專利名稱：電位治療器的制作方法


圖1畫出了已有的電位治療器A在通常使用狀態(tài)下的斜視圖，其中1是電位治療器本體，2是電位治療器本體1的高壓輸出端，3是高壓電纜，4是通電墊，它由施加來自電位治療器本體1的高電壓的電極4a、覆蓋在電極4a表面四周的絕緣物4b以及用來使通電墊4整體與地面絕緣的絕緣片4b’所構(gòu)成。此外，5代表坐椅，5a代表使坐椅5與地面絕緣的絕緣器，6代表接受治療的人體。也就是說，這種電位治療器A大體上由電位治療器本體1及其高壓輸出端2和負載部分L(高壓電纜3、通電墊4、坐椅5、人體6)所組成。
這種電位治療器A的使用方法是，使坐在利用絕緣器5a與地面(大地)絕緣的坐椅5上的人體6的某一部分(例如腳)與四周覆蓋有絕緣物4b的通電墊4相接觸，對人體6施加高電位而進行治療。
圖2是圖1所示的電位治療器A(包含安全裝置B)的基本電路示意圖，其中與圖1相同的代號表示相同的部件，此外，7是市電電源，8是切斷輸出用的(輸出切斷)繼電器觸點，9是過電流探測電路，當(dāng)探測到過電流時，就使輸出切斷繼電器觸點8斷開。這樣，輸出切斷繼電器觸點8和過電流探測電路9構(gòu)成了電位治療器A的安全裝置B的電路。10是升壓變壓器，11是限流電阻。
上述已有的電位治療器A的安全裝置B是這樣工作的當(dāng)升壓變壓器10的次級路中流過的電流大于預(yù)先設(shè)定的電流(它是一個不變的規(guī)定值)時，該電流即被過電流探測電路9探測出來，使輸出切斷繼電器的觸點8斷開，從而使輸出切斷。然而，由于在這種歷來的電位治療器A的安全裝置B中，是通過預(yù)先設(shè)定的電流值與升壓變壓器10的次級回路電流的比較而進行探測的，而且即使電源電壓發(fā)生了變化，預(yù)先設(shè)定的電流值也不改變，所以從安全的角度考慮，存在著必須產(chǎn)生預(yù)計變動的電流設(shè)定值的問題。
因為治療是通過在人體上施加高電壓來進行的，這里所謂的理想的安全裝置B的電路，當(dāng)然首先不能讓對人體有危險的過電流流過人體，此外，即使電流值在設(shè)定值以下，當(dāng)負載值(由負載部分L產(chǎn)生的)危險時，也即大于預(yù)計的負載值(以下稱為設(shè)定負載)時也會變成危險狀態(tài)，也就是說該狀態(tài)存在著人體6中流過危險電流的可能性，因此理想安全裝置的電路還有必要是能夠預(yù)測上述狀態(tài)并事先動作的(安全)電路，這個動作點有必要僅僅根據(jù)上述的設(shè)定負載值來選定，其時必須盡量避免電源電壓變化的影響。
圖3是圖2所示負載狀態(tài)下的等效電路，其中Vi是市電電源7的輸入電壓，V是升壓變壓器10的次級電壓，Vo是輸出電壓，Io是輸出電流，R是限流電阻11的電阻值，C是當(dāng)負載為全電容時的負載電容值，RL是負載為全電阻時的電阻值。下面，假定市電電源7為Vi＝100V、50Hz，無負載時的輸出電壓Vo＝10000V，限流電阻阻值R取為固定值10MΩ，過電流探測電路9的設(shè)定值(動作電流)為500μA，分析當(dāng)輸入電壓Vi有±10%變化時，使過電流探測電路9動作的負載值將如何變化。由下述式(1)和式(2)所計算的結(jié)果如表1所示。
負載為純電阻情形RL= (V)/(I0) -R (1)負載為純靜電容情形C=1W{(V/I0)2-R2}---(2)]]>其中W＝2πf在表1、2、3和表4(后述)中，符號◎表示安全裝置B或后述的本發(fā)明的安全裝置B’動作的情形，符號×表示不動作的情形。
從表1的計算值可以看出，在歷來的電位治療器A的安全裝置B中，當(dāng)輸入電壓Vi變化時，動作點的負載值(表1中動作負載電阻RL’的值)也跟著變化;從表2可以看出，即使設(shè)定當(dāng)負載電阻設(shè)定值RL”為10MΩ(Io＝500μA)時動作，在電源電壓低達90V的情形下，當(dāng)負載電阻RL等于10MΩ時安全裝置B的電路也不動作，因此，為了在輸入電壓Vi為90V時使安全裝置B的電路在負載電阻RL設(shè)定值為10MΩ的條件下也能動作，就需要象表3所示那樣，使負載的設(shè)定值比希望值小，也即負載電阻的設(shè)定值RL”要大一些(表3中為12.2MΩ)，并把動作電流值設(shè)定得小一些(表3中為450μA)。在這種情形下，雖然本來當(dāng)動作負載電阻值RL’小于10MΩ時，安全裝置B是應(yīng)該開始動作的，但是在上述表3所示的值12.2MΩ下卻不會動作，另外，在象表1那樣設(shè)定當(dāng)輸入電壓Vi為100V、動作負載電阻RL’為10MΩ時安全裝置B應(yīng)動作的情形下，在輸入電壓Vi降低到90V時，只要動作負載電阻值RL’不下降到8MΩ，安全裝置B就不會動作。
另外，當(dāng)提高電位治療器A的安全裝置B的電路的靈敏度(使負載電阻設(shè)定值RL”大些也即使動作電流小一些)時，則在人體6踏上或離開通電墊4等時刻所發(fā)生的簡單暫時性負載增大的瞬時，存在著輸出被切斷的可能性，因為這會使使用者誤解為裝置的故障，所以需要使安全裝置B的電路的靈敏度適當(dāng)?shù)匦∫恍?br> 本發(fā)明涉及利用高電壓進行治療的電位治療器中的一種電位治療器，它能夠探測其輸出電路中的過負載并予以報警，同時切斷輸出并啟動其它的安全設(shè)備。
本發(fā)明的電位治療器由探測值產(chǎn)生部件和過負載探測電路所構(gòu)成，探測值產(chǎn)生部件用來設(shè)定與輸入到電位治療器本體的電源輸入電壓成比例的參考值，并且產(chǎn)生與電位治療器本體的輸出電路的電流成比例的探測值，過負載探測電路備有以上述參考值和探測值作為輸入的比較器，當(dāng)輸入到比較器的探測值大于參考值時，比較器就產(chǎn)生控制信號輸出，這個控制信號啟動報警設(shè)備和輸出切斷設(shè)備等安全設(shè)備，或者進一步，僅在探測值持續(xù)超過參考值一定的時間的情形下，前述安全設(shè)備才動作。
本發(fā)明的目的是得到一種具有能在恒定負載值下動作的安全裝置的電位治療器，這種能在恒定負載值下動作的安全裝置是通過使參考值跟隨電源電壓的變化而變化來實現(xiàn)的。
本發(fā)明的另一個目的是得到一種具有當(dāng)輸入到比較器的探測值大于參考值時比較器能夠產(chǎn)生控制信號輸出的安全電路的電位治療器。
本發(fā)明再一個目的是得到一種具有當(dāng)比較器產(chǎn)生控制信號輸出時該輸出信號能夠同時使報警設(shè)備、輸出切斷設(shè)備等安全設(shè)備動作的安全電路的電位治療器。
本發(fā)明還有另一個目的是得到一種具有僅在探測值持續(xù)超過參考值一定的時間的情形下才使安全設(shè)備動作的安全電路的電位治療器。
這些目的是通過構(gòu)成本發(fā)明的電位治療器的結(jié)構(gòu)及其電路來達到的。
本發(fā)明的電位治療器，它包含能產(chǎn)生與電位治療器本體的輸入電源的輸入電壓成比例的參考值的參考值產(chǎn)生部件，能產(chǎn)生與電位治療器本體的輸出電路的電流成比例的探測值的探測值產(chǎn)生部件，以及帶有以上述參考值和探測值作為輸入的比較器并且當(dāng)作為比較器輸入的探測值大于上述參考值時上述比較器能產(chǎn)生控制信號輸出的過負載探測電路。
本發(fā)明的電位治療器還可包含由比較器所產(chǎn)生的控制信號輸出來控制動作的報警設(shè)備和輸出切斷設(shè)備等安全設(shè)備。
本發(fā)明的電位治療器也可包含只有探測值持續(xù)超過參考值一定時間的情形下才輸出控制信號的定時電路。
本發(fā)明具體的實施例將通過附圖以及下面的詳細說明來舉例闡述。此外，關(guān)于局部細節(jié)的修改和變體則包含在后述的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
附圖的簡單說明圖1是已有的電位治療器的示意圖。
圖2是圖1所示電位治療器的安全裝置的基本電路示意圖。
圖3是表示圖2的負載狀態(tài)的等效電路。
圖4是本發(fā)明的電位治療器的實施例及其電路圖。
圖5是表示圖4電路的動作狀態(tài)的波形圖。
圖6是本發(fā)明的電位治療器的其他實施例及其電路圖。
發(fā)明的詳細說明圖4是本發(fā)明的電位治療器A’及其電路圖，與上述圖1中相同的代號代表相同的部件。其他代號中X1是用于保持電源供電的(電源保持)繼電器觸點，X2是用于切斷電源輸出的(輸出切斷)繼電器觸點，Ry1是電源保持繼電器工作線圈。20是構(gòu)成安全裝置B’的安全電路，它由過負載探測電路21、定時電路22和工作電路23所構(gòu)成。
過負載探測電路21由參考值產(chǎn)生部件21a、探測值產(chǎn)生部件21b和比較器COMP所構(gòu)成，其中參考值產(chǎn)生部件由能產(chǎn)生與電源電壓成比例的參考值VR的二極管D1、平滑電容器C1、分壓電阻R1、R2所組成;探測值產(chǎn)生部件由用來把輸出電流變換成電壓的變換電阻R3和用來把變換電壓變換成半波探測值VD的二極管D2所組成;比較器能夠比較上述探測值VD和參考值VR，并且在探測值VD大于參考值VR時產(chǎn)生正電壓輸出。
定時電路22由兩個單穩(wěn)電路(單穩(wěn)多諧振蕩器)所構(gòu)成，這兩個單穩(wěn)電路又由或非門G1、G2和倒相器INV1、INV2和INV3所組成。
工作電路23由與非門G3、發(fā)光二極管LED和輸出切斷繼電器觸點X2的輸出切斷繼電器工作線圈Ry2所構(gòu)成。12是電源開關(guān)。C2、C3是電容器，R4、R5、R6是電阻。此外，省略了安全電路20的電源電路圖。
圖5是圖4所示電路圖中的主要波形圖，代號VR、VD和(a)～(d)分別與圖4中的VR、VD和a～d位置上的電壓相對應(yīng)。
下面，參考圖5對圖4實施例的動作加以說明。首先，當(dāng)按下電源開關(guān)12時，有電流在電源保持繼電器的工作線圈Ry1內(nèi)流過，使得電源保持繼電器觸點X1閉合，這時即使電源開關(guān)12斷開，也仍能保持X1閉合狀態(tài)。因此在電位治療器本體1的輸出端上產(chǎn)生高電壓，開始對腳踏在通電墊4上的人體6的治療。
這時，不論出于什么原因(溫度濕度的變化，塵埃的堆積、電位治療器部件的故障以及部件的絕緣不良等)，出現(xiàn)了負載部分L的狀態(tài)發(fā)生變化，并且負載值大于設(shè)定值的情況(以下把比較器COMP的探測值VD比參考值VR還要大的情況稱為異常狀態(tài))，比較器COMP輸出端a點的電壓波形如(a)所示，因為它變成了正電壓，工作電路23中的發(fā)光二極管LED被點亮。另外，由于COMP的輸出還直接輸入到定時電路22中的或非門G1上，所以在倒相器INV1的輸出端與波形(a)的上升沿同步地出現(xiàn)了時間寬度為T1的脈沖，其中T1是由電阻R4和電容器C2所確定的時間常數(shù)。這樣出現(xiàn)的波形經(jīng)過倒相器INV2反轉(zhuǎn)之后成為波形(b)后者又輸入到或非門G2上，結(jié)果倒相器INV3輸出端的波形如(C)所示，是以由電阻R5和電容器C3所確定的時間常數(shù)T2為寬度的脈沖，該脈沖與波形(b)的上升沿同步地出現(xiàn)，并輸入到與非門G3上。在上述脈沖波形(C)使得與非門G3的輸入端保持為正電壓的期間，就發(fā)生前述的異常狀態(tài)，結(jié)果與非門G3的輸出波形像(d)所示那樣變?yōu)榱?，從而有電流流過輸出切斷繼電器的工作線圈Ry2，造成輸出切斷繼電器觸點X2斷開，電源保持繼電器的工作線圈Ry1的電流被切斷，電源保持繼電器觸點X1斷開，電位治療器A’的輸出終止。
在那里，如果出現(xiàn)電源電壓變動并造成表4所示的輸出電流Io的變化時，由于參考值VR同時發(fā)生了變化，使得動作電流值也跟著變化(被補償)，所以(安全裝置)仍在恒定的負載值(設(shè)定負載值)下動作。所以本發(fā)明的電位治療器A’的安全裝置B’，不象已有的電位治療器A的安全裝置B那樣會在一定的負載下其動作狀態(tài)隨著電源電壓的變化而變化。
此外，雖然上述實施例中使用了電壓值作為參考值VR和探測值VD，但其他的物理量，例如電流值、溫度值、光量值等等也都是可以使用的。
圖6是把附加了積分電路21c的定時裝置用在比較器COMP輸入電路中的一個實施例，R7是積分電阻、C4是積分電容器，與圖4相同的代號代表相同的部件。
在那里，當(dāng)不論前述的哪一種原因使得流過輸出電路的電流增大，造成探測值VD大于參考值VR時，積分電路21c的輸出端電壓并不會立即變成等于該探測值VD，而要經(jīng)過一段等于由積分電阻R7和積分電容器C4所確定的時間常數(shù)的時間之后，才開始變成與探測值VD相等的電壓，這時才有信號從比較器COMP輸出，并造成工作電路23的發(fā)光二極管LED被點亮，輸出切斷繼電器的工作線圈Ry2中有電流流過，輸出切斷繼電器觸點X2斷開，電源保持繼電器的工作線圈Ry1中的電流被切斷，電源保持繼電器的觸點X1斷開，最后終止電位治療器A’的輸出。在上述過程中，如果在比較器COMP還沒有輸出信號之前，探測值VD又下降到小于參考值VR，則不再有信號輸出，從而工作電路23不動作，發(fā)光二極管LED不點亮，電位治療器A’的輸出不終止。
還有，在圖4的實施例中，工作電路23是在定時電路22參與下進行動作的，然而，如果使工作電路23直接由過負載探測電路21的輸出來控制動作，而不要定時電路22的參與，這也是可以的。
本發(fā)明的電位治療器由于在探測值隨著電源電壓變化而變化時比較器的參考值也會有與電源電壓成比例的變化，所以即使電源電壓有所變化，只要負載在正常的范圍之內(nèi)，安全裝也不會動作。也就是說，電源電壓的變化不會有影響，安全裝置必定在預(yù)定的設(shè)定負載下動作。另外，對于安全裝置只有在異常狀態(tài)持續(xù)一定時間以上時才動作的情形，在被治療的人踏上或離開通電墊等時刻所發(fā)生的簡單暫時性負載增大不會使安全裝置動作，所以在這樣的情形下不會誤認為出現(xiàn)了故障。
權(quán)利要求
1.一種電位治療器，其特征在于，它包含能產(chǎn)生與電位治療器本體的輸入電源的輸入電壓成比例的參考值的參考值產(chǎn)生部件，能產(chǎn)生與電位治療器本體的輸出電路的電流成比例的探測值的探測值產(chǎn)生部件，以及帶有以上述參考值和探測值作為輸入的比較器并且當(dāng)作為比較器輸入的探測值大于上述參考值時上述比較器能產(chǎn)生控制信號輸出的過負載探測電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電位治療器，其特征在于，它包含由比較器所產(chǎn)生的控制信號輸出來控制動作的報警設(shè)備和輸出切斷設(shè)備等安全設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電位治療器，其特征在于，它包含只有探測值持續(xù)超過參考值一定時間的情形下才輸出控制信號的定時電路。
全文摘要
一種電位治療器，包含能設(shè)定與電位治療器本體的輸入電源的輸入電壓成比例的參考值的參考值產(chǎn)生部件，能產(chǎn)生與電位治療器本體的輸出電路的電流成比例的探測值的探測值產(chǎn)生部件以及帶有以上述參考值和探測值作為輸入的比較器的過負載探測電路。在作為比較器輸入的探測值比參考值大的時候比較器能產(chǎn)生控制信號輸出使報警設(shè)備、輸出切斷設(shè)備等安全設(shè)備動作，或者進一步，僅在探測值持續(xù)超過參考值一定時間的情況下上述安全設(shè)備才動作。
文檔編號A61N1/40GK1073368SQ9211258
公開日1993年6月23日 申請日期1992年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月31日
發(fā)明者小川幸雄, 原昭邦 申請人:株式會社白壽生科學(xué)研究所