现代设计方法小论文雾化理疗仪

1、word雾化理疗仪摘要理疗是利用人工或自然界物理因素作用于人体，使之产生有利的反响，到达预防和治疗疾病目的的方法。超声波雾化器利用电子线路产生1.7MHz高频振荡脉冲，引起陶瓷雾化片的高频谐振而产生轴向机械共振变化，这种机械共振变化再传输到与其接触的液体，使液体外表产生隆起，并在隆起的周围发生空化作用，雾化器利用发生在水和空气之间的空穴爆炸将空穴周围的水粉碎成13m的微粒，于是水面产生水雾。水雾浸入到皮肤内促使炎性致病介质和代谢产物排出，迅速消除或改善临床病症。关键字：雾化器；控制；超声波；温度.1.产品背景和现状 中医外治法是运用非口服药物的方法，通过刺激经络，穴位，皮肤，粘膜，肌肉，筋骨等

2、以到达防病治病的一种传统中医学疗法。物理因素通过对局部的直接作用，和神经、体液的间接作用引起人体反响，调整血液循环，改善营养代谢，提高免疫功能，调节神经系统功能，促进组织修复，因而消除致病因素，改善病理过程，到达治病目的。而现在利用人工物理因素治疗疾病越来越普及，方法也越来越多。常用人工物理因素有电、光、声、磁、温度和机械力等。随着电子技术的开展电子理疗仪的技术越来越成熟。本产品就是一款电子理疗仪。本产品就是利用超声波雾化技术来实现中药雾化透皮法，已到达治疗偏头痛的目的。中药雾化透皮法是在传统中医"熏蒸疗法"的根底上开展起来的新型产物，中药雾化是在物理温热作用下产生的，在某

3、一空间中使药物离子特性作用于皮肤，又有温热作用，使皮肤附属器汗腺、毛囊、皮脂腺开放，促使炎性致病介质和代谢产物排出，增加药物穿透、吸收的通道，加速提高中药雾化离子透皮成效，较迅速消除或改善临床病症；同时药物与温热双重作用于全身皮肤，组织温度升高，促使毛细血管扩张，血流加快，以及促凝与抗凝，纤溶与抗纤溶的双向作用，降低血粘度、降低红细胞聚集性，改善血循环，新陈代谢旺盛，提高组织的再生能力。因此要想到达透皮法的要求，必须使身体和药物有着充分的接触，而且最好是在密闭的空间中同时温度到达一定值。现在的雾化理疗仪多是用于呼吸道疾病的治疗，都是通过沿软管喷出，直接由口鼻吸入。而且在对温度和湿度的控制精度也

4、没有到达雾化透皮法的要求。因此我们自主研发了这台雾化理疗仪。这台仪器使用的是超声波雾化方式，在由单片机控制各种信号，最后将药物通过空气保温管送到耳部进行雾化透皮疗法。这样对治疗偏头痛效果非常明显而且在短期时间内就能看到效果，能防止再次复发。2.本产品的设计和简介本产品由雾化器，风动装置，变压加热装置，管道连通部件，治疗耳套，检测和控制六大局部组成的。在设计之初，考虑了两种雾化方法。一种是电热式雾化器，一种是超声波雾化器。首先我们考虑的是电热式雾化器。采用蒸气雾化方式，利用发热体将水加热至沸点，产生水蒸气释放到空气中。是技术最简单的雾化方式。但是耗电量大，雾化范围小，易产生水垢。最重要的是它喷出

5、来的水蒸气是炽热的，不能直接接触耳部需要冷却。因此要考虑冷却方式，但当温度降低时，雾气就在空气中凝结成小水珠附在管壁或容器壁上。雾化量大量减少，雾化效果不明显。而超声波雾化是利用超声波高频震荡，将水雾化为超微粒子，通过风动装置将水雾散到空气中。特点是雾化量大，雾化效率高，节能，省电。但是雾化气体温度不够高，也不易直接接触耳部。因此需要对雾化气体加热，我们采用调压装置进行加热，这样就可以很好的控制温度从而解决问题。最后我们就选择了超声波雾化方式。超声波雾化器是利用超声波作为能源的治疗仪，它由功率发生器产生高频电流经过安装在雾化缸底的PZT压电陶瓷换能器使其将高频电流转换为相同频率的声波，再由换能

6、器产生的超声波通过雾化缸中的祸合作用，穿过雾化杯底部的可以穿过声源的透声薄膜，从而使超声波直接作用于雾化杯中的药液。超声波的振荡作用使药物溶液被破碎为雾状微粒，沿软管喷出，供患者治疗，由于超声波产生的雾粒具有尺寸均匀，动量极小，容易随气流行走，药液产生雾粒的数量随超声波能量的增加而增多，即超声波的功率与雾粒的数量成正比。因雾化器电子局部能产生热，对雾化的液体微粒有加温作用，病人吸入的气雾十分温暖、舒适，对不便于打针的人士和儿童尤为适用。药雾流通管道系统主要是对雾化的药雾进行传输，防止药雾流失冷凝并对冷凝药液进行回收。系统是由离心风机，冷药雾通风管道，加热管道，热药雾管道，耳罩或面罩，冷凝药液回

7、收管道，药液回收杯组成。离心风机的作用是将超声雾化系统产生的药雾微粒吹出药物雾化杯，使药雾进入冷药雾通风管道，其中药雾的流速可以根据实际需要利用控制系统对离心风机的转速进行调节，来满足理疗者的需求；冷药雾通风管道是收集由离心风机吹出来的冷药雾，使其进入药雾加热管道，对药雾进行加热；药雾加热管道中安装有电阻丝，药雾在其中可以根据需要进行不同程度的加热，使药雾温度到达理疗者所需温度，通过控制系统的控制，可以是温度恒温的稳定在任意的设定值上，再传输到热药雾管道；热药雾管道是对热药雾进行传输的管道，具有很好的保温功能，因此热药雾不会在这里由于热交换凝结成水滴，保证了药雾的气雾形式，并传输给耳罩或面罩等

8、药雾作用终端供理疗者使用；耳罩或面罩是根据理疗部位的不同而制成的各种不同形状的药雾作用终端，使药雾能贴合理疗者的病灶部位，保证热药雾在其中循环，到达中医经皮给药透皮吸收疗法的治疗效果；冷凝药液回收管道是回收冷凝药液作用的，由于热药雾在耳罩或面罩等作用终端内停留一段时间后会因热交换而产生温度损失并凝结成药水，药水不能残留在耳罩或面罩等作用终端内以防止药水的外流，因此需将其排出到药液回收杯内；药液回收杯是收集由冷凝药液回收管道回流的冷凝药液，方便二次利用和进行相应的处理。药雾温度控制系统是本仪器的一个重要特点，本仪器采用闭环的PID自动控制算法能实现快速到达任何设定的温度值，并稳定于这一温度值，而

9、目前市面上的超声波雾化仪根本都不具备这种能力。温度控制系统由加热控制电路和温度采集反响电路两局部组成，形成了一个闭环控制系统。加热控制电路采用电阻丝作为药雾加热元件，选用固态继电器的常开触点作为加热元件的电流通断控制；固态继电器的触点端连接加热元件电阻丝，其控制端使用单片机的PWM输出驱动触点端的闭合和断开，利用单片机控制系统输出不同占空比的脉冲波，就可实现对药雾所需的不同温度进行加热，在加热系统中，为了能明显的看到脉冲波占空比的情况，在电路上设计了加热指示，使使用者能清楚的看到目前的加热情况；温度采集反响电路采用了数字式温度传感器DS18B20作为温度测量元件，工作过程中，传感器将所采集的温

10、度信号作为反响传送给单片机控制系统，控制系统就会对目前的设定值和温度传感器的反响值进行综合判断，并经过PID自动控制算法，输出适宜的占空比，使温度能稳定在此设定值上，从而到达药雾的恒温控制。加热系统的原理图如图1所示图1 加热系统原理图风动装置是由风扇，电机，通风管路组成。一般当雾化发生时，风扇启动。雾化气体从通风管路中吹出，同时我们还能控制风速从而调节雾化量的排出。变压加热装置是由可控硅调压电路来控制加热器电压，保证温度适当，以便人体更好的接受雾化透皮法。雾化气体通过空气保温管道传入治疗耳套，接着是直接戴上耳套进行治疗。耳套带有药物回流管道，从而构成一个循环可再利用系统。整个耳套封闭和保温性

11、能良好很适合人体使用。控制和检测局部都是由单片机完成。控制电路的原理图如下列图所示：温湿度传感器检测出口气体温度和湿度，将所测温湿度值传给单片机，单片机通过LCD显示温度和湿度值，从而我们可以很好的控制温湿度。按钮+和按钮-位于面板上，使用者通过按钮+和按钮-设定所需温湿度。采用同样的方法，还可以完成雾化量和工作时间的设定。单片机比拟温湿度传感器检测的温湿度和需要的温度，当所测温湿度不符合要求是，我们通过可变压加热装置控制温湿度，如此保持出口气体温湿度适合人体需要值。数码管或液晶显示屏用于显示所设定温度，方便操作者设定温度。当药液液位较低时，有以下几种控制方式： 当液位较低时，出口气体温度会急

12、剧升高，因此设定温度上限，当到达此限时证明液位较低，此时接通报警指示指示灯和蜂鸣器，指示液位较低，需更换药液瓶，同时断开继电器，停止加热。 在液位的极限位置设置液位传感器，液位传感器的输出信号接入单片机如下列图所示，当液位较低时，接通报警指示指示灯和蜂鸣器，提醒操作者更换药液瓶，同时断电，停止加热。 液位传感器可采用液位开关，将液位开关直接接入加热器的控制回路。总结本产品具有以下特点：首先是雾化方式的选择，我们这种先雾化再加热的方法很好的解决了雾化理疗的缺陷。把雾化量的温湿度控制到适合的条件，使人在接受治疗时感到更加舒适。雾化片的使用寿命和温度相关，但是我们这样的加热方式不会影响雾化片的使用寿命。可控硅调压使得对温度的控制更加稳定和实用。另外整个装置的管路都是使用的空气保温管，这样防止的热量的散失，有效的节约能源。最后整个耳罩的造型我们采用的是药物可循环回收再利用的思想。这样可以尽可能的节约药物，提高药物的利用率。本雾化理疗仪属于实用价值高，节能，可循环再利用产品。参考文献1 武邵晖. 浅谈现代机电产品设计的特点J. 山西机械.2000.(