生物医学工程技术研究所正在进行的超声理疗仪的项目,设计与实现智能双频超声理疗仪。实现智能化与输出超声质量的提高,是智能双频超声理疗仪与常规超声理疗仪相比较的优势与先进性所在。智能化主要从两个方面实现,控制与调节系统的智能化以及自动反馈调节的实现。整机控制系统基于ARM微控芯片实现, 人机交互界面可清晰明了的实现各个治疗参数的调节与设置;自动反馈调节主要是指频率自动跟踪,这一部分是超声理疗仪的设计难度和重点,本文提出基于模糊控制的频率自动跟踪方法实现超声理疗仪的频率自动跟踪,确保超声理疗仪始终工作在谐振点上,提高输出超声质量以及整机工作效率。输出超声质量一方面通过其各项参数来体现。目前市面上的超声治疗仪多为单频输出,输出频率在1MHz左右,有效治疗面积最高可达5 cm2;少有的双频输出的产品, 其3MHz的超声输出,有效面积最高只有2cm2,本课题设计实现的超声理疗仪,将突破这一点,使两个频率的有效面积都达到5cm2。另一方面,频率自动跟踪的实现和换能器电端的动态匹配,也是确保高质量超声输出的关键。本文的主要研究内容如下: 1.超声信号发生器:研究直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesizer)技术,应用于信号发生器,以产生所需超声激励信号,实现输出超声频率可调、波形、占空比可调。DDS技术数字化的特点为超声理疗仪的智能化奠定了基础。 2.控制系统:研究基于ARM的微控制技术,应用于控制系统,使其根据用户设定的治疗参数,在设备的总体技术指标范围内,控制超声治疗头模块输出满足要求的超声波信号,并使其稳定、可靠地工作。微控模块是智能双频超声理疗仪的控制核心,是实现智能化的关键所在。 3.功率放大电路:根据系统技术指标,设计合适的功率放大电路,满足超声输出的功率要求。 4.超声换能器:研究超声换能器的作用机理和谐振特性,设计满足设备要 6
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