专利名称：一种单片机控制的微波热疗机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微波治疗设备领域，尤其是一种单片机控制的微波热疗机。
背景技术：
在本世纪30年代，医务工作者发现了微波的生物效应，近几年由于各 项技术的日臻完善，使得微波治疗无需麻醉，可在门诊完成，具有简便、安 全的特点。微波热疗机所采用的微波热疗是一种非接触加热方式，不存在因 电接触造成的热灼伤和电灼伤的可能，微波治疗在手术时以其优越的止血效 果，先进的作用原理，微小的组织损伤，正逐渐取代电灼、冷冻、激光等传 统的治疗方法。按照国家规定，微波治疗设备是指利用频率从300MHZ到 30GHZ范围内的微波辐射能量治疗疾病的设备，微波热疗机主要由微波源模 块和控制模块组成，微波源模块发出的微波经过电缆传输至辐射器上，辐射 器通过对人体特定区域的照射实现对深层组织的治疗。常见的微波源模块中 的微波源采用磁控管，该磁控管是电真空器件，体积大、寿命短，需要使用 高压电源，微波泄漏和电磁干扰大，其微波输出功率不精确、不稳定，与其 相配合的控制模块复杂且易受干扰。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供结构简单、成本低廉、 易于维护的一种单片机控制的微波热疗机。 本实用新型采取的技术方案是-
一种单片机控制的微波热疗机，由壳体、安装在壳体内的微波源模块和 控制模块组成，微波源模块的输出端连接设置在壳体表面的射频输出头，控
制模块电连接微波源模块，其特征在于所述的微波源模块由使用微波固态源 的本振、激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块组成，本振的输出端连 接激励放大模块的输入端，激励放大模块的输出端连接前级放大模块的输入端， 前级放大模块的输出端连接末级放大模块的输入端，末级放大模块的输出端连 接射频输出头。
而且，所述的末级放大器的输出端还连接一隔离器的输入端，该隔离器的 输出端连接射频输出头。
而且，所述的控制模块由单片机、功率检测模块和用于调整激励放大模块、 前级放大模块和末级放大模块中放大系数的自动增益控制模块组成，功率检测 模块的输入端连接末级放大器的输出端，功率检测模块的输出端通过串口模块 连接单片机的输入输出接口，单片机的输入输出接口通过串口模块连接自动增益控制模块的输入端。
而且，所述的单片机的输入输出接口上还连接一显示模块。 本实用新型的优点和积极效果是
1. 本热疗机中的微波源模块中的本振为微波固态源中的半导体器件，其体 积较小、寿命长，不需要使用高压电源，微波泄漏和电磁干扰小，其微波输 出功率精确、稳定，与其相配合的控制模块简单、成本低。
2. 本热疗机中在末级放大器的输出端串联一隔离器，隔离器可以采用微波 铁氧体单向传输器件，该微波铁氧体单向传输器件只允许沿一个方向传输的微 波顺利通过，而对相反方向传输的波则有很大的衰减。该结构有效的减小了反 射的微波对微波源模块的损害。
3. 本热疗机中通过单片机和显示模块的相互配合来显示反馈数据和输出控 制信号，操作人员只需要按动按钮既可以完成控制过程，其操作简便，自动化 水平高，操作人员只需要简单培训既可以进行操作。
4. 本热疗机中的功率检测模块检测实时的微波输出功率的感应电平，并将 该电平反馈至单片机内，单片机通过比较再发出控制信号控制自动增益控制模 块调整各个放大模块的放大系数以实现较高的放大效率。
5. 本热疗机可以安装开关电源以实现供电，所用的开关电源中具有过载保 护功能，该功能进一步提高了微波热疗机工作的安全性。
6. 本实用新型结构简单、成本低廉，同现有釆用磁控管的设备相比较，具
有重量轻，体积小的优点，它与单片机和显示模块相互配合使用，具有较好的 可操作性，整体体积小，提高了微波治疗的流动性、方便性。
图1是本实用新型的结构示意图2是本实用新型的电路原理图3是单片机控制程序中功率检测程序的工作流程图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不 是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
一种单片机控制的微波热疗机，如图1所示，由壳体3、安装在壳体内的 微波源模块和控制模块组成，该两个模块为统一封装的单元结构1，微波源 模块的输出端连接设置在壳体表面的射频输出头4，控制模块电连接微波源 模块，本实用新型的创新如图2所示微波源模块由使用微波固态源的本振、 激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块组成，本振的输出端连接激励放 大模块的输入端，激励放大模块的输出端连接前级放大模块的输入端，前级放 大模块的输出端连接末级放大模块的输入端，末级放大模块的输出端连接射频 输出头。在末级放大器的输出端还连接一隔离器的输入端，该隔离器的输出端连接射频输出头。
控制模块由单片机、功率检测模块和自动增益控制模块(AGC)组成，其具 体连接结构是功率检测模块的输入端连接末级放大器的输出端，功率检测模 块的输出端通过串口模块连接单片机的输入输出接口，单片机的输入输出接口 通过串口模块连接自动增益控制模块的输入端，自动增益控制模块的输出端分 别与激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块电连接。
为了提供良好的人机交互界面，在单片机的输入输出接口上还连接一显示 模块2。
各模块的作用如下
本振可以采用微波半导体器件，比如常见的微波二极管或微波晶体管，它
的作用是产生稳定频率的微波，它可以在915士30MHz的范围内调整所需要的工 作频率，频率的稳定性可以达到士2腿z。
激励放大模块由三菱公司的PF211芯片组成的电路，它将本振输出的信号 放大到瓦级。
激励放大模块的输出经过由MRF897芯片组成的前级放大模块和由MRF899 芯片组成的末级放大模块进行放大，本振的信号被放大至120瓦以上，该被放 大的信号通过隔离器后输送至壳体表面设置的射频输出头。
隔离器可以采用微波铁氧体单向传输器件，该微波铁氧体单向传输器件只 允许沿一个方向传输的微波顺利通过，而对相反方向传输的波则有很大的衰减。 该结构有效的减小了反射的微波对微波源模块的损害
功率检测模块由Maxim公司的A0L90芯片组成的电路，它检测的是与末级 放大模块输出端的微波输出功率大小成正比的感应电平，并将该信号经D/A转 换后通过串口模块反馈至单片机，并由单片机与预设信号进行比较后输出控制 信号控制自动增益控制模块调整激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块 的放大系数。
自动增益控制模块由ST公司的LM358芯片组成的电路，其主要目的是根据 单片机的控制信号对激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块的放大系数 进行调整，使微波输出功率和单片机内预设的输出功率相同的前提下使各放大 模块的效率更高，放大模块工作的更稳定。
单片机可以是市场上购买的各种型号的单片机，它通过串口模块与其它模 块实现数据信号和控制信号的传递，该单片机的功能主要是显示微波热疗机的 工作状态、设置一些微波热疗机输出功率、报警功率值、报警温度值、提供报 警信号的显示，在单片机内还可以预设一些由编程语言编写的管理程序和数据 査询程序以提供较好的人机交互界面。
上述所指的串口模块可以选用市场上出售的带有D/A和A/D转换电路的串 口芯片以縮小电路的规模。本实施例中微波源模块、功率检测模块和自动增益控制模块也可以封装在 一起，封装在一起或者分开设置的具体形式可根据微波热疗机的体积要求确定。
本实用新型中可加装开关电源以实现对各模块的供电，由于开关电源中具 有过载保护功能，该功能进一步提高了各模块的工作安全性。
本实用新型中单片机控制程序中功率检测程序的工作流程图如图3所示
1. 程序开始；
2. 单片机通过串口模块实时读取功率检测模块的感应电平信号；
3. 该感应电平信号与单片机内预设的报警信号进行比较
感应电平信号小于预设报警信号时
程序跳转至A03处继续运行。 感应电平信号大于预设报警信号时
(1) 单片机进行声光报警，在单片机的屏幕上显示感应电平对应的微波功 率值并通过自动增益控制模块调整各放大模块的放大系数；
(2) 单片机继续通过串口模块实时读取功率检测模块的感应电平信号；
(3) 判断感应电平信号是否小于预设报警信号，大于时，程序跳转至A04 处继续运行；小于时，单片机发出控制信号关闭自动增益控制模块对各放 大模块的调整，程序跳转至A03处继续运行。 本实用新型的工作原理是
1. 本振以稳定的频率产生信号；
2. 该信号经过激励放大模块放大至瓦级信号后再经过前级放大模块和末级 放大模块被放大至120瓦以上；
3. 单片机实时检测功率检测模块的反馈信号，经过与预设值的比较后输出 控制信号至自动增益控制模块调整激励放大模块、前级放大模块和末级放大模 块的放大系数。
权利要求1、一种单片机控制的微波热疗机，由壳体、安装在壳体内的微波源模块和控制模块组成，微波源模块的输出端连接设置在壳体表面的射频输出头，控制模块电连接微波源模块，其特征在于所述的微波源模块由使用微波固态源的本振、激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块组成，本振的输出端连接激励放大模块的输入端，激励放大模块的输出端连接前级放大模块的输入端，前级放大模块的输出端连接末级放大模块的输入端，末级放大模块的输出端连接射频输出头。
2、 根据权利要求1所述的一种单片机控制的微波热疗机，其特征在于: 所述的末级放大器的输出端还连接一隔离器的输入端，该隔离器的输出端连 接射频输出头。
3、 根据权利要求1所述的一种单片机控制的微波热疗机，其特征在于 所述的控制模块由单片机、功率检测模块和用于调整激励放大模块、前级放 大模块和末级放大模块中放大系数的自动增益控制模块组成，功率检测模块 的输入端连接末级放大器的输出端，功率检测模块的输出端通过串口模块连 接单片机的输入输出接口，单片机的输入输出接口通过串口模块连接自动增 益控制模块的输入端。
4、 根据权利要求3所述的一种单片机控制的微波热疗机，其特征在于所述的单片机的输入输出接口上还连接一显示模块。
专利摘要本实用新型涉及一种单片机控制的微波热疗机，由壳体、安装在壳体内的微波源模块和控制模块组成，微波源模块的输出端连接设置在壳体表面的射频输出头，控制模块电连接微波源模块，其中微波源模块由使用微波固态源的本振、激励放大模块、前级放大模块和末级放大模块组成。本实用新型结构简单、成本低廉，同现有采用磁控管的设备相比较，具有重量轻，体积小的优点，它与单片机和显示模块相互配合使用，具有较好的可操作性，整体体积小，提高了微波治疗的流动性、方便性。
文档编号A61B18/18GK201361109SQ20092009590
公开日2009年12月16日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者罗德强 申请人:天津市兰德医疗器械有限公司