毕业设计（论文）超声波治疗仪器设计.docVIP

摘 要 超声波是频率高于20KHz的机械波，它可由多种能量转换器转变而成。目前，医用超声波的范围多在1～15MHz，是由压电晶体在交变电场作用下发生机械振动而产生。适当剂量的超声照射生物组织可以起促进生长、康复和调节机能的作用。在国内重庆海扶(HIFU)技术有限公司多年来从事超声治疗设备的研制，其海扶刀、海扶妇科超声治疗仪等超声设备一直处在国内的领先地位。此种设备由于精密度高、功能强大，治疗效果明显而受各大医院的青睐。但针对目前流行的家庭治疗，由于其体积大、操作复杂、价格昂贵，很难被家庭采用。目前国内市场上较为流行的针对家庭应用的微型超声治疗仪大多数结构相似，存在着如制作工艺差，自动化程度低，操作繁杂，可调节声功率范围窄，自动保护功能弱等共同缺陷。为此，该课题借鉴美国一种便携式智能型超声治疗设备，研制了一种单片机控制系统，它以T89C51单片机为核心控制部件，对超声波治疗仪的输出量、治疗方式及时间进行精确可靠的控制，使之智能化、小型化，从而在临床治疗中更加安全、有效、方便。 关键词：超声治疗 海扶技术 单片机 开关电源 目 录 摘 要 I 目 录 II 第一章 系统概述 1 1.1 超声治疗概述 1 1.1.1 超声波的产生 1 1.1.2超声治疗的发展过程 1 1.1.3治疗超声的声场描述 2 1.1.4 超声治疗的机理 4 1.2 超声治疗仪的整体设计方案 5 1.2.1 系统主要性能指标预定 5 1.2.2 系统采用的技术手段与系统框架 6 第二章 超能转换器 7 2.1 超声换能器概述 7 2.1.1 超声换能器的发展简史 7 2.1.2超声换能器的主要性能指标 7 2.2 超声压电换能器 9 2.2.1超声换能器的分类 9 2.2.2电致伸缩效应 9 2.2.3 振子振动模式介绍 10 第三章 高频正弦波产生电路的实现 11 3.1 电源技术概述 11 3.1.1 电源技术的分类与应用 11 3.1.2 电源技术的基本内容 11 3.2 开关电源概述 13 3.2.1 开关电源的技术指标 13 3.2.2 开关电源的基本原理 15 3.2.3 开关电源的分类形式 16 3.3 开关电源的基本电路 17 3.3.1 线路低通滤波器和输入整流滤波电路 17 3.3.2 常见的功率变换电路 18 3.3.3 驱动电路 21 3.3.4 开关电源集成控制器的介绍 24 3.4 本系统开关电源的设计与实现 29 3.4.1 高频开关电源的噪声及其抑制 29 3.4.2 系统的设计方案 30 第四章 系统抗电磁干扰的对策研究 31 4 . 1 系统的电磁兼容性试验设计 31 4 . 2 家用和类似用途设备的电磁兼容认证标准及检验项目 32 4 . 3 抗扰度测试仪介绍 32 4 . 4 静电设计及其抑制对策 33 4 .4 .1 静电放电模拟器 33 4 .4 .2 静电的处理方法 35 4 . 5 电快速瞬变群脉冲设计及其抑制对策 36 4 .5 .1 电快速瞬变群脉冲发生器 37 4 .5 .2 电快速瞬变群脉冲实验数据分析 39 4 .5 .3 抑制电快速瞬变群脉冲干扰方法 42 4 . 6 浪涌发生器干扰设计及其抑制对策 43 4 . 6 . 1 浪涌产生的原因 44 4 . 6 . 2 浪涌发生器 44 4 . 6 . 3 浪涌实验数据分析 45 4. 6. 4抑制浪涌干扰方法 48 4. 7治疗仪的EMC测试结果 49 4. 8 本章小结 50 第五章 研究工作的总结 51 5.1 本课题所做的主要工作 51 5.2 相关领域的技术发展动态 51 5.3 系统改进的方向和可能采取的技术手段 52 致 谢 53 参考文献 54 附录1 电路图1 56 附录2电路图2 57 第一章 系统概述 随着计算机软、硬件技术、电子技术及信号处理技术的飞速发展，超声波已在成像无损检测、测距、超声清洗、焊接应力释放、无损探伤、医疗等领域获得了非常广泛的应用。超声波用于治疗主要是利用超声在人体组织中产生的热效应、机械效应等，无创、深入人体病变部位，增强病变部位细胞膜的通透性，加强细胞的代谢功能和活力，改善血液、淋巴液的循环，使其达到治疗、康复、保健、美容的效果。为了使超声波产生足量的内生热效应、机械按摩和理化作用及杀菌功能，必须有足够的超声强度和适当的频率。我们设计的大功率超声治疗仪，其最大声功率可达20W。考虑到操作方便和声头的使用寿命，采用微处理器对声头空载进行检测，具有自动保护和自动恢复功能。 1.1 超声治疗概述 1.1.1 超声波的产生 18世纪，意大利教士兼生物学家斯帕兰扎尼研究蝙蝠在夜间活动时，发现蝙蝠是靠高频率的尖叫来确定障碍物的位置的。这种尖叫声在每秒2万到10万赫兹之间，我们的耳朵对这样频