業(yè)名為導(dǎo)平治療儀或?qū)奖=x,以下簡稱為儀器)。
背景技術(shù):
本儀器是根據(jù)中醫(yī)“經(jīng)絡(luò)學(xué)說”和現(xiàn)代“生物電子運(yùn)動平衡理論”設(shè)計制造的現(xiàn)代化中醫(yī)治療設(shè)備,是實現(xiàn)針灸、推拿、氣功電子化的科學(xué)儀器,專治各種慢性疾病和疑難病癥,其療效早已獲得衛(wèi)生部門的肯定,1978年產(chǎn)品就通過了有關(guān)專家教授的技術(shù)鑒定,1985年、1987年、1989年各生產(chǎn)企業(yè)分別通過了技術(shù)鑒定,并先后獲得了國家食品藥品監(jiān)督管理局(準(zhǔn))字號醫(yī)療器械生產(chǎn)許可證書。
該儀器的生產(chǎn)商,為了提高治病療效,治愈疑難病癥,30多年來,一直在加大輸出功率,即提高儀器輸出脈沖的電壓幅值,從第一代最大輸出1500伏特,到現(xiàn)在最高電壓幅值已達(dá)5000伏特。
目前該儀器各企業(yè)的市售產(chǎn)品的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn),其輸出的矩形脈沖波形,各家系列產(chǎn)品都規(guī)定在:幅度:0─1000─3000─5000伏特,頻率1─2─10─60赫芝,脈寬0.4─1.6─2.5─10毫秒范圍。
為了獲得數(shù)千伏脈沖高電壓及毫秒級脈寬輸出,往往選用初、次級圈數(shù)倍比高達(dá)數(shù)十倍的低頻硅鋼片脈沖變壓器,次級輸出阻抗選用2萬歐姆的負(fù)載電阻。從而實現(xiàn)了輸出電壓可達(dá)四、五仟伏特的高電壓低頻率毫秒脈寬級的輸出脈沖波。若根據(jù)目前國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的通行方法,即以500歐姆負(fù)載電阻測量時,此時輸出脈沖波形的峰值就降到了200多伏,造成能量的絕大部份都損耗在脈沖變壓器內(nèi)部,即該類儀器的負(fù)載特性極差,傳輸效率極低。這也就是現(xiàn)行市售的該類儀器,都是體積頗大,重量偏重,成本很高,售價較貴,不便攜帶,難于推廣應(yīng)用的癥結(jié)所在。
實用內(nèi)容
本實用的目的在于提供一種用于醫(yī)療保健養(yǎng)生等行業(yè)的髙壓低頻脈沖電子儀器,在保證該類儀器的治療療效的前提下,提高負(fù)載特性,提升傳輸效率,減少負(fù)荷損耗,滿足市場和用戶的需求。
大家都知道,我們設(shè)計的是頻率只有1─10赫芝的超低頻電子儀器,低頻電路使用低頻變壓器是天經(jīng)地義的事情,曾網(wǎng)上咨詢專門設(shè)計制造變壓器工廠的工程師都推薦我們使用硅鋼片鐵芯,據(jù)說適用50赫芝頻率的傳統(tǒng)硅鋼片鐵芯,在1、2赫芝的超低頻時都已經(jīng)很難勝任其工作了(因為沒有適合1、2赫芝超低頻率的鐵芯材料可選)。因而全國同行在30多年的設(shè)計生產(chǎn)中硅鋼片低頻鐵芯始終未變,更不可能去選擇中高頻材料的鐵芯。
為了提高輸出電壓能達(dá)數(shù)千伏,變壓器次級線包圈數(shù)高達(dá)1-2萬圈(因為計算安匝數(shù)很大),為了減小變壓器體積和重量,鐵芯窗口空間的限制,次級線圈的漆包線直經(jīng)約在0.1毫米左右,因線徑細(xì)圈數(shù)多,造成了變壓器次級內(nèi)阻很大,故大部分能量主要損耗在變壓器內(nèi)部,沒能傳輸出去。即從原來5000伏一下降到了200多伏。因為后面電路損耗大,但仍然要求前置電路提供大功率,否則連200伏都實現(xiàn)不了。因此造成了必須使用大電源變壓器、大功率管、大散熱片同時還有大脈沖變壓器的惡性循環(huán)。
大家也知道,根據(jù)電子電路原理,輸出脈沖變壓器輸入輸出阻抗不匹配,是造成傳輸效率低下,波形失真的主要原因。電源變壓器的設(shè)計公式很簡單、很傳統(tǒng)、很成熟,但脈沖變壓器的設(shè)計公式很復(fù)雜并不簡單,而且公式中的許多參數(shù)、系數(shù)、很難確定,它的最后實際性能,不僅決定于鐵芯材料的特性,還決定繞制工藝可能產(chǎn)生的漏磁、漏感等因素,甚至設(shè)計計算的結(jié)果與實際測試的結(jié)果差異甚大。
為了實現(xiàn)上述目的,我們在上述理論指導(dǎo)下做了許多試驗和實驗,找了各種材料的鐵芯,繞了各式各樣圈數(shù)比,不同規(guī)格、不同線徑的變壓器做試驗,經(jīng)過數(shù)十次上百次的試驗,同時也改進(jìn)了前置電路,最后意外的發(fā)現(xiàn),反而選用中高頻的變壓器鐵芯,效果最好。其中中頻鐵氧體材料供貨充裕,售價低廉,是優(yōu)選之一。
同時,因為現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)IEC、國家標(biāo)準(zhǔn)GB、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY對醫(yī)療儀器的安全要求和限制,其中條款要求在500歐姆負(fù)載下,最大輸出峰值電壓的有效值不大于50伏特,每單個脈沖的最大能量不大于300毫焦耳。由于允許峰值電壓的有效值與單個脈沖峰值電壓及脈寬和頻率乘積的開平方成正比;單個脈沖的最大能量與脈沖峰值電壓的平方和脈寬乘積成正比,與負(fù)載電阻阻值成反比,要同時滿足上述二項要求是有一定難度的。經(jīng)過詳細(xì)計算、綜合歸納、去粗取精、舍偽存真、生產(chǎn)實驗和臨床驗證,我們發(fā)現(xiàn)在負(fù)載阻抗大大變小保持500歐姆的情況下,又要保證較大輸出功率,保證療效,應(yīng)該盡量減小脈沖寬度,同時加大幅度輸出,經(jīng)過臨床實踐,脈寬又不能無限制減小,當(dāng)接近0.01毫秒時,已經(jīng)象尖剌一樣,試者有剌痛。通過實踐、測試、臨床驗證,故本實用提出以下具體技術(shù)參數(shù)指標(biāo)。
本實用的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
一種用于醫(yī)療保健養(yǎng)生等行業(yè)的髙壓低頻脈沖電子儀器,包括脈沖變壓器,當(dāng)輸出的脈沖寬度小于等于0.1毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于200伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,輸出的脈沖寬度小于等于0.1毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于300伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,輸出的脈沖寬度小于等于0.1毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于400伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,輸出的脈沖寬度小于等于0.1毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于500伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,當(dāng)輸出的脈沖寬度小于等于0.08毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于200伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,當(dāng)輸出的脈沖寬度小于等于0.06毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于200伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,當(dāng)輸出的脈沖寬度小于等于0.04毫秒,脈沖頻率小于等于10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于200伏特小于4000伏特。
進(jìn)一步的,當(dāng)輸出的脈沖寬度等于0.01─0.04毫秒,脈沖頻率1─4赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于200伏特小于3873伏特。
進(jìn)一步的,當(dāng)輸出的脈沖寬度等于0.01─0.04毫秒,脈沖頻率5─10赫茲,在檢測負(fù)載電阻為500歐姆時,該脈沖電子儀器的最大輸出峰值電壓大于200伏特小于3536伏特。
進(jìn)一步的,所述脈沖變壓器為導(dǎo)磁率和頻率響應(yīng)較高的中高頻材料如鐵氧體鐵芯制成的脈沖變壓器。
進(jìn)一步的,當(dāng)檢測負(fù)載在500歐姆到2000歐姆時,該脈沖電子儀器應(yīng)輸出不存在任何尖剌、尖峰的圓頭或方頭的矩形脈沖波。
綜上所述,本實用具有以下有益效果:
1.由于將脈沖最大寬度從市售常規(guī)產(chǎn)品1─2毫秒以上,降至0.1毫秒以下,故可以將本行業(yè)(低頻治療儀行業(yè))已經(jīng)連續(xù)使用30多年的硅鋼片鐵芯材料的低頻脈沖變壓器改為導(dǎo)磁率較髙的中高頻材料,如鐵氧體鐵芯脈沖變壓器,從而大幅度減小變壓器的體積,減輕變壓器的重量,自然也降低了成本;
2. 由于將輸出阻抗從2萬歐姆降到500歐姆,而保證輸出脈沖最高電壓幅度200伏特起點不變(為了保證臨床療效,把原來的最高電壓幅度終點變成了現(xiàn)在的起點)的情況下,根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)的要求和限制,大幅度提高了后續(xù)終點電壓,甚至到達(dá)4000伏特,因而大幅度提高了負(fù)載特性,加大了有用輸出功率,即明顯提升了功率因素和整機(jī)效率,降低了功耗,去除了大散熱片,大電源變壓器、大輸出脈沖變壓器,可以使整機(jī)體積更小,重量更輕,成本更低。
附圖說明
圖1是本實施例的實用電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
參照圖1所示,一種用于醫(yī)療保健養(yǎng)生等行業(yè)的髙壓低頻脈沖電子儀器,包括電源電路,人機(jī)界面,控制電路,ARM單片機(jī)電路,功放電路,脈沖變壓器,人體平衡輸出電路,動態(tài)實時監(jiān)測電路,報警/切斷電路等組成;其中,ARM單片機(jī)電路與觸摸屏組成人機(jī)界面,患者通過治療菜單選取治療方案,ARM單片機(jī)一方面輸出患者治療所需的信號,此信號去觸發(fā)功放電路,通過功放電路輸出的脈沖頻率小于等于10赫茲,脈沖寬度小于等于0.1毫秒的矩形脈沖,再經(jīng)過鐵氧體鐵芯材料制成的脈沖變壓器,用500歐姆的負(fù)載電阻檢測時,該儀器輸出的峰值從0─200伏至4000伏之間,在實際治療時,由于人體電阻的個體差異性,一般在500歐姆到2000歐姆之間,通過人體平衡輸出電路輸出患者所需的治療波形,該治療波形應(yīng)該是不存在任何尖峰、尖刺的園頭或方頭形矩形脈沖波,(通過實驗尖剌會使患者出現(xiàn)難以忍受的疼痛,功率開不大,故療效下降),與此同時又啟動動態(tài)實時監(jiān)視安全系統(tǒng),對預(yù)設(shè)值的治療數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測,只要超過危險預(yù)設(shè)值立即切斷電路并報警,確?;颊卟皇軅?。
本具體實施例僅僅是對本實用的解釋,其并不是對本實用的限制,本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出修改,但只要在本實用的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。