專利名稱：一種碳素紅外波動場治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療保健裝置，特別是涉及一種碳素紅外線治療儀。
背景技術(shù)：
紅外治療儀在各種疾病在治療中得到廣泛應(yīng)用并取得良好效果，其品種琳瑯滿目，專利多種多樣。如紅外治療儀、遠紅外理療儀、頻譜儀等。對于消費者防病治病起到積極作用，但也存在一些不足之處，如專利號為ZL90109331，專利申請日為1990年11月18日，實用新型名稱為寬頻譜能量可調(diào)輻射治療儀和專利號為ZL96117067，專利申請日為1996年8月22日，實用新型名稱為一種紅外理療器的兩份專利文件中的技術(shù)方案，它們的共同特征是紅外發(fā)射源均為陶瓷發(fā)熱管，即陶瓷管表面涂有一層按一定配方的進行配比的金屬氧化物，管內(nèi)置放合金電阻絲電熱元件，不足之處在于它的紅外輻射轉(zhuǎn)換效率低、紅外頻譜分布范圍較窄。又如專利號為ZL 00112686，專利申請日為2000年2月15日，實用新型名稱為多源紅外治療儀的專利文件中采用五片電阻不同的圓弧型發(fā)熱基片，表面分別涂有不同的金屬氧化物涂層，雖然擴展了紅外頻譜分布范圍但是紅外輻射轉(zhuǎn)換效率低的缺點卻沒有得到克服。且以上所有紅外治療儀的輻射均為靜態(tài)，而人體與外界環(huán)境之間的輻射交換是一個復(fù)雜函數(shù)，并且與血液循環(huán)和新陳代謝有關(guān)首先不同皮膚狀況對紅外線吸收率不同無色素沉著的皮膚可將入射紅外線反射55％～62％，有無色素沉著的皮膚其反射率下降到42％，皮膚充血時反射率迅速下降到14％；其二不同疾病對于紅外輻射的場強和頻譜要求不一樣如燒傷、燙傷、潰瘍等疾病，要求10μ～25μ紅外線，滲透皮膚表層0.5～1mm使?jié)B出組織液迅速形成保護膜，避免感染，促進疾病痊愈。如關(guān)節(jié)、肌肉及軟組織扭傷，則需1.5μ～5μ紅外線，滲透皮膚下面，促進淤血吸收；其三不同年齡和不同體質(zhì)的人對于紅外線的感覺和耐受力也不同，所以在紅外治療過程中，也需因人因時而異，對于紅外輻射的場強和頻譜作適當(dāng)調(diào)整。由于疾病呈現(xiàn)的多樣性，使得靜態(tài)紅外輻射治療作用的局限性顯露出來。理論和實踐證明只有交替變化的場強對人體作用處于最佳狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的一種輻射頻率分布寬、紅外轉(zhuǎn)換效率高且紅外輻射能改變的碳素紅外波動場治療儀。
本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題而采取的技術(shù)方案如下一種碳素紅外波動場理療儀，包括碳素紅外發(fā)生器、單片機電路、溫度傳感器、紅外控制電路和控制面板，由單片機電路、紅外控制電路控制的碳素紅外發(fā)生器所發(fā)射的紅外輻射場是動態(tài)的，其紅外輻射強度W/Cm2、紅外頻譜峰值波長λmax、輻射變化周期t均是動態(tài)交替變化的。
所述動態(tài)變化的紅外輻射頻譜峰值λmax是隨著人體頻譜峰值λmax的變化而變化。
它還有紅外探測頭和信號采樣比較電路，所述紅外輻射場的動態(tài)變化是由紅外探測頭探測人體發(fā)射的紅外頻譜峰值λmax，經(jīng)信號采樣比較電路、單片機電路、紅外控制電路進行信號處理，指令紅外發(fā)生器發(fā)射與人體共振的紅外頻譜峰值λmax。
紅外探測頭設(shè)置在紅外發(fā)生器輻射不到且能接收到人體紅外輻射頻譜的位置。
所述動態(tài)變化的紅外輻射頻譜峰值λmax設(shè)置在1μ～25μ交替動態(tài)變化。
其紅外頻譜分布范圍為0.75μ～100μ，且90％集中于人體易吸收的2.5μ～15μ范圍。
所述的碳素紅外發(fā)生器T值的范圍在1180K-330K內(nèi)變化，其輻射強度在11W/Cm2～0.8W/Cm2之間變化。
所述碳素紅外發(fā)生器的輻射頻譜為0.8μ～25μ，峰值λmax在2.5μ～11.2μ變動，λmax為一定寬度頻譜紅外輻射線。
所述碳素紅外發(fā)生器的輻射場強呈周期性，其交變頻率為200Hz～0.1Hz。
所述碳素紅外發(fā)生器為石英管狀、柔性的碳纖維電熱線、C/C碳碳結(jié)晶體制成片狀或曲面片狀。
本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達到的有益效果是采用新型碳素纖維、C/C材料制成的寬頻譜紅外發(fā)生器，其紅外頻譜分布范圍是0.75μ～100μ甚至更寬，且90％集中于人體易吸收的2.5μ～15μ范圍，它紅外輻射率ε達98％，穿透力很強，既是電熱體也是紅外輻射體，因此無轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，比傳統(tǒng)紅外發(fā)生器熱轉(zhuǎn)換效率大大提高，本發(fā)明采用紅外探測頭探測人體發(fā)射的紅外頻譜，將信號經(jīng)采樣比較電路、單片機電路和紅外控制電路進行處理后，來控制碳素紅外發(fā)生器發(fā)射與人體共振的紅外頻譜，當(dāng)人體頻譜發(fā)生變化，溫度傳感器就會進行實時監(jiān)測并會重復(fù)上述過程，就能使碳素紅外發(fā)生器所發(fā)射出的紅外線能實時隨著人體和外界環(huán)境的改變而改變，從而能始終使共振吸收保持在最佳狀態(tài)，因此很好地解決了由于不同皮膚狀況對紅外線吸收率不同、不同疾病對紅外輻射的場強和頻譜要求不一樣以及不同年齡和不同體質(zhì)的人對紅外線的感覺和耐受力不同而帶來的問題。


圖1為本發(fā)明基本原理圖；圖2為本發(fā)明碳素紅外發(fā)生器輻射頻譜分布圖；圖3為人體紅外頻譜吸收分布4為本發(fā)明碳素紅外發(fā)生器輻射場強動態(tài)圖；圖5-圖7為本發(fā)明碳素紅外發(fā)生器λmax動態(tài)圖；圖8-圖9為本發(fā)明石英管碳素紅外發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明碳素纖維線紅外發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖11為本發(fā)明C/C碳碳結(jié)晶紅外發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
由圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，一種碳素紅外波動場治療儀，包括溫度傳感器、紅外探測頭和安裝在輕觸控制面板上的信號采樣比較電路、單片機電路、紅外控制電路、溫度傳感器和碳素紅外發(fā)生器，由紅外探測頭探測人體發(fā)射的紅外頻譜，然后將控測到的紅外頻譜信號輸入采樣比較電路，再將經(jīng)信號采樣比較電路篩選后的信號輸入單片機電路，由單片機電路產(chǎn)生一定周期脈沖信號輸送給紅外控制電路，最后由紅外控制電路控制紅外發(fā)生器的遠紅外輻射周期，并指令紅外發(fā)生器發(fā)射與人體共振的紅外頻譜，使人機處共振吸收狀態(tài)，當(dāng)人體頻譜發(fā)生變化，紅外探測頭會進行實時監(jiān)測并會重復(fù)上述過程，能始終使共振吸收保持在最佳狀態(tài)，其中紅外發(fā)生器是由碳素纖維或C/C材料制成的碳素紅外發(fā)生器，其紅外頻譜分布范圍為0.75μ～100μ，且90％集中于人體易吸收的2.5μ～15μ范圍，T值的范圍在1180K-330K內(nèi)變化，其輻射強度在11W/Cm2～0.8W/Cm2之間變化，輻射頻譜為0.8μ～25μ，峰值λmax在2.5μ～11.2μ變動，λmax為一定寬度頻譜紅外輻射線，其次碳素纖維紅外輻射率ε達98％穿透力極強，碳素紅外發(fā)生器既是電熱體也是紅外輻射體，無轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，比傳統(tǒng)紅外發(fā)生器熱轉(zhuǎn)換效率大大提高，碳素紅外發(fā)生器可制作呈多樣形式，本發(fā)明將碳素紅外發(fā)生器制作為三種(1)、石英管狀碳素紅外發(fā)生器，即將碳素纖維放入石英管內(nèi)，安裝引出電極，密封后抽真空注入保護氣體制成，其形狀可以是環(huán)型、直型、U型等。(2)、C/C碳碳結(jié)晶體制成片狀或曲面片狀碳素紅外發(fā)生器(3)、碳纖維電熱線制成各種形狀柔性碳素紅外發(fā)生器。
依據(jù)斯特芬-波爾茲曼定律Eb=∫0∞Ebλdλ=C1λ-5lC2/λT-1dλ=σbT4---(1)]]>Eb=Cb(T100)4---(2)]]>人體正常溫度為37℃亦310K，由上述公式所得人體輻射，λmax約為9.348μm，人體又是一個漫輻射體，其輻射光譜是以9.348μm峰值的連續(xù)光譜。依據(jù)熱傳輸原理，熱量由高溫物體傳遞給低溫物體，本發(fā)明碳素紅外發(fā)生器絕對溫度T在上閾值為1180K、下閾值為330K范圍內(nèi)變化。
為了滿足不同疾病對于紅外輻射對于皮膚穿透深度之需要，本發(fā)明碳素紅外發(fā)生器輻射頻譜為0.8μ～25μ，λmax在2.5μ～15μ變動，λmax為一定寬度頻譜紅外輻射線。
依據(jù)普朗克定律和維恩位移定律Eb.λ=C1λ-5lc2/λT-1dλ---(3)]]>λmaxT＝2897.6μm*K(4)λmax＝2897.6μm*K/T (5)依據(jù)公式(5)得知隨著輻射元件表面溫度上升，輻射波長向短波方向偏移，不同年齡和不同體質(zhì)的人對于紅外線的感覺和耐受力也不同，所以在紅外治療過程中，本發(fā)明通過振蕩電路輸送給單片機信號，再由單片機電路產(chǎn)生一定周期脈沖輸送給紅外控制電路，控制碳素紅外發(fā)生器的遠紅外輻射周期，其交變周期性為為200Hz～0.1Hz。
遠紅外線是電磁波的一種，同樣具有波粒二相性。它不僅使皮膚產(chǎn)生熱效益，而且能與人體輻射的紅外線產(chǎn)生共振，通過共振吸收激發(fā)人體內(nèi)能，毛細血管擴張，使分子團裂化，重新組合較小的水分子團使得水分子締合度縮小，加速血液流動，使維循環(huán)血流量能增加一倍，強化各組織之間新陳代謝，提高集體免疫能力，達到防病治病效果。
振動系統(tǒng)受交變策動力作用，回應(yīng)達到最大振幅的狀態(tài)，稱為共振。在量子力學(xué)系統(tǒng)中，當(dāng)入射輻射的頻率滿足波爾條件時，v=E1-E2h---(5)]]>即生共振吸收；式中E1和E!! EMBED Equation.32是系統(tǒng)的終態(tài)和處態(tài)的能量，h是普朗克常數(shù)。
為了使共振達到最佳狀態(tài)，本發(fā)明采用紅外探測頭探測人體發(fā)射的紅外頻譜，將信號輸入采樣比較電路，再將篩選后信號輸入單片機電路，由單片機電路發(fā)出指令，紅外控制電路使碳素紅外發(fā)生器發(fā)射與人體共振紅外頻譜。當(dāng)人體頻譜發(fā)生變化，上述過程會重復(fù)進行，始終使人體紅外頻譜共振吸收保持在最佳狀態(tài)。
紅外探測頭安裝位置可以任意設(shè)置，為了簡化電路、降低成本，紅外探測頭設(shè)置在紅外發(fā)生器輻射不到且能接收到人體紅外輻射頻譜的位置，如當(dāng)紅外發(fā)生器對人體的正面進行輻射時，紅外探測頭即設(shè)置人體背面位置；此時紅外探測頭主要接收人體紅外輻射λmax且少有其它輻射干擾，可以簡化采樣比較電路。
當(dāng)關(guān)閉紅外探測頭電路，如附圖5所示碳素紅外波動場治療儀λmax呈交替變化狀態(tài)。
如圖8和圖9所示石英管碳素紅外發(fā)生器由石英管1、電極2和碳素纖維3構(gòu)成。
如圖10所示碳素電熱線紅外發(fā)生器由支撐體4、電極2和碳素纖維電熱線3構(gòu)成。
如圖11所示C/C碳素紅外發(fā)生器由電極2和C/C碳素3構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種碳素紅外波動場理療儀，包括碳素紅外發(fā)生器、單片機電路、溫度傳感器、紅外控制電路和控制面板，其特征在于由單片機電路、紅外控制電路控制的碳素紅外發(fā)生器所發(fā)射的紅外輻射場是動態(tài)的，其紅外輻射強度W/Cm2、紅外頻譜峰值波長λmax、輻射變化周期t均是動態(tài)交替變化的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于所述動態(tài)變化的紅外輻射頻譜峰值λmax是隨著人體頻譜峰值λmax的變化而變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于它還有紅外探測頭和信號采樣比較電路，所述紅外輻射場的動態(tài)變化是由紅外探測頭探測人體發(fā)射的紅外頻譜峰值λmax，經(jīng)信號采樣比較電路、單片機電路、紅外控制電路進行信號處理，指令紅外發(fā)生器發(fā)射與人體共振的紅外頻譜峰值λmax。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于紅外探測頭設(shè)置在紅外發(fā)生器輻射不到且能接收到人體紅外輻射頻譜的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于所述動態(tài)變化的紅外輻射頻譜峰值λmax設(shè)置在1μ～25μ交替動態(tài)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于其紅外頻譜分布范圍為0.75μ～100μ，且90％集中于人體易吸收的2.5μ～15μ范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于所述的碳素紅外發(fā)生器T值的范圍在1180K-330K內(nèi)變化，其輻射強度在11W/Cm2～0.8W/Cm2之間變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于所述碳素紅外發(fā)生器的輻射頻譜為0.8μ～25μ，峰值λmax在2.5μ～11.2μ變動，λmax為一定寬度頻譜紅外輻射線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于所述碳素紅外發(fā)生器的輻射場強呈周期性，其交變頻率為200Hz～0.1Hz。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種碳素紅外波動場治療儀，其特征在于所述碳素紅外發(fā)生器為石英管狀、柔性的碳纖維電熱線、C/C碳碳結(jié)晶體制成片狀或曲面片狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳素紅外波動場理療儀，包括碳素紅外發(fā)生器、單片機電路、溫度傳感器、紅外控制電路和控制面板，由單片機電路、紅外控制電路控制的碳素紅外發(fā)生器所發(fā)射的紅外輻射場是動態(tài)的，其紅外輻射強度W/Cm
文檔編號A61N5/06GK1666791SQ200510033689
公開日2005年9月14日 申請日期2005年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月24日
發(fā)明者李家俊 申請人:李家俊