力德水处理系统设计方案（高强度聚焦超声治疗）

分类：公司新闻 /Company news
作者：
来源：
发布时间：2017-07-18
访问量：0

【概要描述】高强度聚焦超声治疗中，由于空气和人体组织声阻抗具有较大的差异，因此需要通过介质水耦合到靶向组织以实现超声波的有效传播。同时为了避免不可控的空化效应以及水中杂质对超声波的反射，必须将水中的气泡、颗粒杂质以及离子去除。国家标准YY0592-2005中要求用水含氧量<=5μS/cm。此外，高强度聚焦超声治疗中介质水还起到散热降温作用。目前国内水处理大多采用的传统方法是将一个密闭容器抽成真空,然后将水加压





力德水处理系统设计方案（高强度聚焦超声治疗）

【概要描述】高强度聚焦超声治疗中，由于空气和人体组织声阻抗具有较大的差异，因此需要通过介质水耦合到靶向组织以实现超声波的有效传播。同时为了避免不可控的空化效应以及水中杂质对超声波的反射，必须将水中的气泡、颗粒杂质以及离子去除。国家标准YY0592-2005中要求用水含氧量<=5μS/cm。此外，高强度聚焦超声治疗中介质水还起到散热降温作用。目前国内水处理大多采用的传统方法是将一个密闭容器抽成真空,然后将水加压

分类：公司新闻 /Company news
作者：
来源：
发布时间：2017-07-18
访问量：0

　　高强度聚焦超声治疗中，由于空气和人体组织声阻抗具有较大的差异，因此需要通过介质水耦合到靶向组织以实现超声波的有效传播。同时为了避免不可控的空化效应以及水中杂质对超声波的反射，必须将水中的气泡、颗粒杂质以及离子去除。国家标准YY0592-2005中要求用水含氧量<=5 μS/cm。此外，高强度聚焦超声治疗中介质水还起到散热降温作用。目前国内水处理大多采用的传统方法是将一个密闭容器抽成真空,然后将水加压喷入密闭容器内,高压水雾中的气体向密闭容器内扩散,经过短时间的平衡,从而使水中的气体含量减少,达到去气的目的,然后将水排出,这种去气方式设备成本高,成品水中含气量也高,不能连续出水且出水效率低,使用成本高。力德研发设计的高强度聚焦超声治疗专用水处理系统采用循环脱气方式，对水路压力、流速实时监测，实现了聚焦超声用水的脱气、去离子和流量的控制。整个循环水路各个部分有电磁阀控制，并具有良好的密封性，保证水质量达到预期的效果，系统各部分状态通过ARM实时传输至上位机，可达到实时监控的效果。

　　力德水处理系统分为3个部分：水净化处理部分、水脱气处理部分和流量控制部分。水净化处理部分主要去除水中的颗粒杂质、氯气、细菌以及离子等。水脱气部分用于去除水中溶解的氧气等气体。流量控制选用Microchip公司的单片机PIC18f46k22为核心控制芯片，通过编写控制系统主程序，实现触摸串口屏控制和动态检测水量、水压和制水速度等，同时在Qt软件环境下编写了上位机界面，对单片机实现了多种方法控制，使操作变得灵活。

　　1 水处理系统水路连接设计

　　水净化处理部分主要去除水中的颗粒杂质、氯气、细菌以及离子等。预置滤芯5只分别装有1 μm聚丙烯(polypropylene，pp)棉、颗粒活性炭、结型活性炭、软水树脂、1 μm pp棉等预过滤处理装置。pp棉用于滤除颗粒杂质，活性炭用于滤除自来水中的氯气，软水树脂用于去除水中的钙镁等阳离子，防止结垢。预制过滤部分主要功能是保护水脱气RO膜。混合离子交换柱装有阳离子和阴离子交换树脂，进一步去除水中的离子。后置活性炭过滤滤芯进一步过滤水中杂质，更加彻底地吸附水中的异色、异味，同时抑制水中细菌再生。

　　水脱气部分用于去除水中溶解的氧气等气体。真空泵用于抽除脱气膜中的气体，提供脱气膜工作所需的真空环境。脱气膜装置用于增大气液接触的表面积，提高脱气效率。压力桶用于缓存制备的用水，可以提供一定的压力以完成向聚焦超声水箱的进水操作，同时压力桶的结构可确保所制备的水与空气隔离。流量控制部分用于控制聚焦超声水箱中入水和出水的体积和速度，通过流量计计算出入水体积。

　　2 系统硬件设计

　　硬件控制系统主要由上位机PC监控部分、主控板部分组成主控系统以控制器为核心，外围硬件连接时钟计时电路、带光电隔离电磁阀驱动电路、固态继电器驱动电路、流量计、真空压力传感器、RO膜压力传感器、高压开关、触摸串口屏和电源模块。以PIC18f46k22为主控板，通过RS232串口与7寸触摸串口屏连接，触摸屏按固定的帧格式动态地与单片机信息交互；同时扩展另一路RS232串口通过ARM与上位机PC连接，上位机PC基于Qt软件编写操控界面，通过ARM与单片机信息交互。该系统既可以通过触摸屏现场操控水处理系统，又可通过PC远程操控，

　　3 系统软件设计

　　系统软件采用模块化的设计，将各个功能进行分解，便于移植。水处理系统的软件设计主要由上位机基于Qt软件操控界面设计和主控板PIC控制部分组成。在控制板的主程序中，将各个功能模块化，其中包括时钟计时模块、中断模块、流量控制模块、触摸串口屏模块和远程PC操控界面模块。在主程序开始时，软件配置PIC单片机基本设置，包括系统时钟、看门狗分频、电压低压检测参考标准电压、关闭写保护、打开在线调试模式功能等。初始化过程包括系统时钟、定时器、IO端口、(uart)串口和端口中断的初始化，并使能中断优先级，时钟芯片初始化并获得时间。紧接着单片机向串口屏发送固定格式的指令，使触摸屏进入主控界面。接下来系统进入循环，通过扫描各个中断标志位的变化，实时响应串口屏、上位机命令和各类传感器的中断请求，显示水处理设备状态，并将信息上传到串口触摸屏，动态交互。水处理系统通过定时器配合流量计动态显示出入、循环水量，既可以定量控制出入水量，又可连续出入水[。各个传感器实时显示水路的状态，当出现异常时，控制系统自动处理异常，并实时动态地更新到触摸串口屏和上位机操控系统。串口屏或者上位机可以发送消息来控制进出水电磁阀的打开、关断，电磁阀和传感器的状态也会实时更新到触摸串口屏和上位机操控系统。

　　4 上位机控制界面设计

　　水处理系统主控板与上位机通过ARM相连。主控板通过RS232接口与ARM相连，同时ARM与上位机通过以太网接口相连。上位机控制界面是由软件Qt编写，基于TCP/IP的socket编程，依据触摸屏与主控板的交互模式和现有的数据帧格式，自定义以太网、串口解析协议。上位机软件根据现有的框架进行合理科学的布局，形成一个美观的仪表界面。上位机实现和触摸屏类似的功能，可以发出控制命令给单片机主控板，主控板将水处理系统实时工作状态反馈给上位机，实现水处理系统的远程操控和状态监测。

　　5 测试

　　水处理系统出水的含氧量和电导率是鉴定是否满足用水的两个重要指标。

　　6 结论

　　本文介绍的力德水处理设备体积小，操作简单，出水速度快，实现了高强度聚焦超声治疗系统水处理设备的自动化、小型化和智能化。经测试该设备制备水的含氧量、电导率指标满足HIFU用水的条件，高强度聚焦超声治疗的水处理设备在聚焦超声治疗领域将得到更广泛的应用。

扫二维码用手机看

上一个: 力德镀膜玻璃专用纯水设备

下一个: 专业专注,创造卓越——力德研发

上一个: 力德镀膜玻璃专用纯水设备

下一个: 专业专注,创造卓越——力德研发