HOP-100型半导体激光手术刀.doc

一、 概述HOP100型半导体激光手术刀，采用世界先进的半导体激光技术，以具有创新的优良设计，使其具有独特的优良性能，能准确而便捷地完成多种激光医疗手术操作。二、技术参数a） 使用电源：220V/50Hzb） 工作方式：连续方式或间断脉冲工作方式c） 显示方式：彩色液晶显示d） 整机功耗：小于800We） 激光工作介质：半导体GaAlAsf） 激光波长：830nm或980nmg） 光斑直径：小于0.6mmh） 数值孔径：NA=0.22i） 输出功率：0-30W可调j） 功率不稳定度：5%k） 指示光：650nm红色半导体激光2mWL） 所属类型：I类B型三、设备总体组成HOP-100型半导体激光手术刀由大功率半导体激光器、触摸屏、电路板、半导体制冷装置、电源模块、脚踏开关等部分组成。1、激光模块组件包含主激光器、指示激光器、温度传感器、激光功率传感器、医用激光光纤等。2、半导体制冷装置由TEC制冷器、散热器和风扇组成。3、电子电路有主控电路板、电流开关板、液晶显示触摸屏及控制板。4、电源模块有向激光器提供大电流的主电源、电子电路用的多路电源及供致冷器用的可控及功率电源。5、装有彩色液晶显示触摸屏、状态指示灯、钥匙式电源开关、紧急激光终止器、IC卡等。6、装有激光光纤连接器，以及选配件微型打印机。四、功能及性能技术指标1、性能技术指标1.1激光性能1.1.1主激光性能主激光是实施手术工作的激光。激光波长为830nm，功率不稳定度5，最大输出功率为30W，功率连续可调。1.1.2指示激光性能 指示激光是示踪主激光输出方向位置的能量极小的激光。波长为635670nm，功率小于2mw。1.2电源交流220V10%电源频率50Hz1Hz功耗800W1.3外形尺寸及重量2显示及输入控制操作功能2.1显示功能 液晶显示屏开机显示公司徽标画面、安全警告画面、再进入工作画面。工作画面键区包括：激光输出功率设置值、激光输出方式选择、脉冲宽度设置、脉冲间隔设置、工作参数五种模式选择及保存、调看系统信息画面键、能量/次数显示切换键、能量/计数值（隐含）清除键、指示光开关切换键、输出激光提示声开关切换键、增大键、减小键、工作状态转换键及小系统信息（隐含）显示区等。点击系统信息键，可进入系统信息画面。系统信息画面包含激光性能说明，激光器的供电电压和电流参数，激光器的检测温度、激光器的工作时间累计，输出激光能量累计，输出的激光次数累计，实测输出激光功率等。系统信息画面上的测功按键，可使系统进入测功状态。返回键，使系统信息返回到工作画面。 关机时，显示关机画面。面板上LED灯指示电源及当前工作状态。左绿色灯为待机状态，右绿色灯为准备状态，黄色灯为激光输出状态。2.2输入控制功能钥匙开关，控制交流220V电的连接与断开。紧急保护按键，控制在非常事件发生时，紧急切断主电路板电源，立刻停止主激光输出。脚踏开关作用:准备状态或测量激光功率状态下，踏下脚踏开关而使激光输出，抬起脚踏开关，停止激光输出。系统参数的设置、参数的保存及打印、参数的调出、方式设置、状态转换等均通过触摸屏完成。在待机状态，触摸屏共有19个模拟按键： 信息系统键:点击时，转入信息系统画面。 模式键1到5:点击时，指定模式，调出该模式的设置参数。保存:点击时，保存设置参数到指定模式，并且打印该模式的参数。功率（含整数部分和小数部分）、脉冲宽度、脉冲间隔是可指定的设置参数。其参数值的增大或减小，通过增大键或减小键来进行。脉冲方式:点击时，可切换为单次方式、连续方式或脉冲方式。方式也是模式参数。待机状态:点击，可进入准备状态。在准备状态和激光输出时，点击显示屏中任何处，都是返回到待机状态。提示声开（关）: 点击时，打开或关闭输出激光时的鸣声。指示光开（关）: 点击时, 打开或关闭指示激光。能量/次数显示切换键:点击时，可切换显示输出激光能量累计/脉冲次数累计。清零能量/次数显示:点击六位计数器的个位时，清除能量及次数的累计值。2.3操作2.3.1工作状态及其转换。该激光手术刀有三种工作状态：待机状态、准备状态和激光输出状态。开机正常后，进入待机状态，绿色指示灯亮。在待机状态下，可进行各功能键操作。踏下脚踏开关时，不输出激光。在待机状态下,如点击待机状态，当功率值为00.0W，则无变化；当功率值不为00.0W，则进入准备状态。若指示光开，则输出指示激光。根据国标规定，此过程需2秒以上时间。在准备状态，点击触摸屏任意处，就回到待机状态。在准备状态下，踏下脚踏开关就进入激光输出状态。依照设定的方式和设置的功率、脉宽、间隔，发出相应的激光。此时面板亮黄色指示灯。（注：单次方式下，只在发激光期间，亮黄色指示灯。）在激光输出状态下，点击触摸屏任意处，也返回到待机状态。在激光输出状态，抬起脚踏开关，就返回到准备状态。2.3.2工作模式参数设置，调出，保存及打印。在待机状态下，选定并点击某一模式，则调出该模式参数。这些参数包含输出激光功率值，输出方式、脉冲宽度和脉冲间隔。输出功率设置范围在00.0W到30.0W之间。先点击功率数字整数部位，再通过按增大键或减小键，将以每次1W的间隔变化设置值；先点击功率数字小数部位，再通过按增大键或减小键，将以每次0.1W的间隔变化设置值。激光输出方式，通过点击方式处，可切换设置三种方式：脉冲方式、单次方式、连续方式。在脉冲方式下，踏下脚踏开关，则输出设定的宽度和间隔的脉冲式激光，抬起脚踏开关，则停止激光输出。在单次方式下，每踏下一次脚踏开关，则输出设定宽度的连续激光一次。若踏下时间短于设定宽度，抬起脚踏开关后，也停止输出激光。抬起脚踏开关后，再踏下脚踏开关，才能再输出设定宽度的激光一次。在连续方式下，踏下脚踏开关，则输出连续激光；抬起脚踏开关，则停止输出激光。脉冲宽度共有13种设置，其为：10ms,30ms,50ms,100ms,200ms,300ms,500ms,1s,1.5s,2s,3s,5s和10s。通过点击脉冲宽度键位，再按增大键或减小键来选定相应值。脉冲间隔共有11种设置，其为：0.05s,0.1s,0.2s,0.3s,0.5s,1s,1.5s,2s,3s,5s和10s。通过点击脉冲间隔键位，再按增大键或减小键来选定相应值。以上参数设定后，点击保存键，则新参数将保存于当前选定模式（同时打印）。通过重复以上调出、设置、保存三个过程操作，可完成五个模式的参数，设定和保存（同时打印）。在待机状态下，点击某一模式，就可调出原先保存的某一设置模式，也可再修改设置值，点击保存键，模式重新保存。当前显示的参数值，就是工作状态下，输出激光的参数。2.4系统信息系统信息包含系统的状态，参数和故障的显示。在系统信息键上方，有显示系统状态或故障的短消息栏。点击系统信息键位，进入系统信息画面，可见到系统信息参数。短消息栏随时显示异常或故障。有“IC卡故障”、“光纤连接故障”、“模块电压过高”、“模块温度过高”、“检测激光模块”、“激光管过电流”、“实测功率过高”、“实测功率过低”等显示。对于配备了检测激光输出功率装置的设备，设置连续方式，输出功率大于8W，将输出激光的光纤，对正插进检测激光输出功率装置的孔中，短消息栏显示“实测功率合格”，表明激光输出功率合格。系统信息画面显示激光管性能参数、激光器电源的电压，通过激光管的电流、激光器的工作温度、累计的激光器工作时间、输出的能量、发出激光的次数、在线检测输出激光功率等。开机启动后，系统检验IC卡正确性；若不正确，则报“IC卡故障”；系统工作时，若光纤连接不到位，则报“光纤连接故障”；系统开机时，对激光模块致冷，这时显示“检测激光模块”，同时，状态栏显示“系统检测”；系统工作时，模块温度超过允许工作温度，则报“模块温度过高”；激光发送时，激光管电流超过最大允许值，则报“激光管过电流”；激光发送时，实测输出激光功率与设置功率差值超过20时，相应报“实测功率过高”或“实测功率过低”。3致冷和散热激光模块输出激光时，工作温度允许值为15/30。激光模块备有半导体致冷器。致冷器功耗2150W，两组致冷器以15V并联供电。本系统为致冷器配备专用电源。通过控制该专用电源的接通或断开，使致冷工作或暂停工作，以使激光器的温度维持在工作温度范围内。当检测到激光器温度高于30时，停发激光，保持致冷；当检测激光器温度降低到20时，才可重发激光。致冷器的聚热面紧贴大功率专用散热器。该散热器是本公司自行研制，并以两组27.5W风扇排风散热，使致冷和散热达到系统正常运行的温度要求。4关机41正常关机在开机运行时，逆时针旋转钥匙开关，进入正常关机。当正常关机时，停止激光输出，同时也停止半导体致冷器工作。这时，如果散热器温度过高，系统自动继续散热以保证激光器不会温度。42紧急关机当激光输出失控时，立即按下前面板上的紧急停止激光输出按键，则立刻停止激光输出，并完全断电关机。不是失控时，不应当用紧急关机，以免损伤机器。5故障显示及处理5.1 IC卡故障。只有插入正确的IC卡，才能清除“IC卡故障”显示，进入正常待机状态，消除“IC卡故障”显示。5.2激光模块检测。若环境温度高，开机后，需经片刻致冷时间，在激光模块降温到工作温度范围内时，进入正常待机状态，消除“激光模块检测”显示。5.3光纤连接故障。在准备状态下或激光输出时，一旦光纤连接不良或脱开，均立即停发激光，返回到待机状态，并显示“光纤连接故障”。只有使光纤正确连接好，才能进入正常工作状态，消除故障显示。5.4模块温度过高。在待机和准备状态下，当模块温度高于30时，显示模块温度过高，蜂鸣4秒10声，转入系统信息画面，显示实测温度。若温度长时间不降到正常工作温度（2024）范围内，可能是致冷系统有故障，需报修。在激光输出时，显示模块温度过高。这时也停止了激光输出，并退到准备状态，通过致冷、蜂鸣、测温循环，一直到降温达20时，才清除“模块温度过高”显示，转入进行激光输出操作。出现此情况时，最好降低工作环境温度，以免反复产生这种情况。5.5模块电压过高。当检测模块的施加电压超过允许值时，立即转入待机状态，显示“模块电压过高”，鸣4秒10声，转入系统信息画面，直接显示电压值。若电压值确实高于允许最高值，必须报告检修；若电压值正常，可返回待机状态，继续工作。5.6激光器保护程序，激光输出状态时，当检测激光管的电流超过允许值（最大值45A）时，系统可即刻停止激光输出并返回到待机状态，显示激光管过电流”。重新启动激光。若未再出现“激光管过电流”，则可正常工作。若再出现“激光管过电流”，应暂停输出激光，向厂家报修，以免损坏激光器。5.7实测功率偏高和实测功率偏低。在单次方式和连续方式下，激光输出时，在线实测输出激光功率。当功率设置值不小于8W时，若实测值与设置值偏差大于20，则相应显示“实测功率偏高”或“实测功率偏低”。若连续保持显示，应当报告检修。6测功操作在待机状态，点击系统信息键位，就进入系统信息画面。系统画面有返回键和测功键。点击返回键，则返回到待机状态画面。点击测功键，则进入测功操作状态。这时踏下脚踏开关，激光模块将以待机状态下设定的功率值，以连续方式“输出激光”。可观测显示的实测功率值、主激光管电流值、电压值等。此功能既用于系统检测，也用于调试主控电路板上的测试电路、标定电压、温度、电流和功率。再点击测功键，则退出测功状态。按返回键，同时也退出测功状态。五、 工作原理HOP100型半导体激光手术刀是通过人机介面操作和电控，输激光，再实施医学手术的。HOP100激光刀总电原理图，全面表示了人机介面操作和电控的工作原理。输入信号：触摸屏信号、IC卡数据、传感器信号、开关按钮信号、时钟信号。输出信号：显示信号、电流强度控制信号、脉冲宽度和间隔控制信号、电源通断控制信号、保护控制信号、状态信号、打印输出。CPU主控板完成输入信号到输出信号的转换。电源控制板和激光器电源板完成高压交流小电流到低压直流大电流的转换。 图1 HOP100激光刀总电原理图电路和程序中多层次的安全保护控制设计，保障仪器内激光模块免受温度、电流、电压超允许范围工作而损伤或损坏。六、包装贮运条件序号名称贮运条件运行条件1环境温度范围-15-5510-302相对湿度范围93753大气压力范围500hPa - 1060hPa860hPa - 1060hPa七、维护与保修1.1用户严格按照本说明书的要求正常使用，无需特殊维护，如发生故障，及时与本公司联系由专业人员提供售后服务，请勿自行拆卸，避免可能出现的有害激光辐射的发生。1.2保险丝的更换:在所有机型的电源插孔处，均有电源保险，将保险座拔出后即可更换，每台治疗仪均有备用保险丝。13在出现如下情况时，请将机器的电源断开，并联系专业维修人员。a） 当机器有任何故障报警时。b） 当电源线或插头破损时。c） 如果机内有异物或液体进入时。d） 如果按照操作说明操作机器却不能正常工作时，按说明书操作进行调节仍不 能正常工作时。 e） 如果机器从高处坠落或其他原因而损坏时。f） 当机器的动作出现异常的现象时，应及时请维修人员进行检查。14本公司为所有机型提供一年的免费保修。本产品从出厂日期起两年内（使用期一年），非使用人为造成的工作