一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器

1.一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，包括治疗头、支臂、控制装置；控制装置包括功率控制、微处理器、人机对话显示和按键、遥控器发射接收、温度检测装置，其特征在于：治疗头与支臂连接;控制装置可以控制治疗头进行高温段输出，也可控制治疗头进行低温段输出；控制装置能对高温段输出或低温段输出进行转换控制; 高温输出范围在81至
350度，低温输出范围从室温到80度。
2.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于： 可分别对高温输出段范围及低温输出段范围进行调整。
3.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：高温输出段和低温输出段都可以分别对输出温度在其范围内进行连续式或阶梯式调节。
4.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：温度控制是控制装置通过对治疗头的输出功率控制来实现的。
5.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：治疗头与支臂连接，使用中通过调整支臂的距离和方向可调整治疗头的照射距离及方位。
6.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：控制装置通过人机对话的指令，实现以下功能，
（1）对输出温度及时间进行单次或重复使用预设定；
（2）适时设定输出工作的温度及时间；
（3）选择高温输出段或低温输出段工作模式。
7.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：控制装置通过人机对话的指令，可以查看环境温度及工作状态时的各种数据。
8.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：控制装置通过人机对话的指令，实现以下功能，
（1）查看治疗头的累计工作时间及特定电磁波治疗器的累计工作时间；
（2）对治疗头的累计工作时间进行清零处理。
9.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：人机对话的命令给出用以下方式中至少一种方式实现：开关按键方式，即开关按键直接安装在智能控制装置面上；线控开关按键方式，即把按键通过引线牵引出来，使用者把按键拿在手上给出工作命令；遥控按键方式，使用者用遥控器操作给出各种指令让治疗器完成各种任务。
10.根据权利要求1所述的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其特征在于：通过存放在控制装置中的功率-时间-温度曲线，修正治疗头的输出功率温度惰性偏差。

一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器\n技术领域\n[0001] 本发明涉及治疗头与支臂连接的特定电磁波治疗器及类似产品，具体涉及一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器。\n背景技术\n[0002] 特定电磁波治疗器是一种通用的医疗保健设备，在医疗机构及家庭中使用较为普遍。\n[0003] 特定电磁波治疗器在使用中会产生一定的热能，不同的人、不同的环境以及使用时间长短的不同，对热能的需要即温度的需求都不一样。现有的治疗头与支臂连接的特定电磁波治疗器没有温度调节控制装置，难以对特定电磁波治疗器产生的温度进行有效控制。现有的治疗头与支臂连接的特定电磁波治疗器只有高温输出，输出温度大约350度，使用时被照射皮肤与治疗头必须要间30cm-40cm的距离，以免出现烫伤等不良后果。这种高温输出的特定电磁波治疗器，由于治疗头与被照射皮肤有较大距离，所以存在着治疗头发出的电磁波容易受到外界干扰，而且治疗头发出的能量由于距离的间隔，也不集中，不利于治疗器的使用。\n[0004] 为改进远距离照射缺陷，出现了低温输出的特定电磁波治疗器。这些治疗器的治疗头没有支臂连接，大都采用了变压器降压后，用直流电源对治疗头进行加热而得到低功率输出，从而得到低的温度输出，使用者可以贴近皮肤使用。这种低温输出治疗器使用时需要把治疗器搁置或捆绑在治疗部位，有些需要治疗的部位无法进行搁置或捆绑，使用范围受限，且不方便；同时由于治疗头紧贴人的身体，容易造成人体皮肤灼伤，存在一定的安全风险。\n发明内容\n[0005] 针对上述现有特定电磁波治疗器不足，本发明旨在提供一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，这种高、低温度都可使用的特定电磁波治疗器，操作方便，对各种部位都能进行照射，使用范围广泛。\n[0006] 本发明的创新点体现如下：\n[0007] 1.本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，可以进行高温输出，也可进行低温输出；高温输出范围大约在81至350度，低温输出范围大约从室温到80度；\n高温和低温输出都可以分别对输出温度在其范围内进行连续式或阶梯式调节，以满足不同人群不同情况的使用需要。在高温输出和低温输出时，根据需要其治疗头治疗头与被照射面的距离可以调整。\n[0008] 2.本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，在高温输出时，治疗头与被照射面需要保持大约30cm-40cm的距离，以免发生烫伤等意外。\n[0009] 3. 本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，在低温输出时，治疗头与被照射面可以贴近或保持很近的距离使用，治疗头能准确的对准照射面进行照射。\n由于治疗头与支臂有连接，使用中能通过调整支臂的距离和方向方便地调整治疗头的照射距离及方位，对需要的各个部位进行照射，扩大了特定电磁波治疗器低温输出时使用范围，避免了无支臂连接的特定电磁波治疗器低温输出时，需捆绑式使用的烫伤风险，提高了使用的安全性。\n[0010] 4.本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其温度控制是通过对治疗头的输出功率控制来实现的，通过对辐射治疗头的加热器的输出功率控制，达到控制治疗头输出温度的目的。\n[0011] 5.本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，通过智能控制装置对高温输出或低温输出进行转换控制，同时可分别对高温输出及低温输出范围内的需要的温度变化进行调节。\n[0012] 6. 本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其智能控制装置包括微处理器及其外围部件，通过人机对话的指令可选择高温或低温输出及适当的温度，还可对其温度范围内的输出温度进行单次或多次使用设定。\n[0013] 7本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其智能控制装置的微处理器通过存放在其中的功率-时间-温度曲线及其外围部件及软件，能够对特定电磁波治疗器的温度惰性偏差进行修正；还能够检测出环境温度对输出温度的影响并进行修正，使输出温度保持在某一设定范围内，即能够对输出温度进行自动控制。\n[0014] 8.本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，使用者除了能够对使用温度进行设定外，还能够自行设定单次或多次使用时间，自己选择是否对环境温度的影响进行修正，查看治疗头的累计使用时间及治疗器的累计使用时间，还可对治疗头的累计使用时间进行清零处理，以方便使用者在治疗头更换以后重新开始记录使用时间。\n[0015] 9.本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其人机对话的显示屏能够显示所设置和查看的各种数据，还能观察到使用时的环境温度以及治疗器的工作状态等。人机对话的命令给出可以是开关按键方式，即开关按键直接安装在智能控制装置面上；也可以采用线控开关按键方式，即把按键通过引线牵引出来，使用者把按键拿在手上给出工作指令；还可以采用遥控按键方式，使用者用遥控器操作给出各种指令让治疗器完成各种任务。\n[0016] 本发明所提供的一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其控制装置包括功率控制单元、微处理器单元、治疗头辐射加热单元、人机对话的工作显示单元和按键单元、遥控器发射接收单元、温度检测单元等。工作过程简单描述如下：\n[0017] 交流电源输入到功率控制单元1，辐射治疗头单元2与功率控制单元1的输出连结，微处理器单元3与功率控制单元1的连结，控制其输出功率的大小，微处理器单元3与工作状态显示单元4连结，将相关参数送往显示屏予以动态显示。图1为系统框图，图7及图8的软件放置于微处理单元内。\n[0018] 遥控器发射单元5将无线发射信号发射出去，遥控器接收单元6接收遥控器发射单元5的无线发射信号后送往微处理器单元3，微处理器单元3，经过运算处理后输出指令执行相关动作。如图1、3所示。\n[0019] 温度传感器7安装在辐射治疗头外围，以保证使用安全，温度传感器7检测辐射治疗头治疗头外围安全温度数值并将检测数值实时送入微处理器单元3，微处理器单元3 智能处理后发出指令给功率控制单元1及时调节输出功率大小，保证辐射治疗头外围安全温度始终恒定在安全治疗温度之内，图2为温度采集框图，图3为温度控制框图。\n[0020] 微处理器单元3分别接收来自线控键盘8、遥控器接收单元6及操作面板10的信号经运算处理后一路送往控制单元1控制输出功率大小；一路送往工作状态显示单元4予以显示相关参数；一路送往语音单元9对超温度及治疗时间予以声音播报，图1、3、6为输入输出控制框图。\n[0021] 治疗人员可以通过线控键盘8输入需要治疗的温度数值及治疗时间长短，温度数值及治疗时间可以任意调整，如图3所示。\n[0022] 治疗人员可以通过遥控器5输入需要治疗的温度数值及治疗时间长短，温度数值及治疗时间可以任意调整，如图3所示。\n[0023] 治疗人员可以通过特定电磁波治疗器的操作面板10输入需要治疗的温度数值及治疗时间长短，温度数值及治疗时间可以任意调整，如图5所示。\n[0024] 更进一步：治疗人员可以通过线控键盘8、遥控器5及特定电磁波治疗器的操作面板10上面的工作模式按键选择高温治疗或低温治疗。\n[0025] 操作面板10上面设有温度设置调节按键、时间设置调节按键、工作模式选择按键、电源总开关及液晶显示屏。\n附图说明\n[0026] 图1：一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器系统框图\n[0027] 图2：温度采集电路原理框图\n[0028] 图3：温度控制电路原理框图\n[0029] 图5：无线遥控、键盘及工作面板与微处理器连接原理框图\n[0030] 图6：液晶显示器微处理器连接原理框图\n[0031] 图7：主程序软件流程图\n[0032] 图8：遥控器控制软件流程图\n[0033] 图9：为高温输出时照射距离示意图\n[0034] 图10：为低温输出时照射距离示意图\n具体实施方式\n[0035] 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。本发明采用数字温度传感器DS1820实时采集辐射治疗头温度数据送入STK6031微处理器芯片，使用者可以通过线控键盘、操作面板和无线发射5(遥控板)输入预置温度数值和治疗时间长短，STK6031微处理器芯片根据数字温度传感器DS1820实时采集的温度数值和线控键盘、操作面板和无线发射5（遥控板）其中任一输入预置温度数值进行比较，采用PID（比例积分微分）算法输出PWM控制信号给功率控制单元，对辐射治疗头的加温功率进行自动调整，使之温度始终恒定在预置温度范围内，采用HJI2864M-1图形点阵液晶显示器实时显示辐射治疗头温度高达和治疗时间长短，采用语音对超温和治疗时间予以提示。\n[0036] 图1是一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器框图，工作过程如下：输入交流电源送入功率控制单元1，辐射治疗头2与功率控制单元1的输出相连接，功率控制单元1输出功率大小决定了辐射治疗头2温度的高低；对于温度的控制本发明采用了以下技术：本实用新型例采用了三种人机通信模式，即线控键盘8、操作面板10和无线发射5（遥控式）与微处理器3进行通信。\n[0037] 1.通过线控键盘8输入设定治疗头外围安全温度值给微处理器3，通过微处理器3发出指令到功率控制单元1对辐射治疗头2进行加温，同时在显示单元4给予实时显示，温度传感器7采集辐射治疗头外围安全实时温度，微处理器3一秒一次扫描温度传感器7采集辐射治疗头外围安全温度信号，并将此信号与设定治疗头外围安全值温度信号相比较，输出PWM调功信号给功率控制单元1调整其输出功率大小，使得辐射治疗头外围安全温度始终保持在设定外围安全温度范围之内。线控键盘8可以通过加减按键随意提高或降低温度设定值。\n[0038] 2.通过操作面板10输入设定治疗头外围安全温度值给微处理器3，通过微处理器3发出指令到功率控制单元1对辐射治疗头2进行加温，同时在显示单元4给予实时显示，温度传感器7采集辐射治疗头外围安全实时温度，微处理器3一秒一次扫描传感器7采集辐射治疗头外围安全温度信号，并将此信号与设定治疗头外围安全值温度信号相比较，输出PWM调功信号给功率控制单元1调整其输出功率大小，使得治疗头外围安全的温度始终保持在设定温度范围之内；操作面板10可以通过加减按键随意提高或降低温度设定值。\n[0039] 3.通过无线发射5（遥控板）输入设定治疗头外围安全温度值给微处理器3，通过微处理器3发出指令到功率控制单元1对辐射治疗头2进行加温，同时在显示单元4给予实时显示，温度传感器7采集辐射治疗头外围安全实时温度，微处理器3一秒一次扫描温度传感器7采集辐射治疗头外围安全实时温度送来的温度信号，并将此信号与设定治疗头外围安全值温度信号相比较，输出PWM调功信号给功率控制单元1调整其输出功率大小，使得治疗头外围安全温度始终保持在设定温度范围之内；无线发射5（遥控板）可以通过加减按键随意提高或降低温度设定值。\n[0040] 4.高低温转换控制开关是本发明的一个亮点，在线控键盘8、操作面板10和无线发射5（遥控板）上面设有此开关，在高低温转换控制开关置于高温位置时，如果温度范围是0℃到100℃，那么温度调节控制范围为0%-100%，即温度调节控制范围就是从0℃到100℃范围内任意调节；在高低温转换控制开关置于低温位置时，温度调节控制范围为0%-40%，那么温度调节控制范围就是从0℃到40℃范围内任意调节，也就是说在高低温转换控制开关置于低温位置时，辐射治疗头的最高温度将保持在40℃，辐射治疗头与被照射皮肤可以贴近或保持很近的距离使用，使辐射治疗头的照射能准确的对准病灶位置，提高治疗效果。\n[0041] 在图1语音单元9与微处理器3连接，当治疗时间完成后语音单元9会发出提示声音予以提示；当电磁波治疗器因一些意外因素出现温度升高超过设定温度，语音单元9会发出警报声予以警示。\n[0042] 图2是温度采集原理框图，温度传感器采用的是美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820，它是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。它具有零待机功耗，测温范围为-55℃+125℃，以0.5℃递增，它无需外部器件，使用极其方便，稳定可靠。\n它有3个管脚GND为接地线，DQ为输入输出接口，通过上拉电阻R1与微处理器P4.0口相连，VDD为电源，电源范围DC3.0V-5.5V,在图2中温度传感器DS1820负责对辐射治疗头温度进行采集并转换为数字信号直接送微处理器进行处理，无需再进行A/D转换。\n[0043]  图3 是温度控制电路原理框图，温度控制电路利用数字温度传感器DS1820与STK6031微处理器芯片连接，由软件与硬件电路配合来实现对辐射治疗头的实时控制及超出设定的上下限温度的报警系统。STK6031微处理器芯片是新一代增强型8051单片机，管脚与标准8051兼容。\n[0044] 本发明采用了PID（比例积分微分）算法来实现辐射治疗头加热和散热，利用PWM（脉冲宽度调制）控制加热和散热时间。脉冲宽度调制是一种模拟控制方式，其根据相应载荷的变化来实现可控硅导通时间的改变，从而实现电源输出的改变。这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定，是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。\n[0045] 在图3中由数字温度传感器DS1820检测辐射治疗头温度送往微处理器的P4.0口，用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器内部一个单元作为最后检测信号，并在液晶显示屏中显示。微处理器是用PID算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出PWM控制信号给功率控制单元，去调节辐射治疗头温度的加热功率，从而控制辐射治疗头温度。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰性能强等优点。\n[0046] 图3中微处理器STK6031的P1.0口输出PWM温度控制信号，由光电耦合器MOC3041（光电耦合器）和可控硅SCR组成数字开关电路，其中光电耦合器MOC3041是常用双向可控硅输出的光电耦合器，传统的方法都是采用移相触发的可控硅，通过控制可控硅的导通角来达到控制功率大小的效果，不仅同步检测的电路非常的复杂，而且会在可控硅导通瞬间产生高次谐波干扰，本发明采用过零触发可控硅管导通以及关断时间的比值来调节功率的大小，过零触发不会改变电压的波形也就不会对电网产生干扰。MOC3041芯片内部包含过零检测的电路，在输入的电流为15mA的时候，内部的双向可控硅开始导通，从而开始触发外部可控硅导通，在输入的电流为0的时候内部的双向可控硅截止，外部可控硅同时也关断。同时光电耦合器MOC3041也起着将微处理器系统与可控硅SCR电路隔开，避免在高压过程中的干扰信号影响微处理器的运行。可控硅SCR的作用是相当于一个数字开关，使之可以控制加载在辐射治疗头的电压高低，从而控制辐射治疗头功率大小，以实现对辐射治疗头温度的实时控制。\n[0047] 在图3中可以看到使用者可以通过线控键盘、操作面板、无线发射（遥控器）输入设定温度值和治疗时间给微处理器，实现多种人机对话方式，方便不同使用人群和环境。\n[0048] 液晶显示屏是人机对话的眼睛，使用者在通过线控键盘、操作面板、无线发射（遥控器）输入设定温度值和治疗时间时，液晶显示屏给予同步显示，在工作过程中实时显示当前辐射治疗头温度和治疗时间，极大方便了使用者。\n[0049] 图4是无线遥控电路原理框图，本发明采用了PT2262/2272遥控芯片，PT2262/2272遥控芯片是台湾普城公司生产的一种CMOS工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，是日前在无线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT2262/2272最多可有12位（A0-A11）三态（悬空，接高电平，接低电平）地址设定管脚，任意组合可提供531441个地址码。\nPT2262最多可有6位（D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17脚（Dout）串行输出，可用于无线遥控和红外遥控电路中。\n[0050] 图4的上半部是采用PT2262为核心的发射电路，1到6脚(A0-A5)共6根线为地址线，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态，TE脚发射使能端，低电平有效，芯片15脚和16脚外接振荡电阻Ral，决定振荡的时钟频率。芯片数据脚7脚、8脚、10脚、11脚、12脚、13脚外接输入按键，芯片17脚是数据输出，当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，编码后的数据从此脚输出到高频发射电路发射出去。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字。\n[0051] 图4的下半部都是采用PT2272为核心的接收电路，PT2262发出的编码信号经接收头接收后送入解码芯片PT2272的14脚，解码芯片PT2272接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚才会有输出。芯片15脚和16脚外接振荡电阻Ra2，决定振荡的时钟频率，Ra1和Ra2必须配对使用。芯片14脚（DI）:脉冲编码信号输入端。芯片17脚(VT):输出端，接收有效信号时，VT端由低电平变为高电平。微处理器的P1.7端口检测到VT的电平变化后开始查询四位端口P1.3-P1.6的状态数据，此状态数据经微处理器运算分析后发出指令执行相应动作。\n[0052] 图5 是键盘及工作面板与微处理器连接原理框图，键盘在微处理器应用系统中能实现向微处理器输入数据、传送命令等功能，是人工干预微处理器的主要手段。本实施例采用了线控键盘和工作面板两种键盘输入方式，线控键盘和工作面板两种键盘采用矩阵式按键接口与微处理器通信，按键设置在行列线交叉点上行列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到正V上，微处理器的I/O口与矩阵式按键的行列线交叉点连接，平时无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有键按下时，行线电平状态将由与此行相连的列线电平决定。列线电平如果为低，则行线电平为低，列线电平如果为高，则行线电平也为高，这是识别矩阵键盘按键是否按下的关键所在。图中二极管D5a_D5i组成与门陈列，防止线控键盘和工作面板两种键盘的相互干扰。\n[0053] 图6是液晶显示器微处理器连接原理框图，本发明采用的HJ12864M-1图形点阵液晶显示器，显示分辨率为128X64，内置中文字库，总共提供8192个16X16点阵的汉字和128个\n16X8点阵的字符。它可以提供三种传输模式，分别是8位并行模式、4位并行模式和串行模式。在图中液晶显示屏的数据口DB0-DB7与微处理器的P0.0-P0.7口连接，液晶显示屏的E脚是使能信号脚；R/W脚是读写控制脚；RS是控制脚，当RS=H时显示数据，当RS=L时接受控制指令；RET脚是复位脚，在低电平时复位，上述脚分别与微处理器的P3.0-P3.3口相连接。\n[0054] 图7是主程序软件流程图。\n[0055] 图8是遥控器控制软件流程图，其它子程序流程图从略。\n[0056] 一种可控高低温输出的特定电磁波治疗器，其软件部分由主程序、计时时间累计存储子程序、中断子程序、按键处理子程序、无线接收处理子程序、液晶显示子程序和报警处理子程序多部分组成。计时时间累计存储子程序，主要用于治疗时间及存储。中断子程序为了保障整个软件程序在运行时可以达到中断，从而使系统进一步达到完善。系统的按键子程序，主要是通过人为的对外部按键的控制来调节系统的温度及时间，从而实现系统对温度和时间的手动和自动控制。系统的液晶显示子程序，主要是通过对传输过来的信号进行显示，给操作者提供提示，以达到为本系统提供对温度和时间的显示和监控的目的。无线接收处理子程序，主要是通过遥控器的控制来调节系统的温度及时间，从而实现系统对温度和时间的手动和自动控制。报警处理子程序，主要对超温和治疗时间予以警示。\n[0057] 图9是高温输出时照射距离示意图。\n[0058] 图10是低温输出时照射距离示意图。\n[0059] 显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明部分实施案例，而不是全部的实施案例，不能认定本发明的具体实施只局限于这些案例说明，对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。