专利名称：多用途定向冲击波发生装置的制作方法
技术领域：
本发明属于液电式冲击波发生装置，特别属于长寿命型冲击波发生装置。
背景技术：
体外冲击波技术应用于医学治疗已有二十年历史，主要作用于治疗人体泌尿系结石病。其作用原理是将产生的冲击波利用反射体或声学透镜聚焦，通过水作介质将聚焦冲击波导入人体，并把能量聚焦在一个小的焦区内，从而将结石粉碎。现有的液电式冲击波源即冲击波发生装置，其原理是利用一根电极棒的放电电极尖端置于椭球体第一焦点的水中通过高压放电，产生液电效应并形成放射状的冲击波，然后通过椭球形的金属反射体将冲击波聚焦在第二焦点上。其优点是结构简单，能量转换效率高；其存在的不足是，电极尖端经过多次放电以后，由于电火花消蚀作用，使间隙扩大，产生放电不稳定，从而第二焦点容易发生漂移，造成定位不准确，治疗效果降低。而且需要经常更换电极棒，增加了治疗成本和操作人员的工作量。
发明内容
本发明定向冲击波发生装置能够很好的解决现有技术液电式冲击波源存在的不足，产生定向发射的冲击波，输出方式多，除平行输出外，需要聚焦时可用曲面稳定聚焦，不会造成冲击波聚焦焦点的漂移。由于放电端改用放电球等凸状物，极大地延长了使用寿命。放电球和震动体连合于一体保证了液电冲击波的高效率能量转换，不需要使用电极棒，无需经常更换易耗件，减少操作人员的工作量及设备运行成本。并且除了能够运用在医学治疗设备外，还能利用本原理的方案，方便地应用在其他领域如工业探伤、地球物理探测等等。
本发明的目的可以通过采取以下技术措施来达到
设计、制造一种多用途定向冲击波发生装置，包括高压储能电器和电极，以及电极间传能转能用液体；尤其是所述电极又包括负电极和正电极；所述负电极中部设有上凸起；所述正电极中部对应设有下凸起。
图1是本发明多用途定向冲击波发生装置结构图；图2是所述冲击波发生装置弧面聚焦结构图；图3是所述冲击波发生装置多段变径圆锥内台面聚焦结构图；图4是图3所述聚焦结构的局部放大示意图。
具体实施例方式
以下结合附图详述本发明的实施例。
一种多用途定向冲击波发生装置，包括高压储能电器15和电极，以及电极间传能转能用液体9；尤其是所述电极又包括负电极1和正电极2；所述负电极1中部设有上凸起101；所述正电极2中部对应设有下凸起201。传能转能用液体9在所述电极放电时有助于液电效应的产生。
所述负电极1中部上凸起101内部，设有与所述上凸起相互绝缘的触发电极12；所述正电极2在所述下凸起201的相反方向设有定向冲击波输出面26。所述负电极1又包括上凸起101四周的基部，该基部的周边与所述传能转能用液体9的容器壁连为一体。
具体实施例中，所述储能电器15可以是高压电容器，也可以是电池或其它储能电器。所述与负电极1相连的容器壁和正电极2之间设有滑动定向护套3。所述正电极2在负电极1的作用下，沿定向护套3作定向往复运动。
所述定向冲击波输出面26可以是平面或凹弧面，也可以是多段变径圆锥内台面，按照聚焦与否及需要的工作对象而定。所述上凸起101和下凸起201起放电作用，可以是椭球形，例如圆球或椭圆球，以便产生高强能量的冲击波，同时减缓放电中产生电极损耗，而且电极的损耗不会影响工作焦斑的大小或位置。在能量需求不高时，所述上凸起101和下凸起201也可以是三角形、柱台形或甚至是细棒形。
所述定向冲击波输出面26一侧还设有柔性液囊8，其中充满清洁水或乳状体的传能液体7，以用于传递冲击波的能量。所述传能转能用液体9和传能液体7可以是清洁水。
所述传能转能用液体9所在的容器设有进水口10和出水口11。
实用中，如图1、2和图3所示是定向冲击波发生器结构的截面图，该波源的金属震动块2可以造成圆柱体和椭圆柱体等多种形状柱体，或球冠形等，根据不同需要进行选择。
定向冲击波发生装置可包括十多个部分，如高压电容15，其高电位端接直流高压输入端14，其低电位端接输入电压参考零电位点及保护接地点13；直流高压分别通过导线接入金属震动块高电位电极2和金属外壳零电位电极1。两极间的放电腔内注入液体例如水9，并由注水口10和出水口11间歇或连续地注入新鲜水，并排出液电效应作用后的水，以保证放电腔内的水9维持稳定的化学成份，防止过度电离。当触发极12接入触发电压瞬间，激发高电位极2的下凸部201通过放电腔中的水9向金属外壳零电位极1的上凸部101瞬间放电，产生强烈的液电效应，爆发式地瞬间推动高电位极震动块2，因为金属震动块高电位极2在金属外壳零电位极1间的筒状滑动护套3内，由于护套3的定向作用，使震动块高电位极2作定向冲击运动，在软囊8内的水7中形成定向冲击波。如果定向冲击波输出面26是平面，则按射线6的方向输出平面冲击波，如图1；如果定向冲击波输出面26是球面，则可输出球面冲击波，并射向球心，按射线6的方向，在球心聚焦为冲击波聚焦点F，如图2；如果定向冲击波输出面26为多段变径圆锥内台面，则可形成环形冲击波，并向环形冲击波发射方向运动，如图3和图4，形成焦斑较大的环形冲击波聚焦区。定向冲击波输出面26是按弧面排列的多面体，也可以达到同环形冲击波聚焦区接近的效果。
定向冲击波发射方向或聚焦方向，都置于液体例如水作介质的作业体内，如果作业体是人体病变部位，则用适当能量的冲击波，可起治疗作用。例如调整球面冲击波的焦点对准人体肾结石，即可将结石击碎治疗肾结石病。如果作业体是工业产品或水下地球物质，利用冲击波发射作用后的回波或透射波进行接收分析，则可对工业产品内部探伤或作地球物理量分析。
本发明多用途定向冲击波发生装置是利用高压电在放电腔内放电产生液电效应生成冲击波，推动震动块在护套的定向作用下，使震动块瞬间作定向往返震动，震动块的另一面也是置于水中的震动面，瞬间压迫水，由于水的不可压缩持性，使得震动冲击能量利用水作为介质定向传播出去。如果压迫水的震动面是半球面或球冠，则冲击波以球面向球心聚焦方式传播，并使冲击波在球心聚焦；如果震动面是环形球面，则在球心的焦区是与环形宽度相关联的一个焦区；如果震动面是平面，则冲击波是以平面纵向直线传播。根据以上特性，可用于医疗领域作体外冲击波治疗机的波源；探测工业产品内部状况的波源；及作为水下地球物理探测器的波源。
权利要求
1.一种多用途定向冲击波发生装置，包括高压储能电器(15)和电极，以及电极间传能转能用液体(9)；其特征在于所述电极又包括负电极(1)和正电极(2)；所述负电极(1)中部设有上凸起(101)；所述正电极(2)中部对应设有下凸起(201)。
2.根据权利要求1所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述负电极(1)中部上凸起(101)内部，设有与所述上凸起绝缘的触发电极(12)；所述正电极(2)在所述下凸起的相反方向设有定向冲击波输出面(26)；所述负电极(1)又包括上凸起(101)四周的基部，该基部的周边与所述传能转能用液体(9)的容器壁连为一体。
3.根据权利要求2所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述储能电器(15)是高压电容器；所述与负电极(1)相连的容器壁和正电极(2)之间设有滑动定向护套(3)。
4.根据权利要求3所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述定向冲击波输出面(26)是平面。
5.根据权利要求3所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述定向冲击波输出面(26)是凹弧面。
6.根据权利要求3所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述定向冲击波输出面(26)是多段变径圆锥内台面。
7.根据权利要求4或5或6所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述上凸起(101)和下凸起(201)是椭球形；所述定向冲击波输出面(26)一侧还设有柔性液囊(8)，其中充满传能液体(7)。
8.根据权利要求7所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述传能转能用液体(9)是清洁水；所述传能液体(7)是清洁水或乳状体。
9.根据权利要求3所述的定向冲击波发生装置，其特征在于所述传能转能用液体(9)所在的容器设有进水口(10)和出水口(11)。
全文摘要
一种多用途定向冲击波发生装置，包括高压储能电器(15)和电极，以及电极间传能转能用液体(9)；尤其是所述电极又包括负电极(1)和正电极(2)；所述负电极(1)中部设有上凸起(101)；所述正电极(2)中部对应设有下凸起(201)。本装置产生定向发射的冲击波，输出方式多，除平行输出外，需要聚焦时可用曲面稳定聚焦，不会造成冲击波聚焦焦点的漂移。由于放电端改用放电球等凸状物，极大地延长了使用寿命。放电球和震动体连合于一体保证了液电冲击波的高效率能量转换，不需要使用电极棒，无需经常更换易耗件，减少操作人员的工作量及设备运行成本。除运用在医学治疗设备外，还能应用在其他领域如工业探伤、地球物理探测等等。
文档编号B06B1/02GK1621162SQ20031011240
公开日2005年6月1日 申请日期2003年11月28日 优先权日2003年11月28日
发明者陈明 申请人:陈明