红外线理疗仪温控系统的研究与设计
发布时间：2021-05-10 03:06
目前红外理疗仪在各种疾病的辅助治疗中已经得到了广泛的应用,关于红外理疗仪辅助治疗各种疾病的疗效也已在很多临床病例报告中得到了证实。对红外辐照强度和辐照时间控制不当,会造成患者的被照射部位烧伤。这样患者在接受治疗的同时也产生了不小的副作用。为了确保较好的理疗效果并有效防止患者理疗部位产生烧伤,一套良好的温度控制系统是必要的。但目前市场上大多数红外理疗仪是不具有对人体被照射部位温度进行监控的功能的。已有的相关研究,其温控系统的设计多数都是只针对某一种红外理疗仪来设计的,而且是直接购买带输出接口的工业红外测温仪,将输出的数据通过数据采集卡传送到电脑进行温度的测量和控制,或在理疗仪功率控制部分采用开关电源。这使得红外理疗仪的使用成本较高,使用范围也受到一定限制。因此本论文的主要研究内容有以下几个方面:①通过对目前常用红外理疗仪的红外特征波长以及各种温度测量方法的比较分析,指出了接触式温度测控方法的不足,以及采用非接触测温法对被照射部位体表温度进行监控应该注意的问题。②针对近红外理疗仪和中红外理疗仪设计了一套温度测控系统。该系统在硬件上,通过过零检测和采用可控硅直接对市电进行斩波来控制功率的大小...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 红外理疗仪温控系统的研究现状
1.2.2 医用辐射测温的研究现状
1.2.3 模糊PID 在温度控制中的应用现状
1.4 课题研究的主要内容
2 红外理疗温度测量方法的研究
2.1 概述
2.2 红外理疗仪的分类和各自特点
2.3 温度测量方法的比较
2.4 红外测温
2.4.1 辐射测温原理
2.4.2 辐射测温方法的特点与适用范围
2.4.3 红外人体表面温度测量的原理
2.4.4 红外探测器的分类
2.4.5 红外探测器的比较与选择
2.4.6 影响红外测温精度的主要因素
2.4.7 适合采用辐射测温的理疗仪类型
2.5 红外理疗时造成烧伤的原因与特点
2.5.1 红外理疗的治疗作用
2.5.2 理疗造成烧伤的特点
2.5.3 理疗效果与产生烧伤的关系
3 模糊 PID 控制算法设计
3.1 概述
3.2 理论基础
3.2.1 经典PID 控制理论
3.2.2 PID 参数自整定技术
3.2.3 模糊PID 控制理论
3.3 单片机模糊PID 控制器的设计
3.3.1 设计方案
3.3.2 模糊PID 控制器的设计
4 温度测控系统的设计与实现
4.1 概述
4.2 系统总体设与技术指标
4.3 系统硬件电路组成与设计
4.3.1 温度传感器的选择
4.3.2 前端信号处理以及A/D 采集电路
4.3.3 单片机的选择
4.3.4 X5043 EPPROM 存储扩展
4.3.5 键盘和显示电路
4.3.6 电源模块
4.3.7 功率控制电路
4.4 系统软件设计与实现
4.4.1 软件总体结构图
4.4.2 温度测控模块程序设计
4.4.3 温度采集子程序
4.4.3 定时中断服务程序
4.4.4 模糊PID 温度控制子程序
4.4.5 编程环境
5 实验结果及误差分析
5.1 概述
5.2 温度测量的标定
5.3 温度控制的整定
5.4 实验结果
5.5 误差分析
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Mamdani模糊PID的同步发电机励磁控制[J]. 贺徽,周建中,谭建华,寇攀高. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[2]温度测量技术现状和发展概述[J]. 杨永军. 计测技术. 2009(04)
[3]基于AT89C51的交流电机调速控制系统设计[J]. 樊月珍,江发潮. 微计算机信息. 2009(08)
[4]模糊PID控制算法在恒速升温系统中的应用[J]. 周黎英,赵国树. 仪器仪表学报. 2008(02)
[5]低热深度烧伤52例分析[J]. 周庆红,李燕,蔡兴东. 临床误诊误治. 2006(11)
[6]热红外探测器的最新进展[J]. 吕宇强,胡明,吴淼,张之圣,刘志刚. 压电与声光. 2006(04)
[7]老年理疗低热烧伤的诊疗体会[J]. 朱桂英,蔡景龙,徐斌. 中国老年学杂志. 2006(08)
[8]ZTP135S-R型传感器在体温计中的应用[J]. 彭桂力,刘知贵,刘利. 国外电子元器件. 2006(04)
[9]A/D芯片CS5524及其应用[J]. 王君勤,马孝义. 电测与仪表. 2005(02)
[10]一种实用红外测温仪数字温度补偿方法[J]. 任焜,胡益民,吴坚,刘岩,朱惠忠. 传感器技术. 2004(12)
本文编号：3178554
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 红外理疗仪温控系统的研究现状
1.2.2 医用辐射测温的研究现状
1.2.3 模糊PID 在温度控制中的应用现状
1.4 课题研究的主要内容
2 红外理疗温度测量方法的研究
2.1 概述
2.2 红外理疗仪的分类和各自特点
2.3 温度测量方法的比较
2.4 红外测温
2.4.1 辐射测温原理
2.4.2 辐射测温方法的特点与适用范围
2.4.3 红外人体表面温度测量的原理
2.4.4 红外探测器的分类
2.4.5 红外探测器的比较与选择
2.4.6 影响红外测温精度的主要因素
2.4.7 适合采用辐射测温的理疗仪类型
2.5 红外理疗时造成烧伤的原因与特点
2.5.1 红外理疗的治疗作用
2.5.2 理疗造成烧伤的特点
2.5.3 理疗效果与产生烧伤的关系
3 模糊 PID 控制算法设计
3.1 概述
3.2 理论基础
3.2.1 经典PID 控制理论
3.2.2 PID 参数自整定技术
3.2.3 模糊PID 控制理论
3.3 单片机模糊PID 控制器的设计
3.3.1 设计方案
3.3.2 模糊PID 控制器的设计
4 温度测控系统的设计与实现
4.1 概述
4.2 系统总体设与技术指标
4.3 系统硬件电路组成与设计
4.3.1 温度传感器的选择
4.3.2 前端信号处理以及A/D 采集电路
4.3.3 单片机的选择
4.3.4 X5043 EPPROM 存储扩展
4.3.5 键盘和显示电路
4.3.6 电源模块
4.3.7 功率控制电路
4.4 系统软件设计与实现
4.4.1 软件总体结构图
4.4.2 温度测控模块程序设计
4.4.3 温度采集子程序
4.4.3 定时中断服务程序
4.4.4 模糊PID 温度控制子程序
4.4.5 编程环境
5 实验结果及误差分析
5.1 概述
5.2 温度测量的标定
5.3 温度控制的整定
5.4 实验结果
5.5 误差分析
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Mamdani模糊PID的同步发电机励磁控制[J]. 贺徽,周建中,谭建华,寇攀高. 华中科技大学学报(自然科学版). 2010(02)
[2]温度测量技术现状和发展概述[J]. 杨永军. 计测技术. 2009(04)
[3]基于AT89C51的交流电机调速控制系统设计[J]. 樊月珍,江发潮. 微计算机信息. 2009(08)
[4]模糊PID控制算法在恒速升温系统中的应用[J]. 周黎英,赵国树. 仪器仪表学报. 2008(02)
[5]低热深度烧伤52例分析[J]. 周庆红,李燕,蔡兴东. 临床误诊误治. 2006(11)
[6]热红外探测器的最新进展[J]. 吕宇强,胡明,吴淼,张之圣,刘志刚. 压电与声光. 2006(04)
[7]老年理疗低热烧伤的诊疗体会[J]. 朱桂英,蔡景龙,徐斌. 中国老年学杂志. 2006(08)
[8]ZTP135S-R型传感器在体温计中的应用[J]. 彭桂力,刘知贵,刘利. 国外电子元器件. 2006(04)
[9]A/D芯片CS5524及其应用[J]. 王君勤,马孝义. 电测与仪表. 2005(02)
[10]一种实用红外测温仪数字温度补偿方法[J]. 任焜,胡益民,吴坚,刘岩,朱惠忠. 传感器技术. 2004(12)
本文编号：3178554
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