微波治疗仪的功率控制系统研究

朱飞

摘 要：现如今伴随着科技水平的不断提高，医疗水平无论是在技术操作还是在仪器应用上都有了创新和发展。尤其是对于医疗仪器的创新，随着医学技术研究的不断深入，越来越多的新型仪器投入使用，大大促进了医学事业的进一步发展。而微波治疗仪的应用伴随着对于这项医疗器械的研究深入而逐渐扩大了规模。但在实际使用过程中仍然有需要注意的问题和要点，本文就微波治疗仪的功率控制问题进行了分析，并对其控制系统展开了讨论。

关键词：微波治疗仪;智能系统;模糊控制

引言：微波治疗仪能够广泛地得到应用不仅是由于其在医疗过程中起到了非常良好的辅助作用，同时仪器本身的高水平发展也是重要因素之一。在微波治疗仪的使用过程当中，器件和相关的微波应用技术并没有停滞不前。而是伴随着仪器的应用规模扩大，对医疗器件和相关微波应用技术的研究也在不断的深入发展。而在当前医疗发展过程中，微波治疗仪以其治疗过程中体现出的优秀的稳定性和干扰性得到了越来越多的应用。因此，为了实现治疗效果的进一步提高，有必要针对微波治疗仪中的功率控制系统进行进一步的探索和讨论。

1微波治疗仪的组成及工作原理

1.1微波治疗仪组成

微波治疗仪本身能够通过仪器内部的结构和部件产生热效应，通过对产生的微波进行传播进而对患者的患病部位进行治疗。微波治疗仪内部结构较为复杂，除了电源控制开关之外，通过磁控管、传感器和微控制器等相关零部件对微波进行产生和传导[1]。而在整个微波治疗仪中起到核心作用的就是微控制器。微控制器是对整个治疗仪中的所有运行系统进行管理。通过对功率的控制能够调整磁控管的运行状态，从而实现微波治疗仪的稳定运行[2]。微波治疗仪本身内部结构组成相对来说较为复杂，因此在投入使用中时就要格外注意使用操作的规范性。在应用时应当注意对仪器本身的工作原理和内部组成有基本的了解，才能尽量避免出现操作失误，造成仪器损伤，影响仪器使用寿命。

1.2治疗仪主要工作原理

就目前医疗工作中主要使用的微波治疗仪类型进行分析，常见的依然还是由微处理器进行控制的治疗仪。这类微波治疗仪的使用主要依靠磁控管的运行产生微波。在治疗仪开始运转之后，磁控管会通过对磁场和电压的控制，在两者的不断作用之下产生二极管。在整个磁控管运行过程中，不断从阴极出发的电子会在运动过程中从阳极获得能量。与此同时，磁场的作用会使运动中的电子产生振动，进而产生微波。在磁场和高压的作用下会不断循环上述过程，治疗仪运转就会产生微波。通过仪器内部的辐射器等相关微波传输部件，能够将产生的微波作用于患者的患病处，辅助减轻炎症，提高治疗效率。

1.3治疗仪的软件控制

微波治疗仪除了复杂的内部结构之外，要想实现治疗仪的正常运转，也离不开软件控制系统的应用。微波的输出过程往往较为复杂，在进行操作控制时不但要求精度，同时为了达到更好的治疗效果也要有良好的稳定性。因此微波治疗仪的软件控制结合了模糊控制和PD控制两种方法的优点，在保证精确性的同时维护了治疗水平的稳定。

2微波治疗仪的功率控制系统

2.1模糊PD调节原理

在医疗工作中，为了达到微波治疗仪的广泛应用，仪器的生产通常是进行统一标准的。这不仅能够帮助检验仪器的生产质量，同时也能够减少工作任务，提高微波治疗仪的生产效率。但对于医疗工作效率来说，微波治疗仪不仅需要达到生产标准，在使用过程中也需要根据具体使用情况对相关参数进行调整。尤其是磁控管的功率控制，按照统一生产标准进行设计导致无法达到更好地治疗效果。对于磁控管应当通过更精确的数学计算，对具体参数进行调整和控制。而模糊PD模型就是通过精确地计算之后，建立相关的数学模型。以人工智能的方式针对磁控管进行了相关调整，根据问题的具体情况对系统进行控制和调整。

2.2功率控制系统规则

为了使微波治疗仪能够更好地发挥医疗作用，提高医疗效率，针对治疗仪的功率控制进行了系统设计。在控制系统的设计过程中，不仅要考虑到医疗需求，同时也要参考医生的医疗经验，针对控制系统进行调整，使其能够更好地发挥作用。在进行控制器设计工作时，要对相应的参数进行设定，搭建一个双输入单输出的控制器。控制器本身的系统偏差应当伴随参数的变化而进行调整。为了更好地实现功率控制管理，提高系统对数据变化的响应速度。微波功率偏差产生的突然性变化可能会对功率控制产生影响，使得参数过饱和。因此要在选取数据时应当尽量选取较小的数据进行调试。在进行功率控制系统设计时，对系统偏差可能造成的影响进行全面考虑。偏差过大、过小都会相应的对参数产生变化，进而影响到功率控制系统本身的运行稳定性。因此要做好偏差数据控制管理，避免对系统的功能应用造成干扰效果。

2.3功率控制系统提点

对微波治疗仪的功率控制系统进行调整和设计能够更好地实现治疗仪的医疗效果，在提高医疗效率的同时，能让仪器更加适用于具体应用场景。控制器能够帮助实现仪器相关参数的调节，进而实现对系统本身的控制和管理。在保证治疗效果的同时，功率控制器的设计和使用能够使微波治疗仪对环境和参数变化进行更快的相应，同时提高了使用稳定性。

结束语：为了实现医疗技术的提高和创新，应当不断针对现有的问题进行分析。微波治疗仪的功率控制系统能够辅助功能的实现，同时提高仪器稳定性。希望本文的设计想法能为相关从业人员提供参考。

参考文献：

[1]于汇泉，微波及其在医疗中的安全使用[J]，临床与护理工程，2003（5）：39-40

[2]郭建波，周剑利.模糊PID混合控制系统在加热炉中的应用[J].微计算机信息，2005（9）：96-98

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