翟濟(jì)

（甘肅省酒泉電信分公司，甘肅 酒泉735000）

在超聲波洗腳盆底部安裝有32 塊直徑1cm 壓電陶瓷晶片，經(jīng)電子電路的激勵(lì)，32 塊壓電陶瓷晶片產(chǎn)生32 根正弦超聲波柱，聲波柱在水中傳遞是低損耗，通過(guò)水中傳遞超聲波柱到人們的腳部或手部肌肉、血液、肌腱受到超聲波柱的照射，產(chǎn)生人體的機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和理化效應(yīng)，促使人體的三高即：高血糖、高尿酸、高血脂有很大程度的改善。

超聲的機(jī)械效應(yīng)是超聲最基本的原發(fā)效應(yīng)。它的來(lái)源有二：一是超聲在介質(zhì)中前進(jìn)時(shí)所產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)，稱(chēng)為行波場(chǎng)中的機(jī)械效應(yīng)。二是超聲在介質(zhì)中傳播時(shí)由反射而產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)，稱(chēng)為駐波場(chǎng)中的機(jī)械效應(yīng)。前者由于超聲振動(dòng)使人體組織中各質(zhì)點(diǎn)受到交替變化的壓縮和伸張產(chǎn)生的正壓和負(fù)壓，以及而得到的巨大加速度。已知組織受超聲作用時(shí)在組織中反復(fù)周期地震蕩運(yùn)動(dòng)。此種單向流動(dòng)的聲流，在氣泡表面細(xì)胞和細(xì)胞膜界面特別明顯，超聲振動(dòng)可引起組織細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，從而顯示出一種微細(xì)的按摩作用，可引起容積變化產(chǎn)生細(xì)胞漿流動(dòng)。細(xì)胞質(zhì)顆粒振動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，摩擦，可刺激細(xì)胞半透膜的彌散過(guò)程，促進(jìn)新陳代謝，加強(qiáng)血液和淋巴循環(huán)，改善組織營(yíng)養(yǎng)，改善蛋白合成，提高再生機(jī)能。

超聲在人體或在其它介質(zhì)中均可顯著產(chǎn)熱，產(chǎn)熱過(guò)程既是機(jī)械能在介質(zhì)中轉(zhuǎn)變成熱能的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程, 這也是內(nèi)生熱的一種，熱的形式是由于：一是超聲通過(guò)機(jī)體時(shí)聲能在介質(zhì)中耗損吸收而產(chǎn)熱；二是超聲通過(guò)介質(zhì)時(shí)，由疏密交替的壓力變化——壓縮相位中產(chǎn)熱；三是不同組織界面上超聲能量的反射而產(chǎn)熱，超聲溫?zé)嵝?yīng)可增強(qiáng)血液循環(huán)，加強(qiáng)代謝、改善局部組織營(yíng)養(yǎng)、增強(qiáng)酶的活力，降低肌肉和結(jié)締組織張力，緩解痙攣即減輕疼痛，同時(shí)又可降低感覺(jué)神經(jīng)興奮性，也起到鎮(zhèn)痛的作用，超聲的機(jī)械效應(yīng)和溫?zé)嵝?yīng)均可促發(fā)若干物理化學(xué)變化。實(shí)踐證明一些理化效應(yīng)往往是上述效應(yīng)的繼發(fā)效應(yīng)。一是彌散作用，治療劑量超聲可增強(qiáng)生物膜彌散過(guò)程促進(jìn)物質(zhì)交換，進(jìn)而加速代謝，改善組織營(yíng)養(yǎng)，這種變化在病理組織中尤為顯著，因此在治療上有實(shí)用價(jià)值，超聲提高膜的滲透作用，可使藥物更易進(jìn)入病菌體內(nèi)，增強(qiáng)藥物的殺菌效能。二是觸變作用，超聲對(duì)肌肉，肌腱的軟化作用以及對(duì)一些與組織缺水有關(guān)的病理改變，如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)病變和關(guān)節(jié)肌腱、韌帶的退行性病變的療效認(rèn)為應(yīng)與超聲的觸變作用聯(lián)系起來(lái)。綜上所述，縱觀超聲的機(jī)械，溫?zé)嵋约袄砘N效應(yīng)它可引起局部組織細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，細(xì)胞受微細(xì)按摩，組織分界上溫度升高，增強(qiáng)生物膜彌散過(guò)程，促進(jìn)血液循環(huán)軟化組織，刺激細(xì)胞功能加速化學(xué)反應(yīng)，加強(qiáng)新陳代謝，影響梅的功能和生物活性物質(zhì)含量，改變組織pH 等，在血液化學(xué)方面的變化有抗壞血酸氧化pH 增加趨向堿性，血糖、尿酸、乳酸，膽固醇減少，鉀離子濃度增加。

超聲波洗腳盆主要組件：

a.直徑1cm 的壓電陶瓷片（汕頭市先寧電子公司生產(chǎn)），產(chǎn)生1MHz 正弦波2w/ cm2的聲柱，由32 塊壓電陶瓷晶片組成的正弦波超聲聲柱版面。

在超聲醫(yī)學(xué)中定為低強(qiáng)度超聲治療劑量一般為02-2.5wcm2，為非損傷性療法。超過(guò)3w/cm2以上為高度損傷性超聲療法。在超聲療法中認(rèn)為超聲療法的理療頻率為850kHz-1MHz 為最佳頻率段。所以超聲波洗腳盆采用每個(gè)超聲晶片產(chǎn)生2w/ cm2低強(qiáng)度超聲劑量和1MHz 頻率的超聲正旋波固定頻率。因考率到超聲波洗腳盆的使用效果。所以在洗腳盆低部按裝32 塊壓電陶瓷片，組織超聲聲柱版面。

b.對(duì)應(yīng)激勵(lì)所使用的1MHz 晶體震蕩器，32 路輸出信號(hào)的電子電路分配器和32 路電子電路功率放大器，還有市電轉(zhuǎn)負(fù)24伏電源及盆體組成。

綜合由32 塊壓電陶瓷晶片組成的正弦波超聲聲柱版面的激勵(lì)要求在激勵(lì)電子電路設(shè)計(jì)上首先要考率的信號(hào)源要求；一、頻率輸出穩(wěn)定；二、要輸出信號(hào)有32 路信號(hào)源洗腳盆電子電路部分。使用國(guó)產(chǎn)溫度補(bǔ)償晶體振蕩器型號(hào)為ZWB-2-1024KHZ工作頻率1024khz 頻率。穩(wěn)定度10-6，正弦波電壓輸出，信號(hào)源要求32 路信號(hào)電壓輸出，超聲波洗腳盆采用無(wú)線(xiàn)電基礎(chǔ)理論的傳輸線(xiàn)源理做成的線(xiàn)圈分配器。一個(gè)信號(hào)源信號(hào)電壓經(jīng)電子放大器放大再經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈分配器就成2 個(gè)信號(hào)源輸出信號(hào)電壓，這樣洗腳盆采用晶振輸出線(xiàn)圈分配器輸出2 個(gè)信號(hào)源輸出，再經(jīng)第1 級(jí)2 個(gè)電子放大單元變4 個(gè)信號(hào)源輸出，再經(jīng)第2 級(jí)4 個(gè)電子放大單元變8 個(gè)信號(hào)源輸出，再經(jīng)第3 級(jí)8 個(gè)放大單元變16 個(gè)信號(hào)源輸出再經(jīng)第4 級(jí)16 個(gè)放大單元變32 個(gè)信號(hào)源輸出，就達(dá)到洗腳盆所需要的32 路同頻信號(hào)輸出要求。超聲波洗腳盆壓電陶瓷晶片激勵(lì)電壓為80 伏，國(guó)家規(guī)定作用于人體的直流工作電壓不應(yīng)超過(guò)38 伏，所以超聲波的直流工作電源電壓定為負(fù)24 伏25 安培，為達(dá)到壓電陶瓷晶片80 伏激勵(lì)電壓，要求洗腳盆使用電子功率放大器，電子功率放大器采用變壓器輸入,變壓器輸出的高頻丙類(lèi)推挽變壓器放大器和傳輸線(xiàn)提壓輸出線(xiàn)圈。以滿(mǎn)足壓電陶瓷晶片的激勵(lì)要求共設(shè)計(jì)32 個(gè)電子功率放大器單元。

具體組成電路如下：

a.32 塊壓電陶瓷晶片組成的超聲波聲柱版面。壓電陶瓷晶片是粘貼在一塊長(zhǎng)20 厘米，寬15 厘米，厚6 毫米的鋁板。因考慮人體兩只手或兩只腳的面積，所以將32 塊壓電陶瓷晶片就該形勢(shì)粘貼在一塊鋁板上，組成超聲波聲柱版面。

b.32 路輸出信號(hào)的電子分配器采用無(wú)線(xiàn)電基礎(chǔ)理論的傳輸線(xiàn)原理做成的，電子分配器見(jiàn)電子分配器晶振圖（圖1）、電子分配器方框圖（圖2）、電子分配器電子電路圖（圖3）。

圖1 電子分配器晶振圖

圖2 電子分配器方框圖

圖3 電子分配器電子電路圖

電子分配器電路分析，R1 為轉(zhuǎn)輸線(xiàn)分配線(xiàn)圈的輸出阻抗電阻，C1 為分配器電路的輸入電容，R2 為BG1 偏直電阻，BG1,BG2，組成直接耦合放大器，BG1,[IRF9640],是MOS 組件，高輸入阻抗，電壓放大器。R3,R4,R5,BG2[A640],B1 組成小功率放大器，B2 為轉(zhuǎn)輸線(xiàn)分配線(xiàn)圈。

c.32 路電子電路功率放大器見(jiàn)功率放大器電子電路圖（圖4）。

圖4 功率放大器電子電路圖

功率放大器電路分析，R1 為轉(zhuǎn)輸線(xiàn)分配線(xiàn)圈的輸出阻抗電阻，C1 為功率放大器的輸入電容，R2 為BG1 偏直電阻，BG1,BG2 組成直接耦合放大器，BG1[IRF9640]，是MOS 組件高輸入阻抗，電壓放大器，R3,R4,R5,BG2[A640],L1，線(xiàn)圈組成前置放大器，C2 為功率放大單元的輸入電容，R6,R7,C3,L2,L3,R8,R9,組成功率放大器的輸入端直流偏直電路，R10,R11C4,C5,L4,L5, 組成功率放大器的輸出端直流偏置電路，BG3,BG4[A1943],PNP 功率放大管，230V,15A,150W,輸入變壓器B1,輸出變壓器B2 組成高頻丙類(lèi)推挽功率放大器。B3,轉(zhuǎn)輸線(xiàn)阻抗匹配器。