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(qiáng),能夠引起空化作用和霧化作用等特點,廣泛應(yīng)用于超聲清洗領(lǐng)域。超聲輔助創(chuàng)傷治療儀利用超聲波空化效應(yīng)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(jìn)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(zhì)量。本課題通過對超聲振動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,使其變幅桿前端獲得更大振幅,該設(shè)計采

2、用兩級超聲變幅桿,第一級為形狀因數(shù)不大而放大系數(shù)大的階梯形變幅桿,第二級為圓錐過渡的復(fù)合變幅桿。同時為改善驅(qū)動效果,提高超聲換能器的系統(tǒng)效率,本課題基于所設(shè)計的超聲換能器設(shè)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(nèi)容包括超聲振動系統(tǒng)的工作機(jī)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(shù)、形狀因數(shù)等的確定方法,從而為超聲振動系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了結(jié)構(gòu)參數(shù)和理論依據(jù)。
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3、.利用有限元軟件ANSYS對超聲振動系統(tǒng)進(jìn)行有限元分析,將超聲振動系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)化,利用有限元的優(yōu)化設(shè)計模塊對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化設(shè)計的超聲振動系統(tǒng)具有如下特點:(1)超聲振動系統(tǒng)應(yīng)力分布較均勻。(2)在兼顧超聲振動系統(tǒng)形狀因數(shù)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(jié)果為換能器設(shè)計了匹配電路。
　　 4.對超聲輔助創(chuàng)傷治療儀