超聲輔助創(chuàng)傷治療儀的研究開發(fā).pdf

1、超聲波具有波長短,頻率高,穿透能力強,能夠引起空化作用和霧化作用等特點,廣泛應用于超聲清洗領域。超聲輔助創(chuàng)傷治療儀利用超聲波空化效應可無損傷清理傷口,深層清洗殺菌,改善局部微循環(huán),從而促進傷口愈合。超聲輔助創(chuàng)傷治療儀分為超聲波發(fā)生器和超聲振動系統(tǒng)兩部分,其核心部分是超聲振動系統(tǒng),一般由換能器、變幅桿和工具頭等組成,超聲振動系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到超聲清洗的質量。本課題通過對超聲振動系統(tǒng)的結構進行優(yōu)化設計,使其變幅桿前端獲得更大振幅,該設計采

2、用兩級超聲變幅桿,第一級為形狀因數不大而放大系數大的階梯形變幅桿,第二級為圓錐過渡的復合變幅桿。同時為改善驅動效果,提高超聲換能器的系統(tǒng)效率,本課題基于所設計的超聲換能器設計了匹配電路,主要工作集中在以下幾個方面:
　　 1.超聲振動系統(tǒng)的理論研究:研究內容包括超聲振動系統(tǒng)的工作機理、以及振動系統(tǒng)頻率方程、諧振長度、位移節(jié)點、放大系數、形狀因數等的確定方法,從而為超聲振動系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供了結構參數和理論依據。
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3、.利用有限元軟件ANSYS對超聲振動系統(tǒng)進行有限元分析,將超聲振動系統(tǒng)各結構尺寸參數化,利用有限元的優(yōu)化設計模塊對結構進行優(yōu)化設計。優(yōu)化設計的超聲振動系統(tǒng)具有如下特點:(1)超聲振動系統(tǒng)應力分布較均勻。(2)在兼顧超聲振動系統(tǒng)形狀因數的情況下,在超聲振動系統(tǒng)變幅桿末端振幅較大。
　　 3.為提高超聲換能器的系統(tǒng)效率,采用電容-電感匹配方式,利用換能器等效電路分析結果為換能器設計了匹配電路。
　　 4.對超聲輔助創(chuàng)傷治療儀