專利名稱：超聲波美容美體儀的聲頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波美美體儀，具體涉及超聲波美容美體儀的聲頭。
背景技術(shù)：
超聲波美容美體儀是通過高速機(jī)械波作用于人體肌膚表面，機(jī)械波能量深入皮下脂肪，使多余脂肪組織產(chǎn)生高速磨擦發(fā)熱而揮發(fā)，從而達(dá)到瘦身、健身、健美的目的。美容美體儀的機(jī)械波能量，是通過其聲頭將電能轉(zhuǎn)換為高速機(jī)械波能量，并直接由探頭表面緊貼于人體肌膚，從而將機(jī)械波透過肌膚表面，傳遞到深層皮下脂肪。因此，聲頭是超聲波美容美體儀的關(guān)鍵部件，其性能好壞直接影響到美容美體的效果和人的主觀感受。超聲波的傳輸特性為1、超聲波的傳播超聲波在介質(zhì)中的傳播與其它波動(dòng)傳播一樣，可以用惠更斯(HUYGENS)原理來描述，其介質(zhì)中的特性阻抗(聲阻抗)為Z＝ρC其中ρ為介質(zhì)常數(shù)，C為介質(zhì)中的聲速，不同的介質(zhì)其ρ、C不同，甚至有很大差別，因此，其聲阻抗也相差很大，如聲波在空氣中的聲阻抗為0.000395×105rayls而在人體肌肉中的聲阻抗為1.684×105rayls，相差四個(gè)量級(jí)！2、聲波的反射、折射和散射超聲波在傳播過程中，若遇到兩種不同聲阻抗的介質(zhì)時(shí)，在界面將會(huì)發(fā)生反射和折射，兩種介質(zhì)的聲阻抗相差愈大，反射也愈大。如聲頭向空中幅射時(shí)，由于聲換能器所依附的鋁板的聲阻抗(Z＝1.69×106)與空氣的聲阻抗(Z＝39.5)相差很大，因此，聲波幾乎全反射，而人體組織聲阻抗與其相近，因此部分聲波能幅射入人體。人體不同部位的聲阻抗也不相同，如脂肪、肌肉、骨骼都不相同。
3、超聲生物效應(yīng)的物理機(jī)制超聲波向人體幅射，會(huì)產(chǎn)生物效應(yīng)，以達(dá)到瘦身、健身、增強(qiáng)細(xì)胞活性等目的，其物理機(jī)制主要有三種a.熱學(xué)效應(yīng)即人體軟組織吸收超聲能量發(fā)熱，消耗多余脂肪。
所發(fā)熱量與照射聲強(qiáng)I、時(shí)間T及吸收系數(shù)α成正比Q＝2αIT(J/CM3)b.力學(xué)效應(yīng)高速振動(dòng)的超聲波入射到人體內(nèi)后，人體細(xì)胞隨之振動(dòng)，細(xì)胞組織發(fā)生高速摩擦而發(fā)熱，消耗多余脂肪。
c.空化效應(yīng)超聲波進(jìn)入人體內(nèi)部，會(huì)使人體組織內(nèi)汽泡與超聲頻率發(fā)生共振、活性增強(qiáng)，從而增強(qiáng)細(xì)胞活力。
綜上所述，不同的介質(zhì)，甚至是人體不同部位的介質(zhì)，對(duì)超聲波的傳播、吸收所產(chǎn)生的效應(yīng)是不同的，因此，用某一固有頻率的超聲波很難被人體所吸收，現(xiàn)有的超聲波美容美體儀的聲頭由于機(jī)械波振蕩頻率固定，不能根據(jù)人體不同部位吸收的最佳波段而調(diào)整振蕩頻率，因此，不能對(duì)人體不同部位都達(dá)到最佳理療效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有超聲波美容美體儀的聲頭不能根據(jù)人體不同部位吸收的最佳波段而調(diào)整振蕩頻率的技術(shù)問題。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種超聲波美容美體儀的聲頭，包括外殼、控制系統(tǒng)和換能器，其特征是，所述的控制系統(tǒng)包括微電腦控制模塊MCU和自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT，自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT包括穩(wěn)定頻率的鎖相環(huán)模塊PLL、輸出模塊和匹配檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的微電腦控制模塊MCU向鎖相環(huán)模塊PLL提供在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)的具有一定變化規(guī)律的參考頻率信號(hào)Fr，鎖相環(huán)模塊PLL穩(wěn)頻后向輸出模塊提供穩(wěn)定的頻率信號(hào)Fvco，輸出模塊向換能器輸出電信號(hào)，換能器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并將超聲波遇到不同介質(zhì)界面時(shí)反射的能量反向變換成電信號(hào)，所述的匹配檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)輸出模塊的電流進(jìn)行采樣經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送到微電腦控制模塊MCU記錄下來，當(dāng)頻率信號(hào)Fvco按一定規(guī)律在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)變化時(shí)，微電腦控制模塊MCU記錄下整個(gè)頻率范圍內(nèi)的工作電流值，在對(duì)整個(gè)頻率范圍搜索完成后，微電腦控制模塊MCU計(jì)算出對(duì)應(yīng)最大工作電流下的頻率參數(shù)，并控制PLL跟蹤于該頻率點(diǎn)。
在所述的鎖相環(huán)模塊PLL和輸出模塊之間還設(shè)置有激勵(lì)放大模塊，以在輸出前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。
還包括溫度控制模塊ATC，溫度控制模塊包括溫度檢測(cè)和門限比較模塊，微電腦控制模塊MCU通過溫度檢測(cè)模塊定時(shí)對(duì)外殼的溫度進(jìn)行檢測(cè)并通過門限比較模塊與基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，并據(jù)此控制聲頭工作時(shí)間和休息時(shí)間。
所述的頻率Fr變化規(guī)律為每改變一次頻率增加或減少500HZ。
在采用了上述技術(shù)方案后，由于采用了自動(dòng)頻率調(diào)節(jié)技術(shù)，使聲頭在工作時(shí)會(huì)根據(jù)不同的人體組織選取最佳的頻率，從而解決了現(xiàn)有超聲波美容美體儀的聲頭不能根據(jù)人體不同部位吸收的最佳波段而調(diào)整振蕩頻率的技術(shù)問題。另外，由于增加了溫度檢測(cè)模塊，可通過調(diào)節(jié)工作時(shí)間調(diào)整聲頭溫度以適于人體溫度。


圖1是本發(fā)明控制系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
超聲波傳播過程中，遇到不同的介質(zhì)界面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生反射，而這種反射能量經(jīng)換能器反向變換后，變成電信號(hào)。經(jīng)專用檢測(cè)電路檢測(cè)后，改變振蕩參數(shù)，尋找最佳振蕩頻率和匹配狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)聲頭與人體介質(zhì)的最佳匹配，這就是本智能聲頭的工作原理。
本發(fā)明采用了以下技術(shù)微電腦(MCU)控制和檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)頻率調(diào)諧(AFT)技術(shù)，變體的鎖相環(huán)技術(shù)(PLL)，以及自動(dòng)溫度控制(ATC)技術(shù)。
如圖1所示一種超聲波美容美體儀的聲頭，包括外殼、控制系統(tǒng)和換能器，控制系統(tǒng)包括微電腦控制模塊MCU、自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT和溫度控制模塊ATC，自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT包括穩(wěn)定頻率的鎖相環(huán)模塊PLL、輸出模塊和匹配檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換模塊；微電腦控制模塊MCU向鎖相環(huán)模塊PLL提供在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)的具有一定變化規(guī)律的參考頻率信號(hào)Fr，鎖相環(huán)模塊PLL穩(wěn)頻后向輸出模塊提供穩(wěn)定的頻率信號(hào)Fvco，輸出模塊向換能器輸出電信號(hào)，換能器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并將超聲波遇到不同介質(zhì)界面時(shí)反射的能量反向變換成電信號(hào)，匹配檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)輸出模塊的電流進(jìn)行采樣經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送到微電腦控制模塊MCU記錄下來，當(dāng)頻率信號(hào)Fvco按一定規(guī)律在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)變化時(shí)，微電腦控制模塊MCU記錄下整個(gè)頻率范圍內(nèi)的工作電流值，在對(duì)整個(gè)頻率范圍搜索完成后，微電腦控制模塊MCU計(jì)算出對(duì)應(yīng)最大工作電流下的頻率參數(shù)，并控制PLL跟蹤于該頻率點(diǎn)，在鎖相環(huán)模塊PLL和輸出模塊之間還設(shè)置有激勵(lì)放大模塊，以在輸出前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，溫度控制模塊包括溫度檢測(cè)和門限比較模塊，微電腦控制模塊MCU通過溫度檢測(cè)模塊定時(shí)對(duì)外殼的溫度進(jìn)行檢測(cè)并通過門限比較模塊與基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，并據(jù)此控制聲頭工作時(shí)間和休息時(shí)間。
其工作原理簡述如下開機(jī)上電時(shí)，MCU控制PLL，在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)以500HZ步進(jìn)變頻搜索，每改變一次頻率步進(jìn)，即檢測(cè)輸出級(jí)工作電流，在換能器與傳輸介質(zhì)達(dá)到最佳匹配時(shí)，此時(shí)反射能量較小，工作電流最大，而不是最佳匹配時(shí)，反射較大，工作電流較小，因此輸出級(jí)工作電流反映了換能器在不同的頻率下與介質(zhì)的匹配狀況，對(duì)該工作電流進(jìn)行采樣，經(jīng)A/D變換后送到MCU，MCU記錄下整個(gè)頻率范圍內(nèi)的工作電流值，在對(duì)整個(gè)頻率范圍搜索完后，MCU計(jì)祘出對(duì)應(yīng)最大工作電流下的頻率參數(shù)，并控制PLL，跟蹤于該頻率點(diǎn)。在實(shí)際使用中，對(duì)應(yīng)于人體不同部位，其介質(zhì)阻抗可能會(huì)有變化，反射到輸出級(jí)，其工作電流會(huì)發(fā)生變化，MCU檢測(cè)到此變化后，控制PLL微調(diào)工作頻率使換能器與人體匹配重新調(diào)整到最佳匹配狀態(tài)。若介質(zhì)阻抗發(fā)生實(shí)變(如從人體移開到空氣中)，MCU檢測(cè)到反射能量超過設(shè)定門限，控制PLL重新搜索，直至找到佳匹配點(diǎn)后再轉(zhuǎn)入跟蹤。
1、MCU+ATC組成恒溫控制，適應(yīng)人體主觀感覺。
MCU定時(shí)檢測(cè)聲頭溫度，并控制工作時(shí)間，使聲頭外表面溫度在空操作狀態(tài)下維持在比人體溫度略高(38℃左右)的條件下，使人體再接觸時(shí)感覺最舒服為宜，在聲頭接觸人體后，聲頭表面溫度迅速下降，ATC電路控制聲頭迅速轉(zhuǎn)換為工作狀態(tài)。
2、各部分組成a.框圖中，PLL包括MCU產(chǎn)生的參考頻率Fr，相位比較，環(huán)路濾波，壓控振蕩器(VCO)及頻率除法器(÷N)等，之所以稱之為PLL的變體，是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的PLL中，其參考頻率Fr是固定的(稱為基準(zhǔn)頻率)而此處應(yīng)用中，F(xiàn)r是可變的，以實(shí)現(xiàn)搜索、跟蹤的功能要求。
b.AFT包括PLL激勵(lì)放大，輸出匹配檢測(cè)、A/D及MCU控制等。
c.ATC包括換能器外殼溫度傳感器，檢測(cè)電路，基準(zhǔn)電路及MCU控制等。
綜上所述，本智能聲頭充分考慮了人體差異，部位差異等因素，考慮理療效果及人的主觀感受，采用人性化設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了以人為上，以人為本的現(xiàn)代美容美體理念，使人在進(jìn)行健身健美的同時(shí)，充分享受美容美體所帶來的快樂。本系列智能化聲頭，配合于最先進(jìn)的主機(jī)，組成最先進(jìn)的超聲波美容美體設(shè)備，代表了當(dāng)今美容健身設(shè)計(jì)的發(fā)展潮流和時(shí)尚。
權(quán)利要求
1.一種超聲波美容美體儀的聲頭，包括外殼、控制系統(tǒng)和換能器，其特征是，所述的控制系統(tǒng)包括微電腦控制模塊MCU和自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT，自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT包括穩(wěn)定頻率的鎖相環(huán)模塊PLL、輸出模塊和匹配檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換模塊；所述的微電腦控制模塊MCU向鎖相環(huán)模塊PLL提供在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)的具有一定變化規(guī)律的參考頻率信號(hào)Fr，鎖相環(huán)模塊PLL穩(wěn)頻后向輸出模塊提供穩(wěn)定的頻率信號(hào)Fvco，輸出模塊向換能器輸出電信號(hào)，換能器將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并將超聲波遇到不同介質(zhì)界面時(shí)反射的能量反向變換成電信號(hào)，所述的匹配檢測(cè)A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)輸出模塊的電流進(jìn)行采樣經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送到微電腦控制模塊MCU記錄下來，當(dāng)頻率信號(hào)Fvco按一定規(guī)律在設(shè)定的頻率范圍內(nèi)變化時(shí)，微電腦控制模塊MCU記錄下整個(gè)頻率范圍內(nèi)的工作電流值，在對(duì)整個(gè)頻率范圍搜索完成后，微電腦控制模塊MCU計(jì)算出對(duì)應(yīng)最大工作電流下的頻率參數(shù)，并控制PLL跟蹤于該頻率點(diǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波美容美體儀的聲頭，其特征是，在所述的鎖相環(huán)模塊PLL和輸出模塊之間還設(shè)置有激勵(lì)放大模塊，以在輸出前對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波美容美體儀的聲頭，其特征是，還包括溫度控制模塊ATC，溫度控制模塊包括溫度檢測(cè)和門限比較模塊，微電腦控制模塊MCU通過溫度檢測(cè)模塊定時(shí)對(duì)外殼的溫度進(jìn)行檢測(cè)并通過門限比較模塊與基準(zhǔn)溫度進(jìn)行比較，據(jù)此控制聲頭工作時(shí)間和休息時(shí)間。
4.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波美容美體儀的聲頭，其特征是，所述的頻率Fvco變化規(guī)律為每改變一次頻率增加或減少500HZ。
全文摘要
本發(fā)明涉及超聲波美容美體儀的聲頭。包括外殼、控制系統(tǒng)和換能器，控制系統(tǒng)包括微電腦控制模塊MCU、自動(dòng)頻率調(diào)諧模塊AFT和溫度控制模塊ATC，由于采用了自動(dòng)頻率調(diào)諧技術(shù)，使聲頭在工作時(shí)會(huì)根據(jù)不同的人體組織選取最佳的頻率，解決的是現(xiàn)有超聲波美容美體儀的聲頭不能根據(jù)人體不同部位吸收的最佳波段而調(diào)整振蕩頻率的技術(shù)問題。另外由于增加了溫度檢測(cè)模塊，可通過調(diào)節(jié)工作時(shí)間調(diào)整聲頭溫度以適于人體溫度。
文檔編號(hào)A61H23/00GK1486681SQ0313983
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月11日
發(fā)明者蔣中為 申請(qǐng)人:蔣中為