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微波特性及电路特点
来源:天津施耐德医疗设备有限公司 admin  点击: 373  发布时间:2011-9-22

1、高压源的选择:决定仪器输出精度

        目前市场上同类仪器很多,电路设计不同,性能差异很大。控制阳极电压或电流均可改变输出功率。改变电压方法简单,但因输出功率与磁控管阳极电压是非线性关系(指数曲线关系),微弱的电压变化都可引起功率很大的变化,既使采用电压闭环控制误差仍然较大但能满足国标要求。(国标规定误差范围不大于40%为合格)我们早期产品采用控制电压方法,为提高控制精度目前采用恒流源控制方式。

        由于磁控管输出功率与阳极电流是线性关系,一些厂家把阳极电流作为实际功率显示,有的用双路显示功率设定值和实际值。事实上所谓实际值并非实际值,只是接近罢了。接近到什么程度取决于磁控管的电流功率曲线特性,取决管子的性能。微波实际功率应是磁控管发出的微波能量值,由微波功率计测出。显然采用控制电流方式更直接更合理,控制阳极电流就就等于控制实际功率。目前变频电源技术应用已是非常成熟应用广泛,为使电流输出稳定采用闭环恒流控制,控制精度大大提高。输出精度取决于磁控管的自身性能,采用松下磁控管恒流源控制,输出误差可控制在5%左右。

2、功能控制选择:决定仪器的抗扰强度

         仪器控制可采用单片机软件控制,也可采用硬件逻辑控制。选用单片机电路成本低,仪器抗干扰能力较差。目前常用仪器、家用电器乃至玩具开发,多采用单片机技术。开发成本、材料成本都低,目前4K内存的单片机芯片售价不足一个牙刷的价格。单片机价格低廉、调试使用方便但有一个致命的弱点,抗干扰能力较差。单片机软件由时序控制,晶振是时序基准易受干扰,时序出错仪器的输出执行就乱了。逻辑电路采用硬件控制功能没有晶振,而具有有极强的抗干扰电气特性。缺点是所用器件多开发成本高。过去我们也曾使用单片机电路,为提高仪器可靠性而加工了一批金属屏蔽罩,装配时将单片机屏蔽起来但还是无法从根本上解决干扰问题。为此我们开发出了无晶振的逻辑控制电路,材料成本要比单片机电路高些,但仪器具有极高的抗扰性能使仪器的稳定性可靠性上了一个台阶,在这方面单片机电路是无法达到的。世间万物有所长就必有所短这是自然规律。电路鉴别:用理疗辐射器去照射仪器面板即可证实不同控制方式仪器抗扰度的差异。作为患者使用的医疗仪器疗效很重要,仪器可靠使用安全更重要。

3、微波物理特性:

        为什么微波会干扰单片机晶振的固有频率呢?微波是一种特定波长的电磁波波,具有动能。辐射到物体后迫使物体自身谐振,分子间摩擦共振产生热,与红外线的热辐射不同。 例如:用微波隔着衣服照射身体某部位,里面肌肤已感很烫外面衣服仍是凉的,肌体内水分子谐振产生热。红外线则没有这个特性。由于微波频率 在MHZ-GHZ频段,计算机主频也在这个频段所以很易造成谐振,迫使晶振的固有频率发生改变,出现程序紊乱造成输出异常或死机现象。红外线不会干扰晶振,因为频率相差甚远。由于微波频率接近晶振频率,在输出功率30W时用理疗探头距计算机10公分处照射,有可能显示器黑屏、主机死机。功率W是单位时间内的能量值。高出微波功率多倍其它频段的电磁波不会对晶振造成干扰,如:10倍於微波功率300W的取暖器或灯泡同样10公分距离照射,计算机不会出现异常。

4、电磁辐射安全:

        所有电磁波频率波长不同,但传播速度完全相同(每秒30万公里)。电磁波既可以用波长表示也可以用频率表示互为倒数关系。不同频率的电磁波产生的生物效应也不同,辐射安全很重要,暂不讨论功率大小,只说明下波长频率不同对人体的影响,哪些频段是安全的一定要知道。可见光这个电磁频段是个分界线。比可见光频率高的是紫外线,由于紫外线波长较短,能打断人体皮肤组织生物键,使其变为游离状态而不稳定,所以有致癌之说。人们恰用这个频段电磁波来灭菌,如灭菌灯。高于紫外线频率的电磁波波长更短,对人体损伤更大。医疗临床应用也很多如:X线、伽马线等,常被用于患者的诊断与治疗如CT、伽马刀等。人们通常把高于紫外线频率的电磁辐射称为电离辐射。

        对于辐射安全,可见光这个频段毋容置疑但也不能直接用眼看太阳,那样会灼伤视网膜,这仅是摄入量的问题不是电离辐射问题。身体经常晒晒太阳是有益处的。通常低于紫外线频率的电磁辐射称为非电离辐射。红外线频率比可见光频率还要低所以很安全,我们常用的浴霸、取暖器等都属于红外线辐射。微波频率比红外线频率还要低得多所以更安全。微波对人体的最大伤害也只是局部感温不敏感造成烫伤伤害。微波治疗仪应用于医院临床多年由于疗效显著无任何副作用,仍是目前最常采用的治疗、理疗设备。

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