专利名称：艾灸温度测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种用于测量艾条在艾灸过程中燃烧温度随时空的变化，以判断艾条的质量的艾灸温度测量仪。
背景技术：
艾灸是中医的基本疗法。艾灸多使用艾条，各产地、品种、采集期、储存期、艾绒加工卷制工艺及添加物种类与添加量的不同都会影响艾条治疗效果。艾灸的作用方式主要由燃烧物的药物作用、燃烧热的温熙作用、热辐射近红外光对腧穴的透穴和在经络中传输作 用组成，后者可作用于所属脏腑并产生全身调节。尽管不同的作用对应不同适应症，但近红外光的透穴能力与远距离作用更能反映艾灸效果与艾条质量。李时珍云“相传他处艾灸酒坛不能透，蕲艾一灸则直透彻，为异也”，应指近红外光的透穴能力。而近红外光穿透性与波长成反比，与燃烧温度成正比。此温度为艾条的最高燃烧温度，而非皮肤感受的温度。故本申请人认为艾条质量应包括最高燃烧温度、燃烧稳定性、燃烧温度分布三项指标。使用艾灸的艾条，因产地、品种、采集期、储存期、艾绒加工卷制工艺及添加物种类与添加量的不同会影响艾条治疗效果，而目前尚没有评判艾条质量和艾灸治疗效果的统一标准。
发明内容本实用新型的目的是针对上述现状，旨在提供一种操作简便，测量准确，能为评判艾条的质量及相应的艾灸临床治疗效果提供科学依据的艾灸温度测量仪。本实用新型目的的实现方式为，艾灸温度测量仪由测量仪和热电偶定位器组成，单片机接三台智能温度控制仪表的9、10端口，三台智能温度控制仪表的I、2端口接电源，18、19端口分别连接可拆卸式多热电偶探头热电偶的正、负极，步进电机升降臂的控制端口并联于智能温度控制仪表的18、19端口，并连接于单片机的485端口，可拆卸式多热电偶探头的金属筒焊接于步进电机升降臂上；可拆卸式多热电偶探头有插入艾条的三个热电偶探头；插入艾条的三个热电偶探头处于艾条柱圆心，半径中点和表皮点；热电偶定位器的金属套筒内固定有三根空心钢针，三根空心钢针的位置与插入艾条的三个热电偶探头处于艾条的位置一致，空心钢针的内径大于热电偶探头的外径。使用本实用新型时，先用热电偶定位器在艾条柱内扎孔，将拆卸式多热电偶探头插入艾条内部的孔中，燃烧艾条时将温度信号传入智能温度控制仪表并输入电脑绘制曲线，温控仪表控制步进电机升降臂拖动热电偶以测定不同深度艾条内部的燃烧温度。本实用新型可测定艾条燃烧最高温度、燃烧稳定性、横截面燃烧温度分布，绘制温度-时间-空间曲线，计算出艾条燃烧过程中的红外辐射光谱，为评判艾条的质量标准及相应的艾灸临床治疗效果提供科学依据。本实用新型精确度高、稳定性高，故障率小、操作简单，便于推广。
图I为本实用新型结构示意图，图2为热电偶定位器结构示意图，图3为多热电偶探头及热电偶定位器三点在横截面的分布图，图4为艾条最高燃烧温度曲线图，图5为燃烧稳定性曲线图，图6为横截面燃烧温度分布曲线图，图7为燃烧温度-时间-空间曲线，图8为智能温度控制仪表的线路连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。参照图1、2、3、8，本实用新型由测量仪和热电偶定位器组成。单片机I接三台智能温度控制仪表2的9、10端口，三台智能温度控制仪表的I、2端口接电源，18、19号线口分别连接接可拆卸式多热电偶探头热电偶的正、负极。步进电机升降臂的控制端口并联于智能温度控制仪表的18、19端口并连接于单片机的485端口。可拆卸式多热电偶探头的金属筒焊接于步进电机升降臂上。可拆卸式多热电偶探头3有插入艾条的三个热电偶探头，插入艾条的三个热电偶探头处于艾条柱圆心6，半径中点7和表皮点8。热电偶定位器的金属套筒4内固定有三根空心钢针5，三根空心钢针的位置与插入艾条的三热电偶探头处于艾条的位置一致，空心钢针的内径大于热电偶探头的外径，以方便三个热电偶探头插入由热电偶定位器的三根空心钢针在艾条内所扎的孔中。三台智能温度控制仪表均为ALTEC生产的PC900智能数字调节器。三根热电偶均为神睫仪器仪表有限公司生产的SJ-600型热电偶。使用本实用新型时，先用热电偶定位器在艾条柱内扎孔，将拆卸式多热电偶探头插入艾条内部的孔中，燃烧艾条时将温度信号传入智能温度控制仪表并输入电脑绘制曲线，温控仪表控制步进电机升降臂拖动热电偶以测定不同深度艾条内部的燃烧温度。下面举出本实用新型的具体使用实例I、用于艾条柱燃烧最高温度的测量把艾条截成长度为66mm—段，垂直固定于铁架台，利用空心钢针在艾条柱圆心处扎孔，金属制热电偶在艾条圆心处钻孔，拆下插入艾条柱半径中点7和表皮点8的热电偶探头的1、2号热电偶，将插入艾条柱圆心6的O号热电偶从孔中由上至下插入33mm深处，启动与该热电偶相连的智能温度控制仪表，从下端点燃艾条柱，安装防风罩，观察艾条柱燃烧情况。绘制出如图4所示的最高燃烧温度曲线。从图4可知，柱心温度在点燃后17分34秒处开始明显升高，直至29分26秒时达到峰值848 °C。艾条峰值燃烧热力学温度Τ=273· 15+848=1121. 15Κ ;根据维恩位移定理[2]，可得λ m=b/T=2. 8977*10_3m · K/1121. 15Κ=2. 5846*10_6m=2. 5846 μ m。即该艾条燃烧时所辐射的最短红外波长为2. 5846 μ m。波长在O. 78-3. 00 μ m范围的电磁波称为近红外光，可见艾条最短波长辐射位于近红外波长波段，由于该波段的红外线穿透皮肤的能力较强，近红外线照射机体时，光子能透入到人体组织深部的血管、淋巴管、神经末梢及皮下组织达IOmm左右并为这些组织所吸收，波长越短，穿透力越强。2、艾条柱燃烧稳定性的测定把艾条柱截成长度为66mm—段，垂直固定于铁架台，利用空心钢针在艾条柱圆心处扎孔，金属制热电偶在艾条圆心处钻孔，拆下插入艾条柱半径中点7和表皮点8的热电偶探头的1、2号热电偶，将插入艾条柱圆心6的O号热电偶从孔中由上至下插入底端，探头处仅留下薄薄的一层艾绒包覆，启动与该热电偶相连的智能温度控制仪表，从下端点燃艾条柱，安装防风罩，观察艾条柱燃烧情况。在艾条柱温度首次下降时开启步进电机升降臂，热电偶端头与艾条柱燃烧点同步运动，使温度读数平衡在最大值处。绘制出如图5所示的燃烧稳定性曲线。从图5可见，艾条柱心温度在点燃后开始明显升高，由于热电偶过于接近艾条末 端，9分20秒后温度出现首次下降，说明艾条燃烧点已经越过热电偶探头，向上抽取2-3mm后，温度略微呈下降趋势，探头重新回到燃烧点前端，待温度再次下降明显时重复如前次抽取，其后随着燃烧速度逐步向上抽取热电偶使之与燃烧点同步移动，温度读数趋于水平状微小波动，主要分布于为843°C ±5°C范围内，该平台期保持了 6分49秒，800°C以上的持续时间为12分19秒，23分37秒时达到燃烧峰值848°C。施灸是一个长时间的治疗过程，那么是否能在较长时间内保证艾灸的效果是评判艾条柱质量的重要依据。艾条柱的选材，卷制均匀度及是否掺入添加物等因素对艾条燃烧稳定性有直接影响。若选材不好，艾绒中混有茎及未粉碎的叶会使艾灸温度发生一定幅度的波动；卷制前后松紧不一致会使其在峰值时形成前后不一致的平台期；添加物可能与艾绒引发一系列复杂的理化反应，使燃烧稳定性产生影响。本实验利用全程跟踪的手段，完整地揭示了艾条从点燃直至燃尽的整个柱圆心温度及其变化趋势，临床上对灸师选择艾条柱提供了科学依据。3、艾条柱燃烧横截面温度分布取一段66mm艾条，垂直固定于铁架台，利用空心钢针在艾条柱圆心处、半径中点处和表皮处扎孔，将热电偶探头的0、1、2号热电偶自上而下插入对应孔33mm深处，启动温度记录程序。绘制出如图6所示的燃烧横截面温度分布曲线。由图6可见，在三个测量点中，2号升温最早，在20分59秒出现最高温度41 (TC，整个温度曲线波动剧烈；I号在24分35秒时出现峰值731°C，整个温度曲线平滑；0号升温最晚，在28分10秒时出现峰值843°C，曲线平滑。O号、I号、2号的出峰时间间隔相近，均为3分35秒左右。横截面O、I、2号最高温度所对应的辐射波长分别为2. 5962 μ m、2. 8857 μ m和4. 2417 μ m0其中，0号及I号的辐射波长位于近红外波段，2号位于中红外波段，该参数反映了艾条燃烧时0、2号点处于极端位置，其光子数目较少，I号及附近光子数目较多，体现在谱图上振幅较大。即大量辐射能量可能来自I号及其附近的近红外线。这种复合波长的红外辐射可穿透皮肤的不同深度，形成的光刺激是多层次的，但透过皮肤穴位的主要光辐射来自I号附近的近红外光。4、艾条柱燃烧温度-时空四维综合图谱的测定[0038]按测量横截面温度分布所示方法在艾条中埋设热电偶，但插入深度在距下端15mm处，启动温度记录程序。在O号点温度首次达到最大值时，开启步进电机升降臂，使艾条柱圆心6的温度读数平衡在峰值处。绘制如图7所示的艾条燃烧温度-时空四维综合图谱。图7显示出图4的部分特点，如2、1、0号依次升温且达到峰值，分别为420°C、727°C和847°C。其中，在O号到达峰值847°C时，I号点温度下降到628°C，2号温度下降到308°C。在O号峰值开启步进电机升降臂同时抽取三根热电偶，O号温度基本不变，I号在一定范围内波动，温度分布在600±20°C，2号波动幅度较大且曲线呈明显下降趋势。其原因是I号接近中心点，升温和散温基本达到平衡，而2号贴近棉纸，保温效果差。艾条柱燃烧时其炭化部位形成椎体，O号热电偶位于椎体顶端，且随着燃烧点的变化而移动，故能保持温度的恒定。1、2号此时已被灰烬包埋，由于灰烬疏松，温度受外界因素影响较大，故波动明显，2号较I号离燃烧点更远，故温度波动幅度更大。整个曲线反映了艾条柱在燃烧过程中任意时刻的横截面温度分布，是具有四维属性的曲线，是上述三项指标的综合表征，它较全面地显示了艾条质量对艾灸近红外辐射作用的影响，反映在临床中人体皮肤所接受到的近红外辐射的丰富变化，对于动态分析艾灸的治疗效果具有重要意义。
权利要求1.艾灸温度测量仪，其特征在于由测量仪和热电偶定位器组成，单片机接三台智能温度控制仪表的9、IO端口，三台智能温度控制仪表的I、2端口接电源，18、19端口分别连接可拆卸式多热电偶探头热电偶的正、负极，步进电机升降臂的控制端口并联于智能温度控制仪表的18、19端口，并连接于单片机的485端口，可拆卸式多热电偶探头的金属筒焊接于步进电机升降臂上；可拆卸式多热电偶探头有插入艾条的三个热电偶探头；插入艾条的三个热电偶探头处于艾条柱圆心，半径中点和表皮点； 热电偶定位器的金属套筒内固定有三根空心钢针，三根空心钢针的位置与插入艾条的三个热电偶探头处于艾条的位置一致，空心钢针的内径大于热电偶探头的外径。
专利摘要本实用新型涉及一种艾灸温度测量仪。单片机接三台智能温度控制仪表，智能温度控制仪表接电源，分接可拆卸式多热电偶探头热电偶的正、负极和步进电机升降臂，可拆卸式多热电偶探头的三探头接步进电机升降臂；可拆卸式多热电偶探头有插入艾条的三个热电偶探头；插入艾条的三个热电偶探头处于艾条柱圆心，半径中点和表皮点；热电偶定位器的金属套筒内固定有位置与三热电偶探头处于艾条的一致的三根空心钢针。使用时，先用热电偶定位器在艾条柱内扎孔，将拆卸式多热电偶探头插入艾条孔中，燃烧时将温度信号传入智能温度控制仪表并输入电脑绘制温度-时间-空间曲线，计算燃烧过程中的红外辐射光谱。本实用新型精确度高、稳定性高、操作简单。
文档编号G01N25/22GK202676311SQ20122028817
公开日2013年1月16日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者洪宗国, 吕丰, 袁誉洪 申请人:中南民族大学