高压脉冲人体结石破碎技术研究

发布时间：2017-07-05 13:16

  本文关键词：高压脉冲人体结石破碎技术研究

  更多相关文章： 脉冲放电 结石破碎 同轴电极 固液界面 放电模式

【摘要】：现代人生活的不规律,导致尿石症的发病率不断增加,我国已成为世界上结石病发病率最高的国家之一。而传统结石破碎方式伴随着许多并发症问题。如何采取一种结石清除率高、创伤小、并发症少、感染率低、术后恢复快、患者痛苦小的结石破碎方法成为国内外专家研究的焦点。使用高功率技术的高压脉冲破岩技术受到广大学者的高度关注,其以能够保持脆性材料原始形态的破碎优势最初用于月球岩石样品的破碎。经过几十年的发展,现已在俄罗斯、美国、德国开始应用于生产实际。已应用的领域分别是石油钻井、高纯度材料无污染破碎、石材切割、建筑物表面清除等。该技术具有高效率、对周围无损伤或负面影响的优点。基于高压脉冲破岩原理及众多优势,本文借鉴高压脉冲破岩技术,降低脉冲能量,对高压脉冲人体结石破碎技术的理论与试验展开了研究,使用同轴放电电极结构,将高压脉冲直接作用于结石,实现了低能量的接触式碎石。本文首先分析了电介质的放电击穿理论,为高压脉冲结石破碎装置研制提供了理论依据。装置主要包括:充电回路、泄放回路、放电回路及测量电路。通过具体脉冲放电试验分析了放电回路基本原理,推导出放电回路电气参数的计算公式。对脉冲放电回路参数进行对比,分析总结了高压脉冲人体结石破碎放电过程的电气参数变化特征,抽取了可能的区分不同放电模式(固体介质内部放电和液体介质内部放电)的参数特征。经过理论分析,确定了判别放电模式的特征和分类方法。根据放电阶段的不同特性,建立了结石的三段式电气模型,分别给出了不同阶段的传递函数及模型变化规律。
【关键词】：脉冲放电 结石破碎 同轴电极 固液界面 放电模式
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R699
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 国内外传统治疗现状11-13
• 1.3 高压脉冲人体结石破碎课题背景13-15
• 1.4 课题主要工作内容15
• 1.5 本章小结15-16
• 第2章 介质击穿与脉冲放电碎石理论分析16-22
• 2.1 介质击穿理论分析16-19
• 2.1.1 气体击穿16-17
• 2.1.2 液体击穿17-18
• 2.1.3 固体击穿18-19
• 2.2 脉冲放电碎石原理研究19-21
• 2.2.1 脉冲放电碎石基本原理19-20
• 2.2.2 放电碎石过程分析20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第3章 结石破碎试验装置研究22-36
• 3.1 充电回路22-26
• 3.1.1 充电电源22-25
• 3.1.2 充电限流电阻25
• 3.1.3 储能电容25-26
• 3.2 泄放回路26
• 3.3 放电回路26-30
• 3.3.1 脉冲电源26-27
• 3.3.2 高压触发开关27-29
• 3.3.3 同轴电极29-30
• 3.4 测量电路30-34
• 3.4.1 电容分压器30-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第4章 结石破碎试验36-60
• 4.1 药片破碎试验37-38
• 4.1.1 药片破碎试验现象38
• 4.2 人体结石破碎试验38-40
• 4.3 典型放电波形分析40-42
• 4.4 放电回路参数计算42-46
• 4.4.1 放电回路分析42-44
• 4.4.2 脉冲冲击电流参数计算44-46
• 4.5 放电回路仿真分析46-48
• 4.5.1 软件介绍46-47
• 4.5.2 仿真模型与仿真结果47-48
• 4.6 同轴电极固液界面放电模式识别48-59
• 4.6.1 固液界面放电模式参数特征提取48-57
• 4.6.2 固液界面放电模式参数特征分析57-59
• 4.7 本章小结59-60
• 第5章 结石建模与系统优化60-72
• 5.1 放电短路试验60-61
• 5.2 结石模型建立61-71
• 5.2.1 击穿前期模型61-62
• 5.2.2 击穿初期模型62-67
• 5.2.3 击穿后模型67-71
• 5.3 本章小结71-72
• 结论72-74
• 一、全文研究工作总结72-73
• 二、本文的不足与展望73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果78-79
• 致谢79-80

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本文编号：522122