红外治疗仪设计

红外治疗仪设计（共7篇）

红外治疗仪设计 篇1

摘要：以MSP430F4250为核心,设计了红外治疗仪的系统框架,完成了恒流电源和控制保护电路、光功率调节电路、定时电路、控制系统、波长控制系统及温度控制系统等硬件和软件的设计。

关键词：红外光,红外治疗仪,MSP430

0前言

红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射(Infrared radiation)。太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75～1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为0.75～1.50μm之间;中红外线,波长为1.50～6.0μm之间;远红外线,波长为6.0～l000μm之间。近年来,由于检测设备的完善及研究的深入,人们对红外线的物理性能及其生物学效应有了比较全面的认识。红外线已被广泛运用在医疗保健产业中,红外治疗有其独特的优点,其适应症较多,据不完全统计可治疗临床各科的120多种疾病,对其适应症范围之内的疾病有确实疗效。随着临床应用的拓展和研究的深入,红外治疗的适应症还在不断扩大。

1 工作原理

系统工作原理如图1所示,它包括光学系统、红外光电流源、温度控制等几个部分。仪器中,LD1为治疗用半导体红外线发射器,它所发出的红外光经光学系统准直聚焦输出,用于治疗。由于治疗光为红外光,是不可见的,为方便操作和确保安全,必须有引导光,它由半导体激光器LD2提供。系统由MSP430系列的F4250单片机控制,光功率及温度采样模拟信号经A/D转换器转换为数字信号,送入CPU进行运算处理,反馈控制信号经D/A转换后再分别送往激光恒流源电路和温控电路,形成光功率和温度的闭环控制。温控通道和光功率通道共用12位A/D、D/A转换器,并由多路开关切换。

功率设定由键盘输人,并由LCD显示有关数据。

另外为方便用户使用,仪器在手动控制的基础上,设置有针对不同症状的治疗方案库,可供用户选择。

2 恒流电源和控制保护电路设计

如图2所示,LD1由稳定的电流源供电,输出电流经高速MOSFET开关管控制,注人发射器。发射器的输出功率正比于注人电流,因此可通过控制工作电流的大小来控制激光输出功率。而电流源的输出电流正比于VLD,它由单片机CPU控制。

实际工作环境下,静电、高压、浪涌电流以及电网冲击等多种因素都会对红外光发射器造成永久性损坏或缩短其使用寿命。因此,必须采取措施加以防护。首先,采用继电器保护,即发射器LD并接一个常闭继电器J1。这样,发射器两端可通过J1与地短路等电位,即使未开机,也被保护免受静电的破坏。由于浪涌电流在电源接通和断开时大量出现,通过控制QJ1的动作顺序,可以避开浪涌电流的冲击。同时,采取慢启动、慢关闭,使电流缓慢地变化,防止电流冲击造成发射器的损坏。另外,C1、C2、L1组成低通滤波电路,它能滤除电源导通时出现的高频成分,对恒流源的稳定起重要作用。D可防止激光器两端出现反向高压,C3可滤掉高频成分。

使用过程中由于连接端接触不良或虚焊点等原因,造成瞬间断路,当再次接通时会出现高压冲击而损坏发射器。另外,工作电流过大也容易将激光管烧毁。为此,我们设计了高压过流监测电路,它的作用是当出现以上情况时迅速做出判断,并给出故障信号脉冲,发送给单片机系统,CPU便将电流源输出电流降为零,关断Q,闭合J1,从而实现断路及过流保护。监测电路由高速运放、比较器以及逻辑电路组成。

3 光功率调节电路

功率调节电路如图3所示。该功电路由调压电路、过载检测电路、过压检测电路和保护控制电路组成。

调压电路由电位器RP3、电阻器R6、R7、电容器C2、双向触发二极管V4和晶闸管VT2组成。

过压检测电路由电阻器R1、电位器RP1、二极管VD1、VD4、VD6、电容器C1和双向触发二极管V3组成。

过载检测电路由晶体管V1、V2、电阻器R2、R3、R4、电位器RP2和二极管VD2、VD3等组成。

VL为工作状态指示灯,它在过电压或过载状态下点亮。

保护控制电路由晶闸管VT1、电阻器R4和二极管VD3～VD5等组成。

在市电电压和负载正常时,VT1处于截止状态。此时调节RP3的阻值,可以改变C2的充电时间和VT2的导通角,从而改变输出电压的高低,点光源的功率随之改变,最终达到调节红外治疗仪输出红外线功率的目的。电压控制电路由MSP430 F4250、运算放大器集成电路IC(N1～N4)、电阻器R10～R13和继电器K1～K4组成,IC选用LM324型四运放集成电路;K1～K4选用4098或4099型直流继电器;R1～R4选用1/4W或1/8W金属膜电阻器。

4 温度控制系统设计

无论是输出功率还是阈值电流或波长都与温度有密切的关系,仅用直流风机及散热器驱散热量不能很好地控制工作温度。对半导体红外发射器还必须采取合理的致冷措施和控制,以维持发射器在恒定温度下工作,这是保证激光器工作稳定、可靠最重要的措施。

温度控制电路框图如图4所示。

用AD590作温度传感元件。当工作区域温度升高时,AD590输出与温度相关的电流量,通过I-U转换电路,被转换成相应电压量,接到PID调节电路的输入端,放大后的电压量接到互补推挽功率级上,用来驱动珀尔帖元件。珀尔帖元件装在散热器上,是转移热量的热电半导体器件。

5 系统软件设计

系统软件主程序的流程图如图5所示,它主要实现初始化、开LD2、慢启动及慢关闭LD1、LD1的温度控制及光功率稳定控制或光功率慢调等功能。在初始化中,运行标志位F0置零(定义PSW中F0为运行标志位,F0=0激光器未启动,F0=1激光器启动运行),功率寄存器赋予默认值,电流寄存器清零。设置定时器T0,T1处于工作模式2,并装人初值,分别相应于温度控制、光功率控制的采样周期,并启动定时器T0。开放CPU中断,允许T0、INT0、INT、中断,其中INT0接受高压过流监测中断信号,INT0接受键盘中断请求,且设置T0、INT为高优先级,T1、INT0为低优先级。功率设定值可随时由键盘中断输人,并存人功率寄存器。程序设有光功率上限值,当设定值大于上限值时,程序将发出提示,这样可以起到限流保护的作用,防止因光功率过大而将激光器损坏。

激光系统的启动或关闭由按钮开关或脚踏开关控制,并使用滤波电路消抖。开关信号由P1.3输人,并以软件查询方式进行检测。当此开关闭合,如果判断为启动,则逐渐增加激光器的工作电流,直到激光功率接近达到设定值,从而实现慢启动;当开关断开,如果判断为关闭,则逐渐缓慢降低工作电流直至零,实现慢关闭。T0、T1中断服务程序分别用于恒温度控制和光功率的控制。

6 结束语

本文从红外治疗的理论基础、系统的基本结构、硬件设计、软件设计等方面讨论了红外治疗仪的研制。利用微控制器单片机,结合光学系统研制出的红外治疗仪具有易操作性、高可靠性、智能化程度高的特点。

参考文献

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[7]王孝武.现代控制理论基础[M].北京:机械工业出版社,1998:71～114.

红外治疗仪设计 篇2

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取该院收治的60例智齿冠周炎患者, 根据抽签结果随机、平均分为观察组与对照组。观察组患者共30例, 男16例, 女14例;年龄17~28岁, 平均年龄 (21.4±0.5) 岁。对照组患者共30例, 男15例, 女15例;年龄18~28岁, 平均年龄 (22.3±0.4) 岁。两组性别、年龄对比差异无统计学意义 (P>0.05) 。

1.2 方法

对照组:将3%的双氧水 (3%过氧化氢医用双氧水, 国药准字H23021928) 、生理盐水 (0.9%氯化钠溶液, 国药准字H44024859) 注入冲洗瓶, 患者站立或坐于椅上, 头部微微前倾, 医生握冲洗瓶, 将喷头对准目标部位, 食指与中指一同扣压冲洗瓶的压液扳手, 喷出冲洗液, 交替反复冲洗盲袋, 清理冠周盲袋内分泌物和食物残渣并将其拭干、隔湿, 将甲硝唑片剂 (50小袋×21片, 国药准字H44024120) 碾为粉末后填充盲袋, 局部涂抹碘甘油。

观察组:在对照组基础上, 联合低频红外疗法强化治疗, 帮助导入药物离子、提高药效, 促进局部血液循环、缓解疼痛、活血化瘀、消除炎症[2]。

1.3 评价标准

对比两组患者临床疗效, 经治疗48 h内局部疼痛及肿胀、龈袋溢脓、张口受限症状消失, 为特效;上述症状经治疗48~72 h消失, 为显效;上述症状经治疗72 h以上消失, 为有效;经持续治疗未见上述症状消失, 为无效[3]。

1.4 统计方法

该次数据采用SPSS16.0软件对本研究的数据进行统计学的分析, 计数资料的对比应用χ2检验, 而计量资料的对比应用t检验。

2 结果

2.1 临床疗效

对照组患者29例在治疗3~4 d症状缓解, 连续治疗7~10 d症状消失, 1例患者经治疗无效, 总有效率96.7%。观察组24例患者连续治疗2 d症状明显缓解, 全组患者治疗4~5 d全部痊愈, 总有效率100%, 明显高于对照组, 差异有统计意义 (P<0.05) 。两组患者疗效对比结果见表1。

2.2 治疗时间

对照组平均治愈时间为 (5.99±0.93) d, 观察组患者平均治愈时间为 (3.51±0.16) d, 观察组治疗时间明显短于对照组, 差异有统计意义 (P<0.05) 。

2.3 不良反应

两组患者冲洗及用药、红外治疗过程均未见明显不良反应。

3 讨论

3.1 该次研究成果与意义

该次研究在深刻认识到保守疗法及单纯冲洗、用药方案治疗智齿冠周炎用时长、效果欠佳等缺陷的基础上, 在常规冲洗和用药治疗的基础上联合了低频红外治疗, 并与单纯冲洗上药治疗结果进行了对比, 发现观察组予以冲洗、上药、低频红外联合治疗后, 特效率23.3%、显效率56.7%、有效率20.0%, 总有效率100%, 临床治疗有效率得到明显提升;观察组患者平均治疗时间为 (3.51±0.16) d, 明显短于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) , 证实此种综合疗法可在常规冲洗用药疗法的基础上缩短治疗所需时间;接受综合治疗的患者均未见明显不良反应, 证实综合疗法安全性高。

该次研究首先对两组患者予以规范的盲袋冲洗清洁, 将其中的分泌物及食物残渣彻底清理掉, 联合用药治疗。研究中所用的甲硝唑为典型抗厌氧菌药物, 可强效杀死革兰氏阳性及阴性厌氧菌, 从而起到满意的抗感染作用, 该药没有抗生素配伍禁忌, 因而方便与其他抗生素联合抗感染使用。观察组患者在常规冲洗和用药治疗的基础上, 联合了低频红外疗法强化治疗, 可帮助导入药物离子、提高药效, 还可促进局部血液循环、缓解疼痛、活血化瘀、消除炎症, 联合低频红外疗法可通过简单的操作减轻炎症、提升药效、缓解症状、减轻患者痛苦, 收到可靠的治疗效果。低频红外疗法的使用有效克服了过分依赖抗生素等药物治疗引发不良反应及并发症的不足, 安全可靠[4]。

3.2 相关研究分析和对比

目前, 青少年智齿冠周炎较为常见, 相关研究报道越来越多。关于口服甲硝唑抗感染的报道称, 甲硝唑的药物性质决定了其起效较慢, 口服甲硝唑可能会出现神经系统、消化道不良反应, 因而不推荐口服使用甲硝唑[5]。有研究将甲硝唑片剂碾为粉末后填充盲袋, 患者不良反应明显少于口服患者, 且甲硝唑本身对厌氧菌繁殖感染有极强的抑制作用, 可从根源上阻断冠周炎进展, 预防颌面部多间隙感染及口底蜂窝织炎。规范使用甲硝唑等药物是控制冠周炎的关键[6]。

由于甲硝唑等药物使用不当容易诱发恶心、呕吐等不良反应, 且此药不可大剂量使用, 国内逐渐出现很多冠周炎中医治疗报道, 中医领域将此病归为“牙咬痛”范畴[7], 认为饮食不节、胃肠蓄热、气血淤滞等是引发该病的主要因素, 临床以中药合用清热解毒、消炎抗渗、消肿止痛为主, 以使用含金银花、连翘等成分的含漱液为主的治疗效果满意, 相关研究表明低频红外治疗是有效辅助疗法。该次研究结果与相关研究基本一致[8]。

综上, 低频红外辅助治疗智齿冠周炎疗效确切, 临床上应尽可能减少用药、不要过分依赖抗生素, 推广低频红外疗法。

摘要：目的 探讨低频红外用于智齿冠周炎临床治疗中的方式与临床效果。方法 选取该院收治的60例智齿冠周炎患者, 根据抽签结果随机、平均分为观察组与对照组, 对照组予以单纯冲洗、用药治疗, 观察组联合低频红外治疗, 对比两组疗效。结果 对照组患者29例在治疗3~4 d症状缓解, 连续治疗7~10 d症状消失, 1例患者经治疗无效, 总有效率96.7%。观察组24例患者连续治疗2 d症状明显缓解, 全组患者治疗4~5 d全部痊愈, 总有效率100%, 明显高于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。对照组平均治愈时间为 (5.99±0.93) d, 观察组患者平均治愈时间为 (3.51±0.16) d, 观察组治疗时间明显短于对照组, 差异有统计学意义 (P<0.05) 。两组患者冲洗及用药、红外治疗过程均未见明显不良反应。结论 基础冲洗用药治疗联合低频红外治疗, 可快速消除智齿冠周炎症状表现, 治疗时间更短、综合疗效满意, 安全性高。

关键词：低频红外,智齿,冠周炎,辅助治疗

参考文献

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远程红外图像系统设计 篇3

红外成像系统接收目标发出并能成像的红外波段射线, 通过红外探测器将光信号转变为电信号, 电信号再转换为能通过卫星传输的微波信号并通过卫星传输到接收端, 卫星信号接收器接收时实信号并转换为可视图象。

远程红外系统由以下三大部分组成:

(1) 红外图像成像系统;

(2) 红外图象发送系统;

(3) 图象接受系统。

2、远程红外系统的设计

红外光学系统设计:系统选用320×240多晶硅探测器, 像元大小是25μm。像面大小是8×6mm, 像面对角线10mm。根据总体要求:7.5°;这样光学系统的焦距:75mm。

根据以上指标光学系统设计方案如下:波长:8~14μm;视场:7.6°;探测器:多晶硅320×240, 25μm;焦距:75mm;F数:1。

按上述光学要求及结构要求, 为减少空间尺寸, 光学系统设计如图一所示:

3、电气接口与操作要求

(1) 具有图像调整、分划调整的按键操作;

(2) 所有操作可通过RS442通讯实现。

4、电气设计

4.1 设置5个按键

(1) 触发菜单, 移动光标;

(2) 减少, 调焦近方向;

(3) 增加, 调焦远方向;

(4) 校正背景, 档片动作, 退出菜单;

(5) 触发分划线菜单。

4.2 M键触发的菜单

在图像的最下方

自动/手动对比度XXX亮度XXX放大1/2热白/热黑

4.3 M键操作

按M键, 跳出菜单, 光标处在第一项, 再按M键, 光标向右移动一项, 当在最后一项时, 再按M键, 菜单重回第一项。

菜单每一项显示的文字, 都为系统当前的数字和状态。

4.4 D键操作

在出现的菜单情况下:在出现光标的位置, 按D键:自动→手动;对比度或亮度减少1;放大为1, 极性为热黑。

在无菜单操作情况下:按D键:调焦向近方向, 按一次动一步, 按住不放连续调焦, 松开后停止调焦。

4.5 U键操作

在出现菜单的情况下:在出现光标的位置按U键:手动→自动;对比度或亮度增加1;放大为2, 极性为热白。

在无菜单操作情况下:按U键:向远处调焦, 按一次动一次, 连续按住, 连续调焦, 松开后停止调焦。

4.6 C键操作

在无菜单情况下, 按C键, 档片动作一次, 校验一次。

在有菜单情况下, 按C键退出菜单。

4.7 F键操作

在无主菜单情况下, 按F键, 跳出分划线菜单:

分划线显示取消X:XXX Y:XXX白黑退出

光标在第一项, 按M键, 移动光标位置。

在光标的位置按D键:在第1项分划线取消, 在X或Y项减少数值1, 在第4项分划线变为黑色, 第5项, 退出分划线菜单。

在光标的位置按U键:在第1项分划线变为显示, 在X或Y项增加数值1, 在第4项分划线变为白色, 第5项, 退出菜单并保存坐标的值。

在有主菜单的情况下, 按F键不起作用。

4.9 说明

(1) 跳出后, 30秒无键操作, 菜单自动消失。

(2) 单消失后, 所有设置自动保存, 下次菜单启动时显示上次的设置。

4.1 0 通讯协议

波特率9600, 1起始位, 8数据位, 1停止位。无奇偶校验, LSB先发送。

采用ASCII模式, 每一帧的格式为:

起始码地址码功能代码数据LRC校验结束符:2个字符2个字符2个字符2个字符ODOA对于热像仪:

数据可以取00 (约定一个字节) ;

地址可以由客户设定 (一个字节) ;

功能代码 (一个字节) 。

当热像仪收到正确的命令后, 即返回一个原来的命令, 若有命令错误, 则在返回命令中, 功能代码的最高位设1。每一帧的数据都由十六进制, ASCII字符:0, 1, 2, ……9, A, B, ……F组成。

5、通讯设计

根据卫星信号要求设计。

6、结构设计

红外治疗仪设计 篇4

1 资料与方法

1.1 一般资料

112例患者于该院消化专科门诊就诊,经病史、查体、生化及影像学检查后确诊,符合中华医学会肝脏病学分会脂肪肝和酒精性肝病学组制定的“非酒精性脂肪性肝病诊疗指南”中的诊断标准[2]。随机将112例患者分为治疗组和对照组。治疗组56例,男42例、女14例,年龄24~59岁,平均37岁,肝功能正常26例,异常30例,均有不同程度血脂异常;对照组56例,男38例,女18例,年龄25~63岁,平均39岁,肝功能正常22例,异常34例,均有不同程度血脂异常。

1.2 治疗方法

对照组口服水飞蓟宾胶囊(天津天士力医药营销集团有限公司生产),70 mg,3次/d;治疗组在在服用水飞蓟宾胶囊基础上采用DSG-3型生物信息红外肝病治疗仪(杭州大力神医疗器械有限公司生产)照射患者肝区治疗,1次/d,时间30 min,2组疗程均为3个月。瞩所有患者低脂饮食,适当参加有氧运动。

1.3 观察指标

观察两组病人治疗前后临床症状、体征、ALT、AST、GGT、TB及肝脏超声影像学改变情况。

1.4 统计方法

采用SPSS11.5统计软件进行分析,计量资料采用均数±标准差(±s)表示,进行t检验。

1.5 疗效评定标准

治愈:临床症状缓解、体征消失,肝功能ALT、AST、GGT、TB完全恢复正常,肝脏彩超显示脂肪肝声像消失;好转:临床症状、体征减轻,肝功能ALT、AST、GGT、TB部分改善,肝脏彩超显示脂肪肝声像好转;无效:症状、体征无改善,肝功能ALT、AST、GGT、TB无改变、彩超检查无改变。

2 结果

2.1 两组患者治疗前后实验室指标比较

见表1。

2.2 两组患者治疗前后B超影像学比较

见表2。

2.3 两组患者治疗前后综合疗效比较

见表3。

3 讨论

非酒精性脂肪性肝病是指除过量饮酒和其他明确的损肝因素所致的,以弥漫性肝细胞大泡性脂肪变为病理特征的临床病理综合征。欧洲成人非酒精性脂肪性肝病患病率为20%~24%[3],我国非酒精性脂肪性肝病的患病率约0.27%~12.19%[4],近年来发病年龄趋于年轻化[5],随疾病进展,均有进展为肝硬化、肝癌等终末期肝病的可能,并且增加糖尿病和心血管事件发生率。根据病理特征不同,非酒精性脂肪性肝病可以分为非酒精性脂肪肝,非酒精脂肪性肝炎,非酒精性脂肪性肝硬化。在临床上前2种病理类型多见,表现在门诊就诊率、体检阳性率明显增高。

非酒精性脂肪性肝病临床症状不典型,脂肪性肝炎主要表现在血生化转氨酶异常。传统的非酒精性脂肪性肝病治疗主要包括改变生活方式,改善饮食结构,减轻体重,使用降脂、保肝药物。其治疗过程患者依从性差,使用降脂药物会使血脂集中于肝内代谢,促使肝脏脂质储积,导致治疗效果差或疗效不稳定。临床上很多保肝药物不具备调节肝脏脂肪代谢的作用。因此临床上寻求有效治疗脂肪性肝病药物与方法具有重要的意义。

水飞蓟宾-卵磷脂复合物(水林佳)胶囊中的水飞蓟宾具有稳定肝脏细胞膜、抗氧自由基及脂质过氧化、保护肝细胞酶系统的作用。近年来,文献报道水飞蓟宾还可通过调节肝脏脂肪代谢,阻止或减轻脂肪在肝脏内的沉积和浸润,特别是与磷脂酰胆碱络合后,一方面水飞蓟宾在体内吸收增加,生物利用度显著提高,更重要的是与磷脂酰胆碱协同抗脂质过氧化、保护细胞膜、维持细胞膜流动性,进一步提高药理效应[6]。生物信息红外肝病治疗仪的工作方式是由光能发生器发出近红外光,它与人体细胞共振频率一致,能够被人体大量吸收,明显改善照射部位的肝脏血液循环,肝脏血流量增加,有利于药物和营养物质的吸收,代谢产物的迅速排泄,可积极促进肝脏炎症的缓解。本资料显示水林佳与生物信息红外肝病治疗仪联合应用治疗非酒精性肝病患者,治疗前后生化学指标、影像学指标明显改善,综合疗效优于单纯药物口服,差异有统计学意义(P<0.05)。说明物理疗法-生物信息红外肝病治疗仪,是脂肪性肝病药物治疗的必要补充,该治疗仪操作简便,实施过程患者不明显不适,依从性好,可在专科门诊推广应用。

摘要：目的 探讨水飞蓟宾(水林佳)联合DSG-3型生物信息红外肝病治疗仪治疗非酒精性脂肪性肝病的临床疗效。方法 将非酒精性脂肪性肝炎患者112例随机分为两组,对照组服用水飞蓟宾胶囊70 mg,3次/d,治疗组在服用水飞蓟宾胶囊70 mg,3次/d基础上,配合生物信息红外肝病治疗仪治疗,30 min/d;疗程3月,观察两组肝功能ALT、AST、GGT、TB及肝脏彩色超声影像改变。结果 治疗组肝功能ALT、AST、GGT、TB及肝脏超声影像改变与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论 水飞蓟宾胶囊联合DSG-3型生物信息红外肝病治疗仪治疗非酒精性脂肪性肝病疗效优于单纯药物治疗。

关键词：非酒精性脂肪性肝病,生物信息,红外肝病治疗仪,水飞蓟宾联合治疗

参考文献

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红外组件阻值采集系统设计 篇5

空间应用的光导型碲镉汞红外探测组件具有高可靠性要求, 产品交付前需要进行寿命试验, 以获取其工作寿命指标[1~5]。目前, 国内普遍通过在其寿命试验过程中定期手动进行电阻测试[6], 以判断组件的失效时间, 从而获取其产品的工作寿命指标。基于手动的阻值测试过程大大增加了电阻测试的不准确性和不方便性, 寿命试验过程中积累的数据量也极为有限, 难以满足精准评价产品工作寿命指标的要求。

针对目前光导型碲镉汞红外探测组件寿命试验中阻值测试存在的诸多不足, 本文采用虚拟仪器技术, 利用Fluke公司的程控数据采集器, 结合Lab VIEW开发平台研制了一种自动化阻值采集与分析系统。系统的具体技术指标如下:1) 测量精度≤0.4Ω;2) 测量范围:0Ω~500Ω;3) 自动测试, 自动数据存储;4) 当器件的阻值变化超过±20%范围时, 即时报警。

1 阻值测量系统设计

1.1 硬件设计

系统由PC机、数据采集器、模拟多路复用开关组成。系统框图如图1所示。系统运行的步骤如下:

1) 系统上电, 运行计算机阻值测试Lab VIEW程序, 置位数据采集器的数字量输入输出DIO的D2位, 置位单片机的模拟多路复用开关控制信号, 选通通道1;

2) 计算机通过R S 2 3 2接口从数据采集器上读取数字量输入输出信号DIO, 若读取到开关就位信号即D2=1, 计算机则向数据采集器发送数据采集命令, 并等待数据采集器的回馈信息;

3) 计算机接受到数据采集器返回有效数据, 将返回的有效数据进行存储, 同时向数据采集器发送数据采集完毕信号, 并通知模拟多路复用开关准备下一回路的光敏元测试。

4) 重复步骤2) ~3) , 对所有待测的元器件进行测试。

1.2 软件设计

上位机软件采用Lab VIEW软件设计, 实现光敏元阻值数据采集、数据检测、数据存取及数据分析等等, 图2为上位机的Lab VIEW监控界面。上位机软件主要包括两部分:

1) 数据采集

计算机通过串口通信的方式, 向Fluke 2620A数据采集模块发送数据采集指令, 以获得各路光敏元的阻值, 并把采集到的阻值数据用Lab VIEW软件界面实时保存到数据表中, 以备后续的数据处理、计算及打印。

2) 数据存取和数据处理

数据存储部分主要是将采集到的光敏元阻值数据以txt文件和Excel文件存储, txt文件是用来建立记录集, 执行数据文件的操作, 满足历史报表数据的查询和打印。而Excel文件是用来进行数据比较的, Excel文件有两个, 其分别保存着最近两次测量的光敏元阻值信息, 系统通过对比两个Excel文件中各路光敏元的阻值来判断光敏元阻值是否出现异常现象。考虑到测量系统的误差, 当同一个光敏元两次测到的阻值变化超出±30%时, 通知单片机重新测量一遍, 若阻值变化还是超出范围, 则通知单片机停止试验, 标出出现问题的光敏元。

2 阻值测试精度分析

光敏元所在电路可等效为如图3所示的电路图, 从图3可看出, 数据采集器测到的阻值为R总, 为开关芯片的导通电阻R1与光敏元的电阻R0之和。因此导通电阻R1的波动对测试的精度将会带来直接的影响。本测试系统选用的数据采集器为Fluke 2620A, 该采集器的测量精度如表1所示。选用的档位为3KΩ, 测试精度为0.1Ω, 开路电压为1.5V, 流经测试电路的最大电流为110μA。保险起见, 本文要求在恒定室温的情况下, 模拟电子开关导通时产生的导通电阻R1的变化须小于0.3Ω, 瞬时电流小于1m A。而模拟开关阵列开关芯片ADG1634在恒定室温下的导通电阻的波动小于0.3Ω[7], 足以满足测试的要求。

3 实验结果

为验证系统的实际性能, 将该系统连接至包含54路器件的组件, 进行自动老化和自动阻值测试实验, 在对待测的电阻阻值进行连续监测后, 测得的电阻阻值随时间的变化图如图4所示。从图中可以看出, 该测试系统的电阻测量值波动非常小, 小于0.15Ω。此外, 该系统的测试速度非常快, 54路器件的阻值测试时间仅为2分钟, 足以满足实际的应用需求, 达到了预期的设计目标。

4 结束语

本文设计了一种可用于红外探测器组件寿命试验过程的阻值采集和分析系统, 该系统基于Lab VIEW软件平台, 采用数据采集器、模拟多路复用开关电路等组成, 能够完成光导型碲镉汞探测器阻值自动测试、数据存储和数据分析等功能。通过对54路器件的实际测试表明, 该系统测试效率高、测试阻值波动小于0.15Ω, 足以满足实际的应用需求, 达到了预期的设计目标。

摘要：针对红外组件寿命试验过程中阻值测试困难的问题, 设计一种可用于红外探测器组件寿命试验过程的探测器阻值自动采集和分析系统。该系统基于Lab VIEW平台, 采用Fluke 2620A作为阻值数据采集器, 结合自行设计的Lab VIEW数据采集分析软件, 实现数据采集、实时显示、数据分析、数据存储等功能。最后进行了阻值测试实验, 实验结果表明:测试系统的测试速度快, 数据分析直观高效, 测量值波动小于0.15Ω, 满足红外组件阻值测量精度≤0.4Ω的要求。

关键词：LabVIEW,红外组件,多路阻值采集

参考文献

[1]X.Breniere, P.Tribolet.Uniting IR detectors for tactical and space applications:a continuous cycle for reliability[J].Proc.SPIE2009, 7298:1-12.

[2]龚海梅, 张亚妮, 朱三根, 王小坤, 等.红外焦平面可靠性封装技术[J].红外与毫米波学报.2009, 28 (2) :85-89.

[3]龚海梅, 刘大福.航天红外探测器的发展现状与进展[J].红外与激光工程.2008, 37 (1) :18-24.

[4]周赞熙.红外探测器组件可靠性指标分配初探[J].红外技术, 1997, 19 (4) :13-16.

[5]龚海梅, 邵秀梅, 李向阳, 李言谨, 张永刚, 张燕, 刘大福, 王小坤, 李雪, 方家熊.航天先进红外探测器组件技术及应用[J].红外与激光工程, 2012, 41 (12) :3129-3140.

[6]碲镉汞红外探测器组件老化试验操作指导书[Z].上海技术物理研究所内部资料, 2010.

红外通信模拟系统的设计 篇6

关键词：红外,数字模拟混合通信,带通滤波

红外通信模拟系统课题是2013年全国大学生电子竞赛赛题, 红外通信系统在现实中也具有广泛的实用价值, 例如各类家电遥控器, 但是这些都是数字通信。本次设计是利用红外通道实现模拟通信与数字通信复合通信, 因此在一些领域会更有实用价值。

1 总体方案设计

设计要求在完成一路语音信号通信的同时, 能够实现数字通信, 因此本次设计语音信号通信采用300~3 400Hz信道, 将数字温度信号调制到5KHz信道, 两者叠加同时传输, 并采用滤波器将其解调输出。系统结构如图1所示。

2 硬件电路设计

硬件电路包括单片机控制、温度测量、显示等电路, 碍于篇幅限制本文中仅对通信部分模拟电路进行详细阐述。

红外发送电路主要由音频信号放大电路、滤波带宽选频电路以及加法模拟数值信号合成电路, 以及红外发送驱动电路等组成。

音频信号放大电路主要放大语音信号, 由于输入信号可能是驻极体话筒输入, 也可能是MP3等音源输出, 因此电路设计采用了可调整方式, 通过跳线开关W1实现电路的切换。当电路是驻极体话筒输入微弱的信号时, 将W1接通, 实现预约20倍的放大, 放大倍数可通过R4可调电阻进行调整。

当输入信号是MP3信源时, 由于信号幅值已经较大, 并且可由MP3调整, 因此可断开W1, 电路即变为电压跟随器, 即放大倍数为1, 信号直接通过, 进入下一级。电路如图2所示。

本次设计采用的带通滤波电路为音频信号发送端滤波, 同时为接收端实现数字信号与模拟信号分离。电路如图3所示。

有源带通滤波电路是用两个运放设计的带通滤波器, 其中第一级为高通滤波器, 截止频点300Hz, 主要滤掉信号中频率太低的信号;第二级为低通滤波器, 截止频率为3 400Hz, 主要滤去信号中的高频干扰。

红外发送电路主要由加法器电路和红外发射管驱动电路组成, 加法器电路实现了模拟信号与数字温度信号的叠加调制放大, 根据发送距离, 线路中采用W2跳线进行发送放大倍数调整。发送驱动采用NPN型9013晶体管组成电流放大驱动红外管, 实现信号的传输, 发射电路如图4所示。

红外接收电路主要由红外接收二极管、接收放大电路、滤波选频电路、数字解调电路以及输出音频放大电路等组成。

红外接收二极管, 接收到的红外信号转换成的电信号非常微弱, 所以, 这个信号必需通过放大器放大才能进入滤波选频电路, 具体电路如图5所示。红外接收管接收的信号经过U5运算放大器进行放大, 放大后的信号送入带通电路进行选频输出, 带通电路与图3电路一致, 这里不再赘述。

3 结论

本次设计的红外光通信系统完成了指标的要求, 实现了预期设计功能。设计的发送装置, 具有同时传输模拟信号与数字信号的功能, 并且设计的有源滤波网络, 带通滤波性能好, 抗噪声干扰能力较强, 通信较为可靠。

参考文献

[1]蒋俊峰.基于单片机的红外通讯设计[J].电子设计应用, 2003, 11 (4) :177-188.

红外治疗仪设计 篇7

1 病因

球节扭伤是因球节在间接外力作用下使球节超越了生理活动范围，瞬间的过度伸展、屈曲或扭转而发生的损伤，由于关节的关节面较小，所负担的重量和活动量较大，当球节受到外力时关节的内收、外展、旋转、背伸、跖屈运动范围超过正常，可造成韧带和关节损伤。扭伤时，局部会发生关节肿胀、疼痛，严重者可造成骨折。球节扭伤，多发生于在不平坦的道路上急速运动突然停止或回转，飞跃障碍，误入深坑，失足踏空，滑走跌倒或嵌于穴洞中的急速拔腿等而引起的关节扭伤。

2 临床症状

患马表现疼痛，痛点位于侧韧带的附着点纤维断裂处，触诊该处敏感;跛行的轻重与组织的损伤程度呈正比，跛行程度随运动增加而加剧。根据损伤的程度不同球节出现不同程度的肿胀，并在伤后半天至一天内出现温热感，而以后慢性骨质增殖阶段，无温热感。如果不及时治疗可发展为慢性，可继发骨化性骨膜炎，多在韧带、关节囊与骨的结合部受损伤时形成骨赘。因骨赘存在造成跛行是难以治疗的，多表现为长期跛行。

3 治疗

3.1 早期处理

原则是制动、止血、防肿、镇痛并在治疗后期减轻炎症。当发现马发生球节扭伤时，应立即使马停止运动，立即进行加压包扎和冷敷，如果条件允许最好使用冰敷20 min左右，再用棉花或软布卷成团块置于球节部，并用绷带稍加压力进行包扎。加压包扎应越快越好。其主要目的是采用机械压迫血管的方法收缩止血，冷敷也可同时进行。如果前期处理得当，可使之后的肿胀减少，随后进行的治疗和恢复期就要快得多。加压包扎24 h后即可拆除，同时进行下一步的治疗。

3.2 中期治疗

治疗原则为促进吸收，舒筋活血，预防关节粘连，恢复关节的正常机能。采用红外线治疗灯照射配合七厘散外敷治疗。

3.2.1 七厘散外敷

七厘散是由药店购入，其方剂组成：血竭、乳香(制)、没药(制)、红花、儿茶、冰片、麝香、朱砂。每小瓶3 g。

先将患肢球节及附近肿胀部剪毛、消毒后，取七厘散10小瓶，取出药面，用适量高度白酒调敷。取脱脂棉一块，大小以能完全包裹住球节及肿胀部为准，浸泡于微温的90%酒精液中，取出稍攥干用纱布包裹于患部，为防酒精挥发及保温，用塑料布包在外面，最后用弹性绷带固定，1次/d, 5 d为一个疗程。

3.2.2 YHD型红外线治疗灯照射

YHD型红外线治疗灯是由上海市明光灯具厂生产，额定电压220 V、50 HZ，额定功率600 W。

操作方法：以照射球节患处为主，灯距与患处距离为25～30 cm为佳，患马不闹动，温度适宜。5 d为一个疗程，1次/d，每次照射时间45～60 min。冬季以60 min为宜，夏季以45 min为宜。

3.3 后期恢复

原则是增强和恢复肌肉，关节的功能，在治疗的同时逐步增加球节的力量。患马要经常牵遛，活动时，特别是初期，要注意保护伤肢，尽量避免跳跃以及在高低不平洼地上行动。

27匹经过治疗的马匹，3 d后局部疼痛、关节肿胀症状大为缓解，根据病情的轻重分别于5～1 0 d后痊愈，表现局部疼痛、关节肿胀消失，关节活动良好，皮下无瘀血，皮肤恢复正常。

4小结

球节是马体负重关节，在马体诸关节扭伤中发病率最高，由于扭伤轻时，存在一定的自愈性，常被人们所忽视，但扭伤重或处理不妥、保护不够时，拖延日久，加之受寒湿之邪侵袭，造成气滞血瘀、痹阻经络之证。

七厘散出自《良方集腋》，是伤科跌打损伤的名方。方中重用血竭，专入血分，活血散瘀止痛，且可收敛止血，为君药。以红花活血祛瘀;乳香、没药祛瘀行气，消肿止痛;并配伍辛香走窜之麝香、冰片，以加强活血通络，散瘀止痛之力，共为臣药。儿茶性味凉涩，以助收敛止血，并治疮肿;朱砂镇心安神，共为佐药。诸药配伍，共奏活血散瘀、行气止痛之功。

外敷药物的同时再配合红外线照射治疗，直接产生热效应，会更加快血液循环，改善组织营养，减轻和消除扭伤后而引起的组织肿胀，并有镇痛作用。临床应用表明，本疗法对马球节扭伤的治疗，具有奏效快、疗程短、简便实用和无副作用等优点，是治疗马属动物球节扭伤较满意的方法，适宜临床推广。

5病例